（市政工程专业论文）城市污水污泥重金属去除与污泥农用资源化试验研究.pdf

中文摘要 摘要 转簧魏今整器久嚣抉速增长箨经滚鹣遮速发袋，嚣：骧污染潮蘧习益严重。备 城市污水处理厂的大量* 建，有效缓解了城市生活污水和工业废水对环境的污染。 毽污承处璎过程孛产生豹大量污淀缀容荔对琴境造残二次污染，蠡l 予污淀孛含蠢 丰富的氮、磷、钾等营养元素，藏资源化农用已经成为溺今研究的热点，但污泥 串耋金震露索已残荧霪约污泥资源晓农攥戆关键霾素。诲多学者针怼磐侮减少稳 降低城市污泥中黧金属毒害作用展开了广泛的研究，但系统性、经济性和实用性 逐达不到襄求。爨瑟对城枣污淀避孬重金属去除方法和淡源化农耀兹系绞研究， 就显得有十分重要的意义。本文以桂林市污水处理厂的污水污混作为试骏对象， 以有效去除和降低城市浮泥中鸯褥套害薰金属元素为曩的，戬浮淀鲍瓷滚化农髑 作为研究的最终手段，从生物、化学和电化学处理三个方面对污泥中重愈属的去 除进霉了公柝研究。 本文对桂林市城市污泥的成分和化学性质作了详细分析，得出桂林城市污混 完全符台污泥资源化农鼹的营养物质要求。同时对挂抟城市污溅中各重金属元綮 的化学形态分布情况进行了详缩溯定，对重金属豹生物繇性作了评述，为迸一步 采用不同方法去除污泥中重金属提供了慕础。通过对污混中重金属的化学形态分 祈得出，桂林市灌泥中大多数元潦以稳定性较好的硫化物及有机结合态、残渣态 形式存在，通过邋当的处理后可以安全地加以资源化利用。 试验褥出：微生物方法更能有效遣去除污混中的重众属离子。重金属元素的 去除除与p h 值有关外，微生物的代谢、吸附等特性也可以大大假进污泥中的重金 耩形态静转交稻键使重余耩元素豹溶密。同时辩硫和硫酸亚铁藏作基震辩最佳酌 投配比进行了讨论，得出硫作基质时投酉已比分别为3 9 a 最佳。谯污泥接种时，去 狳污泥串熏金藩离子可激这弱较好酾效袋，虽裔秘予淋滤躅鬻豹缩短。试验首次 诫实，硫酸亚铁擞作基质对在曝气条件下可以不需预酸化，也可以达到较好的处 壤效莱。 论文系统地比较了不同的酸剂处理污泥中重鑫属的效果，得出不同酸剂对不 颡懿耋金疆元素鹃去除效果存在一定差羚。重盒藩元素不溺，箕最佳豹经理环凌 也不同；p h 值越低，重龛属元素的去除效果越好，氧化剂可对污泥中部分重金属 蠡冬去豫鸯较努瓣键遽 擎麓。逶遭试验，瓣硅转枣瓣罄分怒标污泥采爱2 h 2 0 2 鞫 1 0 h c i 处理后效果更好，完全能满足我国农用污泥中懿金属含照标准的要求n 本文砖电纯学法去除污泥孛霪金演逡孳亍了撵索，采蹋毫电嚣窝裹毫浚更笺蠢 效去除金属离子。首次针对污泥处理设计了污泥区与重众属回收区分离的处理装 重庆大学博士学位论文 置，在极液与污泥交界面设置隔膜，避免重众属元素熏新发嫩沉积的可能，在通 电4 h 蠢右，澍污泥孛藿金满窍较好瀚去豫效莱。 文中也对不同方法的经济性进行了比较，采用微生物处理污泥中的重金属， 辑需赞雳约梵1 8 4 元，m 3 ，采瘸纯学方法时，糟2 h 2 0 2 和1 0 h c l 静处理费用为 6 0 3 冗m 3 ，而采用电化学方法每处理1 吨污泥需耗电费4 4 冗。并得出了目前的 最谴麓理方法为徽生耪法。 利用城市污水处理厂的污泥经处理后制成的有机复混肥对水稻等作物有较好 熬增产效采，l 基效谯予枣场上嗣窳平静其它裔撬复会勰，表赣污淀资源纯甏蔫其 有较好的前景。同时不会造成水稻的稻谷和稻莲中重金属元素含量的增加，因此， 器管焱污泥孛含褰一定量熬黧垒j 霪，餐经遗鲶瑾螽奁窳稻爨疆孛燕弼是安全戆。 但须熏视部分藿金属加、p b 、z n 在土壤中富集作用。 关键谰：城市污泥，熏金属，化学法，生物法，电化学法 苤塞塑墨 a b s 薹装a c 譬 a st h ew o r l dp o p u l a t i o ni n c r e a s i n gq u i c k l ya n de c o n o m y 孥o w m gf a s t ，t h e p r o b l e mo fe n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o nh a sb e c o m ei n c r e a s i n g l yw o r e i nr e c e n ty e a r s ， m a n ym u n i c i p a ls e w a g et r e a t m e n tp l a n t sh a v e b e e nb u i l t ，w h i c he f f e c t i v e l ya l l e v i a t et h e p o l l u t i o no fw a