污泥处理的现状及技术综述

1、污泥处理现状及技术综述我国的污水处理厂的数量从1977年的35座增加到2004年的667座,污水处理能力从过去的每天处理污水100多万吨增长到2004年的每天处理污水近3000万吨.到2010年,城市污水处理厂数量将达到1000余座,污水处理能力增加至5×1076×107m3/d;到2015年,我国城市污水处理厂的数量将达到2000座以上,污水处理能力将达到每天处理污水2亿多吨,污水处理率将达到80%以上,剩余污泥产量也随之急剧增多.污泥是污水处理过程中产生的固体废物,除含有大量水分外,还含有难降解的有机物、重金属和盐类,以及少量病原微生物和寄生虫卵等,是污水处理厂重要的二

2、次污染物。通常每万吨污水产生污泥约1.5-2.0t,如果属于深度处理,污泥量会增加一倍。污水处理效率的提高必然导致污泥数量的增加.据2004年我国城市污水处理能力的统计,每天将产生约7000吨的污泥饼.2008年,国家环境保护部组织有关专家起草了城镇污水处理厂污泥处理处置技术政策(试行),提出应按照“减量化、稳定化、无害化”原则对污泥进行处理和处置.一、污泥处置的现状我国的污泥处置系统发展较为缓慢,这主要是受经济条件的制约。由于污泥处置的基建费用及运行费用较高,其投资和运行费用已占全厂总投资和运行费用的20-50%,因此许多污水处理厂把污泥处置放在二期工程,有些污水厂即使有污泥处置设施,也很少

3、运转。目前,我国污水厂中只有不到10%具备完善的污泥处理处置工艺,面对污泥的处置,往往只考虑将脱水污泥外运和综合利用,这有可能会造成严重的二次污染。根据城镇污水处理厂污泥处置分类我国城市污水污泥的处置途径包括土地利用、填埋、建筑材料利用、焚烧处置,这些方法都能够容纳大量的城市污水污泥。污泥土地利用和填埋的处置方式技术较为简单,投资少,是目前我国城市污水处理厂污泥的主要处置方式。污泥土地利用不仅可利用土壤的自净能力对污泥进行进一步无害化处理,而且,污泥中的有效成分还可改善土壤结构,回收利用有机质,促进植物生长,是一种较好的土壤改良剂。就污泥的对土壤植被生态系统有益的化学组分而言,可把污泥的化学组

4、分分为两类提供植物所需的养分以及植物、微生物生长必需的微量元素和污泥中有机物对土壤的改良作用。填埋可利用专门的填埋场或和在生活垃圾填埋场进行混合填埋,虽然占用大量土地,但是投资少、容量大、见效快、适应性强。焚烧处置虽然具有处置彻底、处理速度快、不需长期储存、可以回收能量等优点,但其一次性投资和处理成本都高于其他污泥处理方式,因此,在经济尚不发达的我国,污泥焚烧的处置方式所占比例很小,还在推广过程中。污泥焚烧在国内主要的应用领域也限于小规模、特殊行业。大规模市政污泥焚烧技术的应用开始于年建成运行的上海石洞口污水处理厂污泥焚烧系统。污泥建筑材料利用一般包括用作水泥添加料、制砖、制轻质骨料以及其他建

5、筑材料等,但这些工艺目前还存在技术不够成熟或者消纳量太小等缺点。此外,制成品一般成本较高,因此,目前我国污泥的建筑材料利用仍处在研究阶段。二、污泥处理的工艺污泥的处理主要是去除污泥中的大量水分，污泥中初始水分一般在90%以上。根据污泥中所含水分与污泥结合的情况，污泥中所含的水分可分为自由水和结合水两大类。自由水（freeorbulkwater）指的是不直接与污泥结合也不受污泥颗粒影响的一部分水，这部分水可以通过浓缩去除，污泥中大部分水以这种形式存在。结合水可分为空隙水、毛细水、水合水。间隙水存在于絮体或有机体的空隙之间，条件变化时（如有絮体破坏时）可变成自由水。毛细水（vicinalwater

6、）指的是结合力大、结合紧的多层水分子，重力浓缩时不能脱出的那一部分水，必须人工干化、机械脱水或热处理去除。水合水（waterofhydration）存在与细胞内，只有热能才能脱出这部分水分。污泥处理的目的是使污泥减量化、稳定化、无害化及资源化综合利用。污泥的处理技术一般为浓缩、稳定以及脱水。经过处理以后，含水率从99.3%左右降至60%-80%，其体积降至原体积的1/10-1/15，有利于运输和后续处理。不同含水量下的污泥相态状态有所不同，以污水污泥为例，如表1-511所示。（一）污泥浓缩污泥浓缩仅仅去除污泥中的部分自由水和间隙水。常用的方法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩法等方法。重力浓缩可分

