河道底泥的处理处置途径分析

PAGEPAGE4河道底泥的处理处置途径分析景长勇霍保全（中国环境管理干部学院，河北秦皇岛066004）摘要：主要介绍了河道底泥的主要成分和特征，阐明了河道底对水体水质的危害，并对河道底泥的处理处置途径进行了阐述和研究，指出了河道底泥资源化处置的方向和存在的问题。关键词：河道底泥，处理处置，资源化河道底泥是城市市政排水系统的副产品，主要来源于城市排水系统，包括排水管道、泵站和污水处理厂。一般地，以无机物为主要成分的称为“沉渣”，呈大颗粒，易脱水，不腐化且流动性差。以有机物为主要成分的称为“污泥”，如污水处理厂的剩余污泥等。根据不同的处理方法和稳定化程度，污泥还可分为生物泥、熟污泥、化学污泥等。不同种类的污泥，其性状特点有着较大的差异，采取的最终处理处置措施也应具有针对性。1．河道底泥的组成和性状特点污泥成分对处理方案的选择具有重要意义，一般以下指标是确定污泥性质的主要依据：含水率、有机物和无机物在干物质中的含量、无机物与惰性成分、挥发性成分（如氯等）的百分比、金属等重污染物的浓度。1.1含水率污泥颗粒中水有不同的相性，包括可经重力沉淀和机械作用去除的自由水、必须通过较复杂或需要较高的能量（如加热、焚烧等）才能去除的物理性结合水、间隙水、胶态表面吸附水、化学性结合水、生物细胞内的水和分子水等。水分在污泥中的存在形式与含量，直接影响具有重要减量化处理效果的污泥工艺的选择。市政污泥的亲水性较污水处理厂污泥低，相当部分的水分以自由间隙水的形式存在于污泥中，易于在机械脱水过程中去除，但由于无机砂含量较高，对脱水机械的磨损也较为严重。1.2有机物和无机物在干物质中的含量污水经生物处理产生的污水污泥中很大一部分是微生物团，因污泥成分不同，未消化的市政污水污泥的有机物含量约占干物质的60%~75%，高效厌氧消化处理后可降至38%左右，其中有机硝酸盐构成污泥中的有机物有效成分，当施用到土壤，硝酸盐经生物降解可改善土壤。在污水处理过程中，细菌及大部分寄生生物在初级和二级沉淀中沉积下来，并与污泥混合，病毒则吸附在污水中的颗粒上，再随颗粒的沉淀沉积在污泥中。大肠菌、大肠粪菌、粪链球菌由哺乳动物直肠正常排出，它们的数量在污水和污泥中均保持恒定。相对应的，各种病原菌如沙门氏菌、痢疾菌、肠道病毒（例如脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒、肝炎病毒、轮状病毒等）和寄生生物（例如蛔虫、鞭虫、阿米巴虫等）在污水污泥中的比率同当地传染病的流行有关。市政污泥虽然有机物含量仅接近消化污泥的水平，但仍具有污染环境的能力，必须进一步处理并安全利用或消纳。1.3无机物与惰性成分污泥中的无机物或矿物质主要由下列物质组成：矿物盐（硝酸盐、亚硝酸盐、氨盐等）、石灰（干CaO或含水的Ca(OH)2等）、砂(SiO2)和灰分。在污水处理厂中，生物处理的细菌种类并不影响污水和污泥中的矿物质成分。惰性成分来源于污水中的沙粒、灰分和盐分等。1.4挥发性成分污泥中的挥发性成分如高浓度氯可导致污泥处理设备的腐蚀，而且腐蚀也会妨碍污泥作为燃料的应用。1.5金属等重污染物的浓度重金属的存在妨碍污水污泥在农业方面的应用，1984年5月18日国家建设部发布并于1985年3月1日实施了《农用污泥中污染物控制标准》，该标准主要为贯彻《中华人民共和国环境保护法（试行）》、防治农用污泥对土壤、农作物、地面水、地下水的污染而制订，对污泥中金属的含量提出了严格的要求。一般城市污水由生活污水和工业污水两部分组成，且工业污水所占比例较高（大于40％），历年监测结果表明，个别重金属含量指标超标的现象经常发生。2.河道底泥的处理处置技术分析2.1河道底泥处理处置的目的针对河道底泥的处理与管理而言，其主要目的在于：（1）减量化所谓减量化是指减少最终处理（处置）污泥的容积。污泥一般由比较松散的小块组成，含水率较高，故污水污泥的容积可达其所含固体容积的许多倍，减量化处理可为污泥最终处理（处置）减少技术上的困难和经济上的压力。（2）无害化如前所述，由于污水污泥含有的大量污染物，必须通过无害化处理避免其造成二次污染并使最终产品的卫生学指标达到要求。（3）资源化污水污泥富含营养物质，有的还具有较高的热值，具备一定的资源化利用的条件，但在制定污水污泥管理策略时，必须充分注意到污泥的资源化和再利用价值只能作为确定处理工艺时附加考虑的因素，即必须首先满足无害化、减量化的目的，才能在安全规范的前提下制定再利用的方案。