名稱：垃圾處理專家談經(jīng)濟(jì)發(fā)展給社會帶的垃圾處理問題之污水污泥處理
文章來自：垃圾處理企業(yè)[http://fflto.cn]
隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化水平的不斷提高，工業(yè)污水和生活污水的排放量日益增多，垃圾處理的工作量成倍增加，其中污水和污泥的處理占據(jù)很大的比例,導(dǎo)至污水處理廠污泥產(chǎn)量急劇增如。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年我國城市污水處理廠產(chǎn)生污泥(含水率80％)高達(dá)15咖kt，是生活垃圾清運(yùn)量的8％。我國環(huán)境保護(hù)“十一五”規(guī)劃明確要求，到2010年，所有城市的污水處理率不低于60％。我國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部計(jì)劃從2006牟到2010年，新建城市污水處理廠1枷余座，污水處理能力將由刪年的12咖kyd增加到5MN—kyd，污水處理廠污泥(含水率80％)年排放量將達(dá)到3叨OOkt。
此外，我國緊鄰城市的河流和湖泊已經(jīng)受到嚴(yán)重污染，合有高濃度重金屬和有毒有機(jī)物的底泥急需挖掘、疏浚和處理。有些湖泊的底泥，其有機(jī)物合量很高，污水處理廠處理污泥的方法也適合于處理湖泊底泥。
為方便起見，本叢書把污水處理廠污泥和受到嚴(yán)重污染的河流湖泊底泥一起統(tǒng)稱為污泥。但是，在可能的情況下，仍然會把污水處理廠污泥和河流湖泊底泥分別描述。
我國城市污水處理廠污泥處理起步較晚，與國外先進(jìn)國家相比，我國的污泥處理和處置技術(shù)還有一定差距。我國大多數(shù)較早建設(shè)的污水處理廠沒有完善的污泥處理系統(tǒng)，新建的規(guī)模較大的污水處理廠雖然一般都有比較完善的污泥處理工藝，但真正完全投入運(yùn)行又運(yùn)行情況良好的污水處理廠還不多，其中，利用污泥消化產(chǎn)生的沼氣發(fā)電的就更少了。究其原因，一方面是我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力所限；另一方面是我國污泥處理起步較晚，缺乏設(shè)計(jì)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，管理規(guī)范不健全、資金投入不足，缺少成套處理處置技術(shù)設(shè)備以及足夠數(shù)量的管理和科技人才。
污泥中合水率很高，其中高合量有機(jī)物守生著各種細(xì)苗t病毒和寄生生物．同時，污泥中還濃縮著鋅、銅、鉛和鍋等重金屬化合物以及有毒化合物、奈蟲劑等。污泥結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多變性決定了對其進(jìn)行高效處理存在一定的難度。
在污泥堆肥方面，通過添加木后、塊狀物等材料增加污泥孔陳率，降低污泥含水率，以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制通風(fēng)。污泥堆肥存在的主要問題是污泥所合重金屬和鹽量往往高于有機(jī)肥，使用受到限制。必須指出的是，未經(jīng)適當(dāng)處理的污泥，是不允許農(nóng)用的，也無法作為綠化有機(jī)肥使用。
在污泥千化焚燒方面，一般采用相變干化技術(shù)，含水率可從80％下降到 50％—60％，熱值大幅度提高，從而實(shí)現(xiàn)污泥的高效焚燒。不過，圖焚挽過程耗能較大，所以限制了干化焚燒的應(yīng)用。
在污泥厭氧發(fā)酵方面，技術(shù)比較成熟，一般厭氧發(fā)酵廠緊鄰污水處理廠建設(shè)，厭氧發(fā)酵廠的沼液可曰污水處理廠處理，也可進(jìn)一步好氧堆肥居利用。厭氧發(fā)酵在我國存在的問通是二沉池污泥含有過多的砂和渣，在厭氧發(fā)酵過程中，這些砂和渣沉積在管道和發(fā)酵罐底部，嚴(yán)重堵塞管路。