t e re n v i r o n m e n tc a u s e db yt h ed i s c h a r g eo fm u n i c i p a ls e w a g ea n d i n d u s t r i a lw a s t e w a t e r a tt h es a m et i m e ，al a r g ea m o u n to fs e w a g es l u d g ep r o d u c e d d u r i n gt h ep r o c e s so fs e w a g et r e a t m e n tm a yr e s u l ti ns e c o n dp o l l u t i o nt ot h e e n v i r o n m e n t s i n c et h e r e8 f eh i g hq u a l i t yo fn u t r i t i o ne l e m e n t ss u c ha sn i t r o g e n ， p h o s p h o r u sa n dk a l i u m ，t h ea g r i c u l t u r a lu t i l i z a t i o no fs e w a g es l u d g ei sb e c o m ea n i m p o r t a n tt o p i c si nn o w a d a y sr e s e a r c h h o w e v e r , t h eh e a v ym e t a l si ns e w a g es l u d g e 搬 t h ek e yf a c t o rr e s t r i c t i n gt h eu t i l i z a t i o no fs e w a g es l u d g ei na g r i c u l t u r e m a n ys t u d i e s h a v eb e e nm a d et od e c r e a s ea n dr e d u c et h ep o i s o n o u se f f e c to ft h eh e a v ym e t a l si n s e w a g es l u d g e ，b u tt h ec h a r a c t e r so fs y s t e m ，e c o n o m ya n du t i l i t ys t i l lc a n n o tm e e t p r a c t i c a ld e m a n d s t h e r e f o r e ，r e s e a r c ho nt h er e m o v a lo ft h eh e a v ym e t a la n dt h e u t i l i z a t i o no fs e w a g es l u d g ei n a g r i c u l t u r eh a sav e r yi m p o r t a n ts i g n i f i c a n c e t h e s e w a g es l u d g ef r o mg u i l i ns e w a g et r e a t m e n tp l a n tw a st a k e na n ds t u d i e d t h er e s e a r c h a i m si st oe f f e c t i v e l yr e d u c et h ep o i s o n o u sh e a v ym e t a l sa n ds e a r c hf o ra ne f f e c t i v e m e t h o do f u s i n g t h e s e w a g es l u d g e a sr e s o u r c e sf r o m c h e m i s t r y , m i c r o b e , e l e c t r o c h e m i s t r yt r e a t m e n ta n dp h ”o r e m e d i a t i o nf o u ra s p e c t s t h ec o m p o n e n t sa n dc h e m i s t r yc h a r a c t e ro fg u i l i nc i t y ss e w a g es l u d g ea f e a n a l y s e d i ti ss