2.2河道底泥处理处置常见技术介绍2.2.1传统处理技术由于城市污水处理厂的普及率快速提高，针对污水处理厂污水污泥的传统处理技术发展较为完整、成熟，主要工艺包括：浓缩、消化、自然干化、机械脱水、消毒等，主要依据污水处理工艺技术特点和预测的污水污泥泥质特性加以选择确定。污泥浓缩的主要方式有重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩。通过浓缩一般可使污泥体积减少50%～70%，使后续处理的规模、能耗大幅度降低并为之创造条件。污水污泥的消化处理是污泥稳定化的过程，可分为好氧消化和厌氧消化，工程上一般采用厌氧中温消化，厌氧消化过程中产生的沼气可通过集中收集后加以利用，通过消化过程，污泥中的有机物含量可降低至40%左右，达到初步稳定化效果。值得指出的是，经污水处理厂消化（稳定化）处理后的污泥，仍未失去其较强的污染环境的能力，而脱水污泥的排放问题一直困扰着污水处理厂的管理者们，因此污泥的后处置技术的发展和应用不仅是必要的也是必须的。污泥自然干化的目的在于进一步降低污水污泥的含水率，从而减小其体积。污泥自然干化过程的完成一般在污泥干化场内，根据泥质的不同，干化机理可分为渗滤作用、蒸发或撇除。污泥干化场占地面积较大，受环境气候条件有得到充分利用。其连年对五大湖区进行疏浚，产生了大量的底泥，最终处置也仅仅是土地回用（未污染部分），或卫生填埋（受污染部分）。以下是一些国内外研究的相关成果。3.1国外研究概况及水平a.日本利用下水道污泥制沥青-中国建材报2003.01.21b.日本横滨利用下水道污泥焚烧灰制生态水泥c.Sewagesludgeashcharacteristicsanditspotentialapplications下水污泥焚烧灰特性及其潜在应用途径d.Reuseofwatertreatmentplantsludgeanddamsedimentinbrick-making净水厂污泥及大坝沉积物制砖e.Reuseofindustrialsludgeasconstructionaggregate工业污泥回用于建材集料f.日本采用熔融方法处理污泥，污泥经脱水成污泥饼，与百分之五十五焚化炉灰渣磨碎混合后，再以水泥加水固化，即可造成高附加值之骨料，作为填海造地的资源。。

3.2国内研究概况及水平a.含重金属电镀污泥的利用与处置-清华大学b.污泥制砖-台湾c.制革污泥制砌块探索-南京d.滇池污水处理厂污泥生产轻型建材-中国建材商务网e.利用水泥窑处置污水处理厂污泥-上海新型建材研究发展中心。上海新型建材研究开发中心于1999.12完成“利用水泥窑处置污水处理厂污泥的技术研究”课题，该课题利用湿法水泥厂或湿磨干烧水泥厂的生产线处理污水处理厂污泥，首先在污泥厂污泥中掺入生石灰，去除有毒气味，然后，从污泥驳入淘泥机开始，采用用水或焦化厂黑液拌和稀释、用泵输送，使污泥基本处于封闭状态，直至送入水泥窑。既不污染厂内环境，也不直接对人体产生不良影响。项目通过小试、研究、测试、中试，已完成了研究计划目标。其中中试利用污水处理厂污泥510吨（含水率75%）生产水泥4170吨，用污泥生产的水泥质量符合国家标准，所排放的废气达到国家标准。3.3河道底泥资源化存在的问题由于河流河段不同，污染源差异较大，因此底泥的污染程度和成分也有一定的区别，所以应加强对河流河段底泥成分和污染程度的相关性研究，以确保在资源化过程中取得最优配方；此外，还应加强产品的成本分析，推进底泥产品的产业化进程，不仅要实现底泥的资源化，还要产生一定的经济效益，达到循环经济的要求。因此，底泥资源化，不仅能够达到河道污泥减量化、无害化、稳定化的目的，基本避免二次污染，还可变废为宝，获取经济效益，具有着其它方法所不具备的优势。同时，也只有建材行业才能及时消纳数量如此之大的以无机物为主要成分的河道底泥，从而保证清淤工程的顺利进行。4.结语排污河道底泥本身的特性，决定了其以建材资源化途径为处置方案的优越性。污泥回用于建材，能够彻底达到污泥稳定化、无害化，不但可以消纳污泥，保护自然资源，利废增效，节约耕地，同时还能完善建筑材料的革新。国家为保护耕地，采取的禁止使用实心黏土砖的政策，更为利用河道底泥生产环保砖提供了良好的契机。排污河道底泥建材资源化如能得到广泛应用，必将取得明显的社会效益、环境效益和经济效益。作者简介：景长勇：河北秦皇岛人，