在今后相當(dāng)長的時間里，污泥衛(wèi)生填埋仍然是我國污泥處理最重要的方法之一。一個城市在選擇污泥出路時，首先應(yīng)該考慮的就是衛(wèi)生填理。衛(wèi)生填埋場建設(shè)周期短，投資相對較低，可以分期投入，管理方便，現(xiàn)場運(yùn)行比較簡單。另外．填理場污泥降解速度較快，若千年后可進(jìn)行開采和利用，騰出的空間可用來重新填埋新鮮污泥。因此，填埋場應(yīng)視為污泥處理的反應(yīng)器和中轉(zhuǎn)站，而不是最終歸宿，是一種低成本的可持續(xù)污泥處理方法。然而，污泥填埋作業(yè)也存在一些困難：由于脫水后污泥含水率仍較高，污泥在作業(yè)機(jī)械碾壓時呈現(xiàn)很強(qiáng)的流變性，在污況推鋪和壓實(shí)過程中，壓實(shí)機(jī)和推土機(jī)容易打滑甚至陷入泥中；另外，由于污泥中高含量的有機(jī)質(zhì)的親水性，在雨季進(jìn)行污泥填埋后．可能導(dǎo)致填埋場成為人工沼澤地，使后續(xù)埃埋作業(yè)無法進(jìn)行，嚴(yán)重影響填理場正常運(yùn)行。
在污泥資源化方面，主要包括制磚、燒水泥、熱解等，目前這些處理技術(shù)還在發(fā)展之中。污泥資源化的主要問題是消納量偏小，污泥所合的鹽影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和使用范圍。
在受污染底泥的處理與資源化方面，工程應(yīng)用實(shí)例極其有限。實(shí)際中，一些河流和湖泊的底泥疏速后堆故在岸邊而未加無害化處置，造成了二次污染。 近年來，我國陸續(xù)出版了幾種關(guān)于污泥處理的著作，對污泥處理與資源化事業(yè)的發(fā)展起了重要的推動作用。然而，因缺乏相關(guān)資料，一些著作在污泥衛(wèi)生填埋、堆肥、厭氧發(fā)酵方面的描述存在一些欠缺。本叢書根據(jù)作者多年來在污泥方面的研究成果。結(jié)合國內(nèi)外的公開報道，系統(tǒng)地描述了污泥處理與資源化各方面的最新進(jìn)展，力求避免已出版著作中的不足，理論聯(lián)系實(shí)踐，重在指導(dǎo)性和應(yīng)用性。本合叢書主要內(nèi)容包括污泥管理與控制政策、污泥表征與預(yù)處理技術(shù)、污泥循環(huán)衛(wèi)生填埋技術(shù)、污泥生物處理技術(shù)、污泥干化與焚燒技術(shù)、污泥貴源化利用技術(shù)及污泥處理與資源化應(yīng)用實(shí)例等。
1 污泥處理與資源化利用概況
1.1 污泥的基本特性
污泥(sIud8e)通常是指污水處理過程所產(chǎn)生的含水固體沉淀物質(zhì)。其物質(zhì)組成包括： (1)水分：含水量達(dá)95％左右或更高；(2)揮發(fā)性物質(zhì)和灰分：前者是有機(jī)雜質(zhì)，后者是天機(jī)雜質(zhì)；(3)病原體：如細(xì)菌、病毒和寄生蟲卵等，這些病原體大旦存在于生活污水、醫(yī)院污水、食品工業(yè)廢水和制革工業(yè)廢水等的污泥中；(4)有毒物質(zhì)：如氰、汞、鉻或某些難分解的有毒有機(jī)物。
在污水處理過程中，將污染物與污水分離，在完成污水的凈化的同時，產(chǎn)生丁大量污泥。這些污泥中合有各種污染物質(zhì)，如果不加以有效的處理處置，仍然會污染環(huán)境，同時，污泥又是一種特殊的廢物，若經(jīng)適當(dāng)處理，可以成為資源加以利用。因此，污泥的處理與資源化是目前環(huán)境工程和給排水專業(yè)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域之一，是水處理和固廢處理領(lǐng)域共同的課題，是給水廠及污水處理廠投資建設(shè)的重點(diǎn)方向，也是業(yè)內(nèi)日益關(guān)注的熱點(diǎn)問題和發(fā)展重點(diǎn)。
1．1．1 污泥的來源和分類