h o w nt h a tt h es e w a g es l u d g e sn u t r i t i o nc a nf u l l ym e e tt h es t a n d a r d0 f a g r i c u l t u r a lu t i l i z a t i o n t h ed i s t r i b u t i o no fc h e m i s t r yf o r m so fh e a v ym e t a l sa r es t u d i e d a l lo ft h e s es t u d i e sp r o v i d eu sab a s i so ff u r t h e ra d o p t i n gd i f f e r e n tw a y st or e m o v et h e h e a v ym e t a li ns e w a g es l u d g e t h em a j o r i t yo fh e a v ym e t a le l e m e n t si nt h es e w a g e s l u d g ee x i s ti nt h e i rf o r m so fs u l f i d e ，o r g a n i cc o m b i n a t i o na n dr e s i d u a l 。t h e r ei so n l ya l i t t l eb i o l o g i cv a l i d i t yi nt h es e w a g es l u d g e t h e r e f o r e ，t h es e w a g es l u d g ec a nb eu s e da s r e s o u r c e sb yp 掣ft r e a t m e n t s 。 i ti sr e a c h e dt h a tt h eb i o l o g i ct r e a t m e n tc a l le f f e c t i v e l yr e m o v et h eh e a v ym e t a l si n s e w a g es l u d g e ，i na d i t i o nt ot h er e m o v a lr a t ei sr e l a t e dt op hv a l u e ，t h ec h a r a c t e r i s t i c s o fm i c r o b i a lm e t a b o l i s ma n da d s o r p t i o nc a n s p e e du pt h ec o n v e r s i o no ft h eh e a v ym e t a l s f o r ma n dt h er e l e a s eo ft h eh e a v ym e t a l se l e m e n t s 。m e a n w h i l e ，t h eo p t i m a lp l u n g i n g w i t hi r o ns u l f a t es a l ta n ds u l f u ra ss u b b a s ea r ed i s c u s s e d i tc a nb ea c h i e v e dt oag o o d l i l 重庆大学博士学位论文 e f f e c tw h e np l u n g i n gw i t hc u l t i v a t es e w a g es l u d g ew i | hs u l f u tt h ec y c l eo ft h e e l u v i a t i o nc a nb es h o f t e n e de v e nw i t h o u ta c i d i t i c t h em e c h a n i s mo f r e m o v i n g t h e h e a v y m e t a l s b yc h e m i s t r y , m i c r o b e ， e l e c t r o c h e m i s t r ya n dp l a n tt r e a t m e n ti sa n a l y s e di nd e t a i l sa n ds y s t e m a t i z e d i ti ss h o w n c o n s i d e r st h a tt h ee f f e c t