7、为间隙式和连续式两种，前者主要用于小型污水处理厂或工业企业的污水处理厂，后者用于大、中型污水处理厂。气浮浓缩适用于易于产生污泥膨胀的生化处理工艺中。离心浓缩占地小，不会产生恶臭，对于富磷污泥可以避免磷的二次释放，提高污泥处理系统总的除磷率，但运行费用的机械维修费用高，经济性差，一般很少用于污泥浓缩，但对于难以浓缩的剩余污泥可以考虑使用。（二）污泥消化污泥消化包括厌氧消化和好氧消化。污泥厌氧消化是污泥处理的重要方法之一，在国内外应用较为广泛，它是利用厌氧微生物的分解作用，使污泥中的有机物分解并趋于稳定。厌氧消化过程中可回收能源，但消化后的污泥含水率较高，仍需进一步脱水。好氧消化主要用于小型污水处

8、理厂(规模小于2×104m3/d)中，与厌氧消化相比，该工艺的特点是初期投资较低，动力消耗较大，因为好氧消化需要靠充氧来维持。广州大坦沙污水处理厂、深圳罗芳污水处理厂、天津石化公司污水厂等污水处理厂，污泥未经消化直接脱水，效果亦好，这样就省去消化池等的基建投资和占地，使污泥处理系统简化，并且没有沼气产生，也使运行安全度增加，但是污泥脱水前使用絮凝剂的成本也较高。（三）污泥调理和脱水a、污泥调理由于有机污泥均是以有机物微粒为主体的悬浊液，颗粒很细且具有胶体特性，和水有很大的亲和力，重力浓缩后的含水率仍在9597%，尤其以活性污泥更是如此，脱水性能差。因此，有必要对污泥进行调理，改善污泥

9、的脱水性能，提高污泥脱水效率。常用的方法有洗涤法、加药法、加热法、冻融法等。b、污泥脱水污泥经浓缩、消化后，尚有约95%97%的含水率，需对污泥干化和脱水处理，方法主要有自然干燥及机械脱水两种。污泥脱水还有其他一些方式，比如改变污泥颗粒的结构,破坏菌胶团表面的有机质疏水膜的技术如超声波和热水解处理技术；改变污泥胶粒表面的双电层结构的电渗析和混凝技术等。污水污泥一般都需要进行机械脱水，以减少污泥中的含水量。由于污泥特性不同，所采用的机械脱水方式也各不相同，常用的污泥脱水方式有：板框压滤、带式压滤、离心脱水和螺旋压榨式脱水，四种脱水机械的性能比较见表1-9。三、污泥处置的方向（一）处置路线逐渐清晰

10、填埋处置由于占用大量土地,并存在渗滤液污染土壤、地下水等问题应逐渐废止。建筑材料利用虽然是污泥资源化的有效途径,但技术上还有待成熟,制品成本过高,短期内无法推广。而面对日益紧张的人口和土地问题,减量化程度最高的焚烧无疑是我国污泥处置的最优选择之一。由于单独处置技术设备较为复杂、成本偏高,更适于大中城市污水处理厂。在有条件的地区,可考虑污泥作为低质燃料在火力发电厂焚烧炉、水泥窑或砖窑中混合焚岸。土地利用是目前经济可行的方法,但由于污泥农用存在一定的隐患和风险,而我国关于污泥农用风险的研究体系尚不健全,数据通常是基于短期（1-3年）的试验获得,而长期（10年以上）的田间试验数据较为缺乏。因此,虽然

11、我国已经出台了污泥农用的泥质标准,但仍不适宜推广大面积的污泥农用。而污泥用于土地改良以及园林绿化由于其实现了污泥资源化,并且远离了食物链,对人群风险较小,是今后污泥处置的主要方向之一。（二）技术研发仍是重点目前,污泥焚烧和建筑材料利用未能得到普遍利用的主要原因之一是其技术尚不成熟,存在二次污染、成本过高等技术瓶颈,因此技术研发仍是解决污泥处置问题的重点。污泥焚烧技术今后的研究发展方向应该结合我国特点进行开发具有自主知识产权的成套技术,努力降低投资和运行成本解决污泥焚烧处置的二次污染问题完善焚烧炉渣、飞灰的处置。（三）源头消减和全过程控制是根本仅以探讨污泥最终处置方式来解决城市污水处理厂污泥问题

12、无异于末端治理,并不能彻底解决问题。因此,对污泥从“质”和“量”两方面进行源头与全过程控制才是根本的解决途径。处理生活污水过程中产生的污泥经过简单处理后就是肥效较高、环境风险较小的农肥,不会有重金属污染之虞。然而,许多工业废水处理未达标就排人了市政管网,这不仅给污水处理厂带来了冲击负荷,而且也增加了后续污泥处置的难度。因此应加大工业废水的处理力度,只有达标方可排人市政管网,以从源头降低污泥中各种污染物的浓度,降低污水处理难度,控制污泥泥质,削减污泥产生量,从而利于污泥最终处置。此外,应在污水处理、污泥处理、污泥处置的工艺技术选择的全过程中,在保证污水处理效果的同时,充分考虑污泥处理处置减量化、稳定化、无害化的需要,从污泥产生、贮存、处理、运输到最终处置的全过程实现污泥的综合利用。污泥处理案例：1、北京金隅新北水污泥处置在国家发改委、北京市发改委、北京市财政局、北京市水务局