1．1．1．1 污泥的來源
污泥一般來自于市政給徘水處理系統(tǒng)和工業(yè)廢水處理系統(tǒng)。前者包括給水、雨水、生活污水等收集處理處置過程，所產(chǎn)生的污泥稱為市政污泥。后者來自于廠礦企業(yè)所產(chǎn)生的污泥稱為工業(yè)污泥。工業(yè)廢水本身性質(zhì)多變，處理工藝各異，導(dǎo)致工業(yè)污泥來源環(huán)節(jié)和性質(zhì)復(fù)雜，而市政污泥則來源相對確定，通常包括以下幾種；
(1)水廣污泥：來自于自來水廠水處理工藝；
(2)污水污泥：來自于污水處理廠污泥，包括初沉污泥、剩余活性污泥、化學(xué)污泥等；
(3)疏浚污泥：來自于河道疏浚產(chǎn)生的河道底泥；
(4)通溝污泥：來自于城市排水管道通溝污泥；
(5)柵渣；來自泵站。
在上述各種污泥中，污水污泥產(chǎn)量最大，對環(huán)境的不良影響最大，處理處置的難度最大，目前也是人們最關(guān)心的污泥種類。污水污泥處理已經(jīng)成為當(dāng)前污水處理的重點(diǎn)、難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。因此，在排水或市政行業(yè)所說的污泥通常指的是污水污泥，因此，本書描述的主要是污水污泥。
除污水污泥外，通溝污泥也是不可忽略的。屈溝污泥的處理在國內(nèi)剛剛起步，但隨著城市排水系統(tǒng)的治理和完善，在保持城市暴雨時下水通暢通的同時，通溝污泥量也在逐漸增大。
1．1．12 污泥的分類
由于污泥的來源和水處理方法的不同，產(chǎn)生的污泥性質(zhì)不一，導(dǎo)致污泥的種類較多，分類較為復(fù)雜。日前一般有以F幾種常月的分類。
校產(chǎn)生源頭分類
按產(chǎn)生源頭可分為：
(1)入k廢水處理廠污泥(簡稱J刀k污泥)；
(2)口來水廠污泥(簡稱水廠污泥)；
(3)城巾沾水處理廠洛觀(簡稱污水污泥)；
(4)消道疏浚產(chǎn)生的污泥(簡稱疏浚污泥)；
(5)城市排水系統(tǒng)迫溝污泥(簡稱通溝鈣泥)；
(6)泵站系統(tǒng)柵渣(簡稱柵渣)；
B 污水污泥進(jìn)—步分類
a 按性質(zhì)
按性質(zhì)可將污水憎泥分為以打機(jī)物為主的污泥和以無視物為主的漢渣。 (1)有機(jī)污泥：以有機(jī)物為主的污泥(有機(jī)物占60％以‘L)，如生活污水處理過程產(chǎn)生的混合污泥，丁業(yè)廢水處理過程產(chǎn)生的生物處理污g6等。有機(jī)污泥流動性好，管道輸送容易，但脫水性能差。
(2)無機(jī)污泥：以無機(jī)物為主的污泥，如混凝沉淀污泥、化學(xué)沉淀污泥、沉砂池的沉陷等。無機(jī)污泥流動性差，但容易脫水。
l)按處理工藝
撥處理分：藝可分為韌沉污泥、剩余污泥、消化灼泥和化學(xué)匯泥，
(1)初沉污泥(辦m’ry‘1Mdge)：指“級處理過程小產(chǎn)生的污泥，也就是在初沉池中沉淀 F來的污泥，含水率—般為96％—98％。 (2)剩余污泥(測9lus Blud8e)：指在生化處理上藝等：級處理過程中排放的污泥p含水率一般為99．2％以上。
(3)消化污泥(6爾sMd eludge)：指初沉污泥、剩余污泥經(jīng)消化處理后達(dá)到穩(wěn)定化、無害化的污泥，其中的有機(jī)物大部分被消化分解，因舊不揚(yáng)腐敗，同時污泥個的奮生蟲卯和病原微生物被樂滅
(4)化學(xué)污泥(chemicalsLu(1P)：是指絮凝沉淀和化學(xué)深度處理過程中產(chǎn)生的污泥石灰法除磷、酸、堿廢水少和以及電解法等產(chǎn)生的沉淀物。
1．1．2 污泥的基本性質(zhì)
正確把握污泥的性質(zhì)是科學(xué)合理地進(jìn)行行泥處理與資源化應(yīng)用的前提條件，只有將污泥的性質(zhì)，才能正確選擇有效的處理工藝和資源化設(shè)施。
1．1．2．1 物理特性