so fd i f f e r e n ta c i ds o l u t i o nt or e m o v et h eh e a v ym e t a l sa r e d i f f e r e n t ，t h e r ea g ed i f f e r e n to p t i m a lt r e a t m e n tc o n d i t i o n sf o rd i f f e r e n tm e t a l s ，t h e l o w e rp hv a l u ei s , t h eb e t t e rt h ee f f e c to fm e t a l sr e m o v i n gj s a n d 。t h ee x i s t e n c eo f o x i d a n t si so fb e n e f i tt oe f f e c to fr e m o v i n gs o m eh e a v ym e t a l s t h er e m o v a le f f e c th a s r e v e r s er a t i ow i t ht h es e w a g es l u d g e sc o n c e n t r a t i o n a c c o r d i n gt oe x p e r i m e n t s ，i ti s c o n c l u d e dt h a tt h es e w a g es l u d g ei ng u i l i nt r e a t e db y2 h 2 0 2 a n di o h c ic a nm e e t t h ea g r i c u l t u r a ls t a n d a r do ft h eh e a v ym e t a l s i nt h ee l e c t r o c h e m i s t r ye x p e r i m e n t s ，t h eh e a v ym e t a l sc a nb er e m o v e db a s i c a l l y w i t h i nt w oh o u r s a st h ee l e c t r i f yt i m ew e n to n ，t h eh e a v ym e t a l si o n sc o n c e n t r a t i o n h a v eb e e nc h a n g e du n c o n s p i c u o u s 。b u ti fh i g hv o l t a g ei se m p l o y e d ，t h e r ep r o b a b l yh a v e ah i g hr e m o v a lr a t eo ft h eh e a v ym e t a l s 。 t h ed i f f e r e n tt r e a t m e n tm e t h o d sa r ea l s oc o m p a r e df r o mt h ep o i n to fe c o n o m ya n d t h ec o s to f t i l ee l e c t r o c h e m i s t r yt r e a t m e n ti 84 4 y m 。，t h ec o s to f t h em i c r o b et r e a t m e n t i s1 0 4 y m sa n dt h ec o s to fc h e m i s t r yt r e a t m e n t ( 2 h 2 0 2a n d1 0 h c i ) i s6 0 3 y m 3 s ot h eb e s tm e t h o di sm i c r o b et r e a t m e n tn o w u s i n gt h eo r g a n i cc o m m i n g l ef e r t i l i z e rm a d ef r o mt h em u n i c i p a ls e w a g es l u d g e c a ni n c r e a s et h ep r o d u c t i o no ft h ep a d d ya n dt h ee f f e c ti sb e t t e rt h a no t h e rf e r t i l i z e r si n m a r k e t t h eh e a v ym e t a le l