我国污泥处理情况二

　　2.1.1污泥浓缩技术

 

　　城市污水处理厂产生的污泥通常含水率都很高,初沉池污泥的含水率>97％,二沉池的含水率>99％。污泥的体积大,给后续处理造成极大困难。污泥浓缩的目的在于减少容积,主要减少的是污泥中的间隙水[18]。如果后续处理是厌氧消化,则消化池的容积、加热量、搅拌能耗等都可以极大地降低;如果后续处理是机械脱水,则浓缩后调理污泥的混凝剂用量以及机械设备的处理量都可极大地减少。经过浓缩的污泥的含水率可达95％~97％,基本实现了污泥的减量化[19]。污泥浓缩的方式主要有重力浓缩、离心浓缩、气浮浓缩、带式浓缩机浓缩、转股机械浓缩等。根据我国污泥的特点,重力浓缩和浮选浓缩是城市污水处理厂最常用的污泥浓缩方法。

 

　　2.1.2污泥脱水技术

 

　　污泥脱水可使污泥的含水率极大地降低,有效减少污泥的体积,便于污泥的运输及储存,且利于污泥后续的处理处置[20]。污泥脱水的传统方法是自然干化,其缺点是占地面积大,容易造成环境污染;适用范围小,不适合在大型城市使用。相比之下,污泥的机械脱水具有占地面积小、处理效率高等优势。在我国,污泥脱水技术发展迅速,各类脱水机械已经在逐渐开发制造。目前常用的脱水设备主要有真空过滤机、带式压滤机、板框压滤机、离心脱水机等。但是污水厂使用的深度脱水设备仍存在能耗高、药剂投加量大、不能连续处理等问题。上海市城市排水有限公司与上海交通大学根据当前污泥深度脱水压滤机存在的问题,开发了一套能够使污泥更加易于脱水的预处理技术[21]。该技术在污泥中投加污泥改性剂,然后污泥进入一套可连续进行脱水的新型带式压滤试验机(处理能力为20~30t/d),污泥通过与改性剂反应并经过连续带式压滤后,含水率可从80％~85％降低到50％~55％,这就使得污泥的体积减少,方便了后续对污泥进行处理和处置。污泥脱水应作为污泥减量化发展的重要方法。

 

　　2.1.3污泥的厌氧消化技术

 

　　污泥的厌氧消化技术是在无氧条件下,利用厌氧菌和兼性菌进行厌氧生化反应,将污泥中的有机质分解成二氧化碳、甲烷和水等稳定的物质,消化过程中产生的沼气可以作为能源进一步被利用。厌氧消化可以实现污泥的稳定化,降低污泥的含水率,使得污泥的生物稳定性得到有效改善。污泥的厌氧消化技术是目前最普遍的的污泥生物处理方法,一般可使污泥减量>30％。具有运行成本低,较高的生物去除率(30％~50％)等优点,是大型污水厂最为经济的污泥处理方法,但是也存在工艺操作复杂,产生的甲烷气体存在安全隐患等问题。目前,在北京、上海等地约有60座大型污水处理厂建设了厌氧污泥消化系统,但是在运行的仅有20余座[22]。主要是由于污水厂产生的污泥中有机质含量过低,泥沙含量过高,污泥的可生化性较差,导致厌氧污泥消化设备运行不稳定,产沼气率低于国外设备的处理指标[23]。因此直接将传统污泥厌氧消化工艺应用于我国的污泥处理并不能取得良好的处理效果。研究人员针对我国污泥的特性,研发出了以热水解、微波以及超声波等为预处理手段的污泥处理技术,通过对污泥进行热水解等预处理,提高传统厌氧过程中污泥的水解和酸化速率,使厌氧装置的容积减少,厌氧消化所用的时间缩短,污泥的厌氧消化整体效率提高[24]。目前,对于日处理能力≥10万t的大型二级污水处理设施产生的污泥,多采取中温或高温厌氧消化技术[25]。

 

　　2.1.4污泥的卫生填埋

 

　　当污泥的性质不适合土地利用,且当地不具备焚烧和建材利用条件时,可采用污泥填埋处理[26]。有单独填埋、混合填埋和特殊填埋等方法。污泥填埋之前必须进行稳定化处理,处理后的泥质应符合相关条例要求。我国一般采用混合土地填埋的形式,单独填埋较少使用。污泥填埋的优点是投资少,见效快,适用范围广等,但是也存在填埋场地不易寻找、污泥运输费用高、污泥中的有害成分容易渗漏,造成地下水污染等问题[27]。随着城市化的加快,垃圾和污泥量不断增多,同时污泥本身难分解,容易造成地下水污染,现在很多垃圾填埋场都拒收污泥入场。故污泥填埋不能作为有效的处置途径,这种处理途径会被逐渐淘汰。

 

　　2.1.5污泥的焚烧

 

　　污泥的焚烧是指在氧气充分的条件下,对污泥进行完全焚烧,使污泥中的有机固体转化为二氧化碳、水和污泥灰,并彻底杀死污泥中的病原体。通过焚烧可以最大限度减少污泥容积,缩短污泥处理时间,焚烧后污泥体积只有原来的20％~30％。污泥焚烧后的剩余物质可以再次利用,如可以用作水泥添加剂。污泥焚烧还可以从废气中获取剩余能量用来发电。污泥的焚烧方式有单独焚烧和干化焚烧。单独焚烧是指将污泥单独放入焚烧炉内,在辅助燃料的作用下直接进行焚烧。干化焚烧是指先将污泥进行干化处理,使污泥的含水率大幅降低后再进行焚烧。目前,针对污泥的焚烧技术进行了多方面的研究,清华大学的研究人员以高碑店污水厂的污泥为研究对象,通过实验分析了污泥的成分和燃烧特点,研究了焚烧过程中污泥中重金属的迁移特性,针对污泥灰渣处理提出建议[28]。浙江大学研究人员研究了污泥的燃烧过程、凝聚结团特性、热解特性以及流化床焚烧污泥时产生的二次污染问题[29]。这些研究都促进了污泥焚烧技术的发展。污泥焚烧占地面积小,无害化比较彻底,但是焚烧的成本高,一部分重金属会随燃烧产生的烟尘扩散到空气中。在环保方面如何避免产生二噁英类污染性物质也是不可忽视的问题[30]。因此,目前污泥焚烧的处置技术主要应用于发达地区。