污泥处理处置与资源化15s

1、2015年秋季学期课程考核（读书、）科 目:考核污 泥 处 理 处置 与 资 源化学生所在院（系）:市 政 环 境学生所在学 科:环境 科 学 与 工程学生姓名:秦 晓 磊号:1 5 S 0 2 7 0 8 8学学生类别:学 术 型考核结果阅卷人第 1页 （共页）污泥处理处置与资源化宜采用厌氧消化土地利用的技术路线随着我国城市经济的发展和的增长、人们生活水平的不断提高，城市废水量日渐增加，城市污水集中处理是国内外的发展趋势。在废水处理技术不断发展的今天，废水可以得到相应的处理，但随之产生的污水污泥又给人类带来了二次污染的。在我国，污泥又名污水污泥，是指污水处理厂在净化污水时的副产物，是由有机残

2、片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均。污泥是污水处理的必然产物, 其产生量受到污水处理量、污水来源、处理工艺、处理水平、污泥脱水程度等影响。一般而言, 随着污水处理深度的增大污泥的产生量也随之渐增。随着污水处理设施的普及、处理量的提高和处理程度的深化,污泥的产生量必将有较大增长。表征污泥特性的指标有含水率和含固率、挥发性固体、营养物质、有害物质、脱水性能以及化学动力学性质等。由于污泥来源于各种污水, 所以污泥中不可避免地含有各种有害物质, 如重金属、有机污染物、病原物等, 并且污泥因为含较多的易分解或的成分,通常会散发出难闻的气味。城市污泥的含水率很高，含固率很低，一般污水处理厂

3、产生的污泥为含水量在 70% 97% 不等的固体或流体状物质。其中的固体成分主要由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成，是一种以有机成分为主的组成复杂的混合物，其中挥发性固体越多,污泥稳定性越差，不同种类和不同地域的污泥加热时析出挥发分的数量差别很大，一般情况下，工业污水污泥挥发分的析出比率大于生活污水污泥的析出比率。除此之外其中还包含对农业有潜在利用价值的有机质、氮( N)、磷 ( P)、钾 ( K) 和各种微量元素养分。城市污泥不包括工业污泥的有机质平均含量达到 384.0g/kg，全氮 27.0g/kg、全磷 14.3g/kg 和全钾 7.0g/kg,氮、磷、钾总养分含量平均达到 4

4、8.3g/kg。但是其中也有一些有害物质，污泥中的有害物质是指有机物、致病微生物和重金属类物质，由此可见，污泥含有丰富的营养物质,可将其作为肥料施于农田，但应该注意它对土壤的污染。目前，我国在污泥处置方法有填埋，农用，以及污泥建材利用。国内对污泥进行处置最常见的方法是利用现有的城市生活卫生垃圾场进行填埋。它具有投资较少、容量大、见效快的特点。但是也有着明显的之处：污泥中含有的有害物质会以渗滤液和臭气的方式污染水和大气；随着污水处理厂剩余污泥的大量产出，可供污泥填埋的填埋场容积会越来越有限，所以用地紧张的地方不宜使用；高昂的费用也是制约污泥卫生填埋的一个重要问题。污泥的卫生填埋并不能最终避免给环

5、境带来污染，而只是延缓了产生时间我国目前城市污水处理厂主要还是以卫生填埋为主，占到了总比例的 63%。此外，法也是污泥处置的一种十分有效彻底的方法，可以使污泥实现最大程度的减量化。将污泥置入炉内，在加入过量空气的情况下，进行完全，使有机物全部碳化，最大限度地减少了污泥体积，使污泥最终处置变得极为便利，同时产生的热能可以作为能源加以利用。但是法的主要问题是投资大，设备投资高，运转费用高。有机物燃烧温度如果低于 850，会产生二噁英等剧毒物质过程中产生的炉渣和烟气中含有的重金属和一些有害物质可能会形成二次污染。而污泥建材化是指利用污泥中的无机成分与建筑材料的成分相似的原理，通过添加合适比例的高岭土

6、、粉煤灰等物质及必要的辅料，经过高温烧灼等工艺制作成建筑材料而对污泥再次利用。污泥可制成的建材有生态水泥、轻质陶粒、微晶玻璃、生化板和空心砖等。污泥制建材不但实现了有用物质的回收，而且制造过程的工艺技术使有害的重金属离子被在建材中，从而使污泥对环境的影响达到最小化，但是，目前这项技术存在一些工艺体系不完善。污泥的土地利用是污泥处理的一种有效方式，可以充分利用剩余污泥中含有的有机物和氮、磷、钾等营养元素和钙、镁、铜、铁、锌等微量元素，将污泥制成肥料加以利用具有能耗低、可回收利用污泥中营养物的优点，最常见的方法是进行污泥堆肥，污泥经过有效处理后作为肥料用于农业和园林绿化，是一个很好的资源化污泥处置