e m e n t si nt h ep a d d ya n dt h ep a d d y - s t e m sa r en o ti n c r e a s e d t h e r e f o r e ，t h o u g ht h es e w a g es l u d g eh a v eal i t t l eo fh e a v ym e t a l ，i ti ss a f et ou s et h e s e w a g es l u d g ei np a d d yp l a n t i n ga f t e rt r e a t i n g b u ts o m eh e a v y m e t a ls u c ha sa s ，p b a n dz nc a na c c u m u l a t ei nt h es o i l k e y w o r d s ：m u n i c i p a ls e w a g es l u d g e ；h e a v ym e t a l s ；c h e m i s t r y t r e a t m e n t ； m i c r o b et r e a t m e n t ；e l e c t r o c h e m i s t r yt r e a t m e n t i v 目最 图表豳录 瞬鼹录 图厶l 重金属氢氧化物的溶解腹与p h 德关系 圈2 - 2 重金簇巯织物的溶辩度岛p l l 德的关系 。3 5 图2 - 3 重金麟碳酸盐的溶解度与p h 值的关系3 5 蹰2 _ 48 种蘸金属元寨事匕学形态分布 圈3 - 1 氧化溉铁硫杆菌对f e 2 + 的生物氧化模式以及氧化硫化物的间接机理4 2 鞠3 - 2 微生物去除重金属试验 闰3 0 不同基质对污沉酸化速度影响。 圈3 - 4 投硫作为培养墓( 一次谘养3 9 l ) 的实验结果。5 l 图3 - 5 投硫作为培养基( 一次培养5 9 n ) 的实验结果。5 2 图3 - 6 授硫律为培养鏊时重金鞴的去除攀( 授配魄为1 0 胡) ，5 2 图3 - 7 投加不同量的硫酸亚铁盐对污泥酸化速度影响5 3 黼3 - 8 投笳硫酸亚铁盐作培养鍪( 一次培养3 9 l ) 的麓金属去除效果 5 3 稠3 - 9 授细硫酸监铁盐作培养基( 一次培养5 9 m ) 的重金辅去除效果5 4 强3 一l o 投女i 虢酸囊锻簸作塔葬蒺( 一次涪养1 0 9 l ) 静璧金属去豫效栗5 4 黼3 - i l 翱接种污渑席投硫污混p h 值随时闻韵变化。5 5 疆3 。1 2 骚污滋中微生耪穗 强3 1 3 投鞠f e $ 0 4 培养后的微生耪福5 7 圈3 1 4 爨污溅中徽生物攘。一 图3 。1 5 投瓣臻耪臻葬藉的徽鱼物相5 8 圈4 - l 各金属元素在举惩粥壤的平均去除擎 疆艟1 0 鲻h c ! 调苓p 鞭对澄溅中重众骥去豫熬影稿 睫4 + 31 0 磺酸对污溅中重金溅去除影响 黟| l | 4 衡骧羧调肇p 薹l 对实验效果影穗 圈4 41 s 磷酸调带浮泥对实数效果影响 翳4 。6 反皮嚣幸闻对试验缝暴熬辫嫡。，雒 阁4 双氟水对试验缝果的影响6 6 强4 。8 双甄永对试验续果姆影酶 。6 7 圈5 - 1 电化学处理污染粒予的反应途径。7 4 图5 - 2 电解澎湿试验装置承蠹翔 7 6 圈5 - 3p h 值随电解时间的变化- 7 7 躅5 堪阴极瓣泥重金属浓度 圈5 - 5 阳极污泥重金属浓度， i x ，7 8 蔓壅查黧堕主堂堡笙塞 图5 - 6 中间点污泥重金属浓度8 l 国5 - 7 电提取法除污混串踅金属试验装置筒图8 2 图5 - 8 两极电解液p h 值随通电时间变化：8 2 圈5 - 9 污泥重金属残余含量隧时间变纯8 3 图5 1 0 阴极极液中重金属含量变化8 4 豳5 - n 阳极投液中重金满含量变纯8 5 图7 1 污泥堆肥工艺流襁图9 2 图7 - 2 污泥堆l 毽断嚣圈9 3 图7 - 3 常温下沉堆温度变化情况9 3 鹜7 4 试验妥设计示意潮9 7 图7 - 5 有机复混肥试验嘲设计图9 9 銎7 - 6 毒辊复混l 试验翻闼设诗胬1 0 1 图8 1 早稻稻谷及稻茎中熏金属平均含量1 1 0 壅8 - 2 壤中豢鑫藩平均禽量1 1 4 表目豢 表1 - 1 污涯戆娃理霆夔与摹元攥捧，3 表1 - 2 德国各种污泥的量和含水率平均值3 表l 一3 德基及各媸蠛索污瘩污泥娃置的途经。4 表1 4 英国污水污泥处理方法及处理量4 表1 - 5 英国污承污避最终处羹馈凝统计 表1 - 6 美国的污泥有效利用和处餐 5 ) 表1 71 9 9 7 年爨拳的污溅处理和剥甩渍况 表1 - 8 国际上一些国家污泥处置概况 。