污泥是由水巾懸浮固體經(jīng)不向方式膠結(jié)凝聚而成的，結(jié)構(gòu)松散，形狀不規(guī)則，比表面積與孔隙卒極高(孔隙率常大于99％)，含水坦南，脫水性差。外觀上具有類似絨毛的分支與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
1．1．22 化學(xué)特性
生物沁泥以微生物為主體，同時包括混人生活ff水的泥沙、纖維、動植物殘體等rg體顆粒以及可能吸附的有機(jī)物、金屬、病菌、蟲卵等物質(zhì)。污泥中也含有植物生長發(fā)育所需的氮、磷、鉀及維持植物正常生長發(fā)育的多種微量元素和能改良土壤結(jié)構(gòu)的有機(jī)質(zhì)o
1．1．2．3 污泥中水分的存在形式及其性質(zhì)
污泥中的水分有四種形態(tài)：表面吸附水、間隙水、毛細(xì)結(jié)合水和內(nèi)部結(jié)合水。毛細(xì)結(jié)合水又分為裂隙水、空隙水和楔形水。
表面張力作用吸附的水分為表面吸附水。
間隙水一般要占污泥中總含水量的65％—85％，這部分水是污泥濃縮的主要對象。 毛細(xì)結(jié)合水：濃縮作用不能將毛細(xì)結(jié)合水分離，分離毛細(xì)結(jié)合水需要有較高的機(jī)械作用力和能量，如真空過濾、壓力過濾、離心分離和擠壓等方法可去除這部分水分。各類毛細(xì)結(jié)合水約占污泥中總含水量的15％—25％。
內(nèi)部結(jié)合水：指包含在污泥微生物細(xì)胞體內(nèi)的水分，含量多少與污泥中微生物細(xì)胞體所占的比例有關(guān)。去除這部分水分必須破壞細(xì)腦膜，使細(xì)胞液滲出，由內(nèi)部結(jié)合水變?yōu)橥獠恳后w。內(nèi)部結(jié)合水—船只占污泥總含水量的10％左右。
1．1．2．4 生物利用特性
一般污水處理廠產(chǎn)生的污泥為含水迢在75％—99％不等的固體或流體狀物質(zhì)。其中的問體成分主要中有機(jī)殘片、細(xì)菌苗體、無機(jī)顆粒、膠體及絮凝所用藥劑等組成，是一種以有機(jī)成分為主，組分復(fù)雜的混合物。污泥中包含有潛在利用價值的有機(jī)質(zhì)、氮(N)、磷(P)、鉀 (K)和各種微量元素 。
1。L 3 污泥的環(huán)境影響
污泥有機(jī)物含量南，易腐爛，有強(qiáng)烈的臭味，并且含有寄生蟲卵、病原微生物和銅、鋅、鉻、汞等更金屬以及鹽類、多氯聯(lián)苯、二惡英、放射性核素等難降解的有毒有害物質(zhì)，如不加以妥善處理，任意排放，將會造成二次污染。
污扼中主要污染物質(zhì)簡單介紹如
1．1．3．] 有機(jī)污染物
污泥中有機(jī)污染物主要有苯、氯酚、多氯聯(lián)苯(PcBs)、多氯苯并gE喃和多氯二苯并二惡英(PcDD／嚴(yán)cDF)等。污泥中含有的有機(jī)污染物不易降解、毒性殘留長，這些有毒有害物質(zhì)進(jìn)入水體與土壤中將造成環(huán)境話染
1．1．3．2 病原微生物
污水中的病原微生物和寄生蟲卵經(jīng)過處理會進(jìn)入污泥，污泥個病原體對人類或動物的污染途徑包括：(1)直接與污泥接觸；(2)通過食物鏈與污泥直接接觸；(3)水源被病原體污染；(4)病原體首先污染了土壤，然后污染水體。
1．1．3．3 重金屬
在污水處理過程今，70％—如％的重金屬元素會通過吸附或沉淀而轉(zhuǎn)移到污泥中。 一部分重金屬元素主要來源于工業(yè)排放的廢水，如鍋、鉻；另“部分重金屬來源于家庭生活的管道系統(tǒng)，如銅、鋅等。
1．1．3．4 其他危害
污泥對環(huán)境的一—次污染還包括污泥鹽分的污染和氮、磷等養(yǎng)分的污染。污泥含鹽量較高時，會明顯提高土壤電導(dǎo)率，破壞植物養(yǎng)分平衡，抑制植物對養(yǎng)分的吸收，甚至對植物根系造成直接的傷害。在降雨量較大，且土質(zhì)硫松的地區(qū)大量施用富含氮、磷等的污泥之后，當(dāng)有機(jī)物的分解速度大于植物對氮、磷的吸收速度時，氮、磷等養(yǎng)分就有可能隨水流失而進(jìn)人地表水體造成水體的富營養(yǎng)化，或進(jìn)入地下引起地下水的污染。