7、的方法，有良好的发展前景，可以实现污泥利用的资源化，对环境保护和变废为宝有积极的意义，是我国目前应积极发展的污泥处置方向之一。目前国外污泥的主要处理方式也主要是土地填埋、土地利用和焚烧技术。国外污泥处置在不同国家和地区因地制宜地采取了适合本国国情的污泥处置路线，污泥处置的主要方式是土地利用；拉丁美洲的污泥产量比较少，降低了处理的迫切性，目前正在用生产农业肥料的处理方法；和韩地面积较小，主要采用和热干化技术。目前制定计划，决定将污泥处理后，用于农业园林绿地肥料，或者污泥后将灰分制成固体砖或其他建筑材料，同时污泥还可用于发电供热。韩国的污泥最后处理方式采用热干化和焚烧，使污泥的产量最小化。同时他们

8、正尝试把污泥作为蚯蚓饲料，使污泥的营养成分得到应用。另外尝试用混凝剂和污泥混合物作为一种保护性地表层，这样有利于植被生长，并防止斜坡面过分的水土流失。欧洲各国所采用的污泥处置方法差别很大，主要以填埋和农用为主。、丹麦、英国、法国都是以农用为主；而、爱尔兰及芬兰主要以填埋为主；澳大利亚和新西兰把有益的农田使用作为主要的污泥最终排放方式。污水处理过程中产生的大量污泥的去除问题，在世界各地都是一个充满的环境问题。污泥处理处置与资源化宜采用厌氧发酵土地利用的技术路线， 污泥的土地利用包括农田、林地、垦荒地育苗、观赏植物、草皮、草地公园、高速公路绿化带和球场以及尾矿堆、采石场、露天煤矿的固定,固定海滩及

9、用于恢复植被、建筑供游乐的海岛等。垦荒地、贫痔地等施用污泥堆肥，可改善土壤结构，促进土壤熟化，也可将污泥以表施和耕层施肥(25 一 40cm)施于城市废弃物场后,播种牧草，以尽快覆盖地表，过 2 一 3 年后牧草长起来，再植树造林。而且在国外，污泥及其堆肥作土地利用，已有很长的历史，城市污泥土地利用比例最高的是荷兰，占 55%；其次是丹麦、法国和英国，占 45%；占 25%。城市污泥的土地利用在我国已经有超过 20 年的时间，自 20 世纪 80 年代初，第一座城市污水处理厂纪污水处理厂建成投产以后，污泥即由附近郊区农民用于农田。其后高碑店等污水处理厂的污泥也均用于农田。随着城市污泥产生量和污

10、水处理厂的逐渐增多, 我国已开始将污水处理厂污泥用于城市绿化及林地改造。但由于城市污水处理厂污泥中含有某些有害物质和病原体、卵等,因此污泥土地利用时存在以下三个主要问题:（1）污泥中重金属(Pb、Zn、Cr、Hg、Ni 等)能否造成土壤及作物的三次污染,通过食物链进入:（2）污泥中的病原体、卵能否对环境和公共卫生造成影响:（3）氮、磷等物质浓度过高是否会造成水污染。同时由于污泥中的有害成分,在土地利用之前,必须对污泥进行稳定化、和减容化处理。 首先污泥必须经过浓缩处理,以去除污泥中的空隙水,达到减容的目的。经过浓缩以后,可使污泥含水率降低到 94%96%,污泥的体积可缩小到原来的 1/4 左右

11、。污泥浓缩的方法主要有重力浓缩法、气浮浓缩法、离心浓缩法三大类。重力浓缩是国内外广泛采用的一种操作简单而经济的污泥浓缩方法。由于我国经济状态和,而且污泥中有机物含最低,所以国内大部分污水厂都采用重力浓缩法。污泥经过浓缩处理后,其含水率为 95%左右,但仍为液状,易发臭,不利于和处置,所以常需要进一步脱水至含水率为 70%80%左右。常用的脱水方法有自然干燥和机械脱水两种。污泥经过脱水后,仍含有 75%一 85%的水分,的有机物和病原菌等。稳定的目的是充分利用污泥中的微生物降解污泥中易腐化发臭的有机物,且进一步减少污泥含水量,减少病原菌、卵等，消除异味。使污泥中的各种成分处于相对稳定的状态。这是

12、污泥能否资源化有效利川的关键步骤。稳定化的方法主要有堆肥化、干燥、厌氧消化等。厌氧消化是污泥稳定的常用方法。厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应，分解污泥中有机物质的一种污泥处理工艺。厌氧消化是使污泥实现减量化、稳定化、和资源化的主要环节。有机物被厌氧消化分解，有利于减量化处理，可使污泥稳定化，使之不易。通过厌氧消化，大部分病原菌或蛔虫卵作为有机物被分解，使污泥。随着污泥被稳定化，将产生大量高热值的沼气，作为能源利用，使污泥资源化。另外，污泥经消化以后，其中的部分有机氮转化成了氨氮，提高了污泥的肥效。污泥消化工艺主要分为二元消化工艺和两相厌氧消化工艺两类。两元消化工艺,即在第一级采用好