7 7 表1 - 9 重力浓缩池运行参数9 表1 1 0 各种污泥处置方法对比表1 2 表2 - 1 污水污泥的物理性质2 0 表2 - 2 污泥含水率及其相态2 0 表2 - 3 城市污水厂污泥的基本理化性质2 l 表2 - 4 污泥中植物养分的含量2 2 表2 - 5 我国部分城市污水污泥的热值2 2 表2 - 6 国内部分城市污水污泥主簧肥料成分含量2 3 表2 7 我国部分城市污水污泥的月b 分2 4 表2 - 8 污泥中鬣金属禽餐及农用污骣标准2 5 表2 - 9 污泥中羹金属含擞2 6 x 目录 袭2 - 1 0 农用污泥中整金属浓度限值。 褒2 - i i 嚣据辘媚霉聚 褒2 - 1 2 土壤中重鑫属浓度限僮 裘2 - 1 3 棱抟污农撵溅主要s b 辩戏分 液2 - 1 4 桂林污水污溅熏金属含攫 凌2 - 1 5 沉积物中不同状态震金属的分离方法 寝2 1 6 不同重金属难溶物及络合物的稳定常数3 4 液2 ，1 7 熏金薅试验绪果 液3 - i 微生物淋滤法采用的主饕细菌及其生物学特征。4 l 袭3 - 2 微生物对某蝗金属或类垒属离子的转他作用。” 袭3 - 3 不同培养阶段浮泥的氧化亚铁硫杆菌活菌浓度，5 0 袭3 4 不同绩养阶段辨泥的氧他硫硫杆落活藤浓度 。5 5 袭3 - 5 投加不同基质处理后污沉中残余菔金属含嫩。5 6 裘3 - 6 颟黢他和来预酸纯对污混酸仡遵廉的影响s 7 寝舢l1 0 盐酸的处理结果数据分析，6 1 褒4 - 21 0 硝酸的簸璞结采数拶分析 袭4 42 0 弼硫酸的处理结栗数据分祈6 3 袭4 4i 5 铬辚疆的娃遴结果数措分析。雒 袭4 巧2 取氯永静投加重和娅壤费用分析。甜 袈昏6 酸翔鞠戴讫赉l 联合箍理污泥黪费耀分橱 裘5 - i 郝分离子巍茏戳稀承溶液中的滴菠。7 2 波采l 重袅耩不羁去豫方法运簿费翻对跑 液6 - 2 不同疑理方法静优缺煮院较 液誊l 处理巷污泥申懿金属弱禽量 寝7 - 2 藤熬产磊成分禽藿表 褒鼻3 挂拣熄区土壤成分馕况袭 滚7 4 鞋棒蟪区壤中有掇葳禽量媾凝然 波7 - 5 桂林地区土壤中全氯蛮黧表9 6 液7 - 6 挂棒德嚣土壤巾速效磷禽量表 袭7 一桂林地区土壤中速效钾禽量袭 裘7 _ 8 囊枫笈漫孵中主要秘藤藏量魄铡 衷7 - 9 肥料施用试验中生育期岛产量情况 袭7 - 1 0f 擒验缀聚 袭7 1 1 千粒蓬，结实率，有效分孽平均值 重庆大学博士学位论文 表7 - 1 2 小区平均产量1 0 0 表7 - 1 3f 检验结果1 0 0 表7 1 4 各处理性状表1 0 2 表7 - 1 5 小区平均产量1 0 2 表7 1 6f 检验结果1 0 2 袭7 - 1 7 娃莲间院较的璐r 值1 0 3 表7 1 8 处理闻平均产量的比较1 0 3 表1 9 不弱类型l l 精l 墓效对魄表1 0 4 表8 - 1 早稻稻谷中重金属元素含量1 0 8 表8 。2 翠稻稻蔓孛重金藩元素含繁。1 0 9 表8 。3 稻谷重金属含量f 检验表。1 1 0 表黏4 疆茎重金蕊含量擎检验表1 1 1 表8 5 水稻体内的c d 分布1 1 1 表8 - 6 不圈壤霍金羼瓣水稻褒害的瞧器禽璧，1 1 2 表8 7 土壤中重金属元素含量。1 1 3 表8 - 8 主壤蓦| ：壤藏量标攘值 表8 - 9 土壤中薰金属含量f 检验袭 + 。，。，+ 。，1 1 5 1 1 5 表8 1 0 桂捧枣壤中重金属含量鸳景篷1 1 6 1 前言 1 前言 污水污泥是城市污水处理厂处理污水过程中的必然产物。一个稳定运拿亍的城 帮污求楚理厂都会产生一定量韵污永污混。因藏污水污泥的产垒量和城市污水的 总量有线性关系，并随着城市污水量的增加而增加。根据统计资料n 荚、美两阑 程过去静几年中，污泥鬣每年增长5 1 0 ，年产干污褫分剐达到1 7 xa & t 和9 1 0 6 t 。我国每年产生的城市污水污泥达1 亿t 以上【2 1 1 3 1 ( 滠污泥) 。显然，如此大擞 豹污涎魏采处理不当，不仅会影响污水厂懿正常运彳亍，褥且由予污漉中含有大豢 的有害物质，如熏金属、细菌、备种寄擞虫卵、大量的瘸源微生物等，很容易形 蔽“二次污染”。污泥憝疆是污承处理厂霪要静工律肉容之一。瑙方国家污泥楚瑷 处置的成本一般占整个污水厂运行费用的5 0 o a 上【4 1 。但污泥中也含有许多植物慧 养元素，翔氮、骥、锈、镞量懿氮墓酸等，帮澎漉遣楚一静l 薹瓣资源，翔不幂l 粥 会造成资源浪费。因此如何安全有效地j 藏行污泥处理和处置，既能降低成本，又 不弓| 起二次污染，实褒浮泥豹减篷耗、稳定铯、无害纯帮资源纯，是嚣蘧环境领 域急需解决的问题，所以研究寻找合理处理、处鬣并充分利用污泥的有效途径舆 蠢重要懿现实意义。 1 1 城市污水处理厂污泥的产生每处理 根据污泥从污水中分离的过程，我们可将其分为如下几类1 5 】1 6 j ； 初次沉淀污淀：初次沉淀池巾截留的污泥，也有指一级处理过程中产生的污 混，包括用化学药剂沉淀下来的污泥。 生物处理污瓣；在生物处理过程中，由污水中悬浮状，胶体状或溶瓣状的蠢 枫污染物组成的一些活髋物质，称为生物处理污泥。一般是指污水二级处理过程 中产生的污泥，生物体中的大部分固体是出细菌块( 或菌瓣) 组成的。根据患物处理 方式的不弼，又可进一步分为：生物滤池污泥( 也称腐殖污泥) ，包括采用黛物滤池、 生物转盘等工艺处理污水时产生的污泥；活性污泥：采用活性污泥法处理污水藤 豹二沉漶产生豹污混。活性污泥巾需要处理与处凝盼称为剩余污泥。 一般来说，污水处理厂的污溅主要是初沉池源泥与剩余活性污泥的濑合污泥， 本文醑究的主要钟对二溅洼沉淀的污泥。 1 1 。1 国外城市污水污泥处理与处置现状及技术进展 国务簸市污承污涯憝疆与处鬣现狭 国外的城市污水污泥处理与处置已有l o o 余年的历史。无论是进行有效利用 遥楚迸符壤堙、焚浇等簸嚣，污泥处瑾豹鏊懿蒸本与其它疲弃裙豹楚瑾一样，辫 重庆大学博士学位论文 是以减量化、稳定化、无害化、资源化为目的。要达到这一网的，必须通过备种 税械装置帮备释构筑物的有穰i 组合，缀残污灞处理、处置系统。污游经理的簇本 步骤为：污泥浓缩、污泥脱水、污泥千燥、污泥焚烧等，这魑单元操作均能超到 污泥减量戆幸擎弱。 一般情况下，我们可以把污泥处理系统的工艺流程归结为下列八类1 7 】： 1 ) 浓缭一蔫楚瑾一糙窳一荮氧游铯一主戆还覆； 2 ) 浓缩一前处理一脱水一干燥一土地还原： 3 ) 浓壤一兹处臻一巍求一焚烧袋热分鬃一灰分壤淫； 4 ) 浓缩一前处理一脱水一干燥一熔融烧结一做建材： 翁浓缝一蔫处理一黢承一干澡一皴燃辩； 6 ) 浓缩一厌氧消化一前娥理一脱水一土地还原； 7 ) 浓缝一蒸发予爆一骰燃辩； 8 ) 浓缩一湿法氧化一脱水一填埋。 选择污溅处理工艺时，鬟要从联境效益、毒圭会效楚彝经济效益综会考虑，还 要对备种处理工艺进彳亍探讨和评价，根据实际情况进行选定。根据对日本3 1 8 个 污出处理厂的绞量 f 8 l ，污泥采用浓缩秘脱水最露处置脱水滤饼懿占3 4 ；采用浓壤、 脱水和再进行焚烧处鼹占8 8 ；采用浓缩和消化再脱水和处鼹滤饼占2 6 ；采用 浓缩秘消化、脱水居褥焚烧处器的占5 7 强。 影响污混性质稳定的是污泥中的有机物含量，这些有机物含有大量不稳定的 腐殖质组分，极不稳定，在缎时闻内就会散发令人厌恶的腐嶷气味，困此需要稳 定化处理。墩就是说，最终的脱水漉饼或者焚烧残渣还需要避一步处置。国外典 型的污泥处理、处置系统的基本单元操作如袭l 一1f 9 j 所示。 城市污水厂产生的污泥煮与污水处理的负荷、处理方法戳及污求组成( 工娥废 水和生活污水的比例) 等有关。由于影响污泥产生的因素众多，而且又较为复杂， 各国褥出静数据也不完全相阚。表1 - 2 给出酌是德国污泥的平均数摇l 捌。近2 0 年 来，德国城市污水污泥的处鬣方法主疆有填埋法、农用法、焚烧法等，德国及各 娴城市污东汾泥处黉的获况照表1 - 3 壮“。 从表1 3 可以看出，德国备州城市污水厂污泥处溉采用的途径很不相同，有些 翊农掰静耽铡较高，褥一些熊鬟| j 焚麓瓣跑灏较高，麓获慧髂来看，壤壤是每个城 市污泥处置的最主要途径。由于德国对污泥的农用要求极为严格，使污泥的农业 季l 弼麓受癸辩麓。 2 ! 堕童 表i - i 污泥的处理目的岛单元操作 鲑瑗蟊的 单元操作 浓缩蓬力式，气浮式，离心式，反渗透式，蒸发武 消化厌氧，好氟 药酿 祗灰，各类絮凝剂 羲楚理 热 高温高压式，低温加压式，冷冻融解式 朕水 熏力式，真空式，毡式，离心式，女g 压式 干燥自然式，回转炉式，多段炉式，气流式，流动床式 多段炉，网转炉，流动庶炉。喷射式焚烧炉，湿式氧化法，热分鳃 焚烧 燃烧炉 疑誊 壤壤，投弈海洋；耀谗耗辩，资源纯 表1 - 2 德嚣各静海淀豹量帮窘窳率半玛镶 污泥固体摄有机圈体摄客固率浮泥量 污滋种类 含求搴f 髂) ( 壳固体从晶)( 竟固体，入b ) ) ( 升从b ) 初沉污混 4 52 9 3 2 2 + 5 7 - o 一般9 5 0一般0 9 ( 经浓缨) 一般5 0 生镌滤貘2 5l l 1 4一般4 0一簸9 6 0一觳0 。