13、氧消化,靠氧化产生的热量使体系温度大于 50,然后进入第二级中温厌氧消化。两相厌氧消化工艺,即第一级和第几级分别采用中温和高温两相厌氧消化工艺组合。污泥的厌氧堆肥，是污泥处置市场上的一种重要资源化方式,产生的肥料可以用于园艺和农业目的,是一种、减容化、稳定化的综合处理技术。污泥堆肥处理后,一方面有利于污泥的稳定,另一方面可以把污泥中的有害卵和各种病菌杀死。其中厌氧堆肥是在无氧条件下,借厌氧微生物(主要是厌氧菌)的作用来分解污泥中有机物,主要经历了两个阶段:酸性发酵阶段和碱性发酵阶段。酸性发酵经历水解和酸化两个过程。在酸化过程中,酸化菌、产氢产酸菌将水解产生的小分子物质进一步转化为醋酸等挥发性脂

14、肪酸,以及醇类、氨、硫化物、氢和能量,并形成新的细胞物质。在分解初期,有机酸大量积累,值逐渐下降。另一类统称为甲烷菌的微生物开始分解有机物和醇,产物主要是甲烷和。随着甲烷菌的繁殖,有机酸迅速分解,值迅速上升,这一阶段的分解叫碱性发酵阶段。污泥厌氧堆肥的一般流程是：预处理（与调理剂、膨胀剂混合）-高速分解-熟化-翻堆-后处理-包装处置.从先后关系说,厌氧消化,经过厌氧消化和脱水后才有利于进行厌氧堆肥的资源化利用。因为传统的污泥厌氧发酵过程因反应缓慢、污泥停留时间长(2030 d)、甲烷产量低和污泥降解性差等缺点，严重限制了污泥厌氧发酵技术的推广应用。我国城市污水处理厂污泥厌氧发酵中挥发性固体(

15、VS) 去除率、产气量均明显偏低，这可能是由于供微生物利用的有机物质主要存在于污泥菌体细胞内，而污泥菌体的细胞壁和细胞膜对有机物质具有天然保护作用，进而导致由微生物所分泌的水解酶对污泥有机物的水解速率低，从而限制了整个污泥厌氧发酵过程的快速发展。为解决这些问题，可从提高加强污泥预处理等方面入手。污泥预处理可打破胞壁(膜)，将有机质，使得有机物质能够被微生物分解利用，提高污泥的水解速率、改善发酵性能。目前常用的预处理方法有:化学预处理、机械物理法、生物法及不同预处理组合处理法等。经过堆肥化处理的污泥,其形态由粘结块状变为分散疏松,日颗粒均匀的污泥。氨氮含量也大大提高,且还有一定量磷和钾,更有利十

16、植物吸收,适用农业用肥和土壤的改良。如果堆肥过程的温度保持,由厌氧消化产生的沼气提供,那么处理费用必将十分低廉、操作也简便,其经济、社会效益则十分显著,大最的污泥也有合适的去路,是污泥综合利用的理想途径。但是污泥土地利用也应注意到以下一些问题，污泥土地利用处置不当，就会产生二次污染，形成新的公害。污泥农用时，污泥必须进行稳定化和处理，符合农用污泥中污染物控制标准，并能达到地方现行的有关农用标准和规定污泥农用应严格控制施用量和施用期限。污泥衍生产品应通过场地适用性评价和环境风险评估，并经有关部门后方可实施。污泥用于园林绿化时，泥质应满足城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质的规定和有关标准要求，根

17、据不同地域的土质和植物习性等，确定合理的施用范围、施用量、 施用方法和施用时间。污泥土地利用时，应严格控制污水厂污泥的、有害物质及病原微生物，使其达到。污泥土地利用应在安全施用量之下控制使用，同时整个利用区应建立的使用、机制理。对污泥土地利用全过程进行监督和管理。从上严格控制污泥中的重金属和有害物质。工业废水必须按规定在企业内进行预处理，去除重金属和其他有害物质，达到国家、地方或者行业规定的排放标准；污泥土地利用应委托具有相关资质的第三方机构，定期对污泥衍生产品土地利用后的环境质量状况变化进行评价，关注施用区域内的土壤、水、地表水、植物等相关因子的状态和变化，并根据发生的变化作出相应的调整；制

18、定污泥土地利用规划，污泥土地利用规划应符合城乡规划，并结合当地实际与环境卫生、园林绿化、农田施用等相关专业规划相协调，使得污泥的土地利用更加安全有效，促进农业的可持续发展。参考文献【1】林前程.污水处理厂污泥产生、处置、利用状况分析. 科技创新.2010.07.112-113.【2】，杨志海. 我国城市污水污泥的产生及研究概况. 广西轻工业(资源与环境).2007.04.72-74.【3】，. 我国城市污水处理厂污泥处理现状及其研究进展. 决策与探索.2010.08.56-57.【4】. 我国城市污水污泥处理现状. 北方环境.2010.02.1 期22 卷.79-80.【 5 】 许晓萍. 我

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