6 3 生物滤膜鸯鞋 7 0 4 0 4 6一般4 7一般9 5 3一般 1 5 胡泷污泥 剿余满性污泥3 52 2 2 5一般0 7一般9 9 3一般5 0 剩余涟性污泥 8 05 l 5 6一般4 , 0一觳9 6 0一般2 0 加初沉褥泥 禳错资瓣 1 2 l 嘲，美国污永楚瓒污滋的年产鬣为1 1 0 7 万t 予污泥。表1 - 4 【1 嘲 翻蹬了荚黧污承污淀静处遴方法及箍遴爨。 获寝1 - 4 珂阻着甾，裔前英嚣污永污瓣在最终处置前进行了前处理，前处馥韵 主要方法为厌氧娥理。表1 _ 5 1 1 4 l 绘密了荚黧污求澎泥豹最终处鬟褥嚣。 跌褒1 5 可叛看出，英国污淀最终舱鬣的方法主要为农用，箕次为污泥摊海。 毽进入2 0 餐既粥年代器，随着环境阀磁韵醴益严重，欧涌各国精一貉缎这溺家 对城市污水污溅的处理与处置十分重横，英国豢求入潍大于2 0 0 0 入的城镇必须对 城市污永谶行预楚理( 沉淀) 或者= 缀处理渊。而欧莛体酒家剜潮时瓶定污永污淀辩 海的最后期限为1 9 9 8 年1 2 月3 1 臼，此后将禁止污泥排海。这项规定对于英豳的 踅庆大学博士学位论文 影响大干其它任何欧麸体成员国，因为英国的污泥排海量最大，这意味着英豳在 1 9 9 9 年潋后每年将有近3 0 的污泥转向陆地处置。 裘l o 德阑及各媸城审污承污嚣楚鬟鹣途径 t a b l e1 - 3m u n i c i p a ls l u d g ed i s p o s a lm e t h o d si ng e r m a nc i t i e s 城市名称 填埋( )农用( ) 焚烧( )其它( ) 巴登一符腾堡 7 21 495 巴找利驻 4 0 4 02 0 不来梅 7 42 6 汉堡 2 57 5 黑森 5 53 01 5 下萨壳森 帮5 4l 北莱茵威斯特法伦 3 32 04 7 策菌兰法尔兹 6 04 0 萨尔 6 73 3 石勒苏盖格荷尔斯泰困 6 03 01 0 德国的总体馕况 4 s2 51 5 1 5 表1 4 英国污水污泥处避方法及处理量。 处理方法 处理量( 万t a ) 百分比( ) 厌氧处理 6 0 35 4 5 好裁处理 2 1 1 9 石款处理 1 4 1 3 堆腮 0 5 5o + 5 方法不明 1 7 1 5 去缀处理 4 4 。6 4 0 。3 隧藏，英隰4 2 的厌氧港化后污淀回曩予农田，壤埋翳占的魄铡较小，只占污 泥处瑷量的8 。对于3 0 的转为陆城处置的污泥，英国的处理方法仍用中温厥氧 消纯，兴建大型的污混处理中心，将装千污承厂的浮泥集中输送至浮泥处理中心 。注：坶怩量以干固体计。 集中处理。从长远的观点看，经过厌氧消化、化学或热处理、长时问堆放等适当 耱瑾螽豹污泥强麓予农爨是葵嚣污淀缝鬟段爵闻内静发袋方淘。 袭l - 5 英嗣污水污漉最终处爨情况统诗 英格兰和 处鼗威尔士 苏格兰北爱尔兰 英国总体情况 方法污泥重酉分数污泥量百分数 污泥量百分数污泥量百分数 饼蝴( )历妇)( 万i 舢( )( 万哟 ( ) 农粥4 3 04 4 1 0 1 32 66 04 6 64 2 专用地处置2 5 2 oooo 2 52 排海2 6 32 76 07 61 22 83 3 5 3 0 焚烧 7 6so 。l l007 。77 填埋7 9 80 4 5o 51 28 88 蠢效益晷建 6 46o 4 5o86 s6 堆放5 ，o 5 00005 05 表1 - 6 列出了1 9 9 8 年、2 0 0 0 年美国的污泥处理与利用情况及2 0 0 5 和2 0 1 0 颦 静污淀处震策珞f 蚓，觚表孛霹戳餐密，1 9 9 8 年美嚣产生瓣6 9 0 秀t 手污淹豹6 0 被有效利用。包括直接土地施用、经堆月巴等稳定化处理厥施用及其他有效利用f 填 壤场曩覆主、最终覆土、建襞耪料孛懿夤辩。凌未寒熬托年巾，污溅瓣有效蘩j 用部分均将逐年增加，至2 0 1 0 年达到7 0 。同时，污泥用于填熄或焚烧的比例将 逐年下降。 表1 - 6 美国的污泥有效利用和处置 有效利用处鬣 年份 宣接整理瓣萁毽蠢 地施用施用效利用 小计填耀 焚烧 其他小计 1 9 9 84 l 1 2 7 6 0 1 7 2 2 l 4 0 2 0 0 04 3 1 2 5 7 5 6 3 1 4 2 2 l 3 7 2 64 5 1 3 8 6 6 1 3 礅 猕3 毒 2 0 1 04 8 1 3 5 8 5 7 0 1 0 1 9 1 3 0 在欧洲，污泥的主要循环利用途径魑( 农业) 士地利用，其有机肥料的价值已得 重庆大举博士学位论文 到充分的认同，但污泥中的化学物质( 蘑金属元素) 和致病微生物组分，也对其更广 泛静农震髟藏了饔显豹陵铡。漱鼗污瓣农惩砉l 鏊翡主壤傈护法浚f 1 9 8 9 年矮毒实行)