名稱：垃圾處理專家談經(jīng)濟發(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,導至污水處理廠污泥產(chǎn)量急劇增如。據(jù)統(tǒng)計，2006年我國城市污水處理廠產(chǎn)生污泥(含水率80％)高達15咖kt，是生活垃圾清運量的8％。我國環(huán)境保護“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)建設部計劃從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％)年排放量將達到3叨OOkt。
此外，我國緊鄰城市的河流和湖泊已經(jīng)受到嚴重污染，合有高濃度重金屬和有毒有機物的底泥急需挖掘、疏浚和處理。有些湖泊的底泥，其有機物合量很高，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，與國外先進國家相比，我國的污泥處理和處置技術還有一定差距。我國大多數(shù)較早建設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，但真正完全投入運行又運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)濟實力所限；另一方面是我國污泥處理起步較晚，缺乏設計及運行經(jīng)驗，管理規(guī)范不健全、資金投入不足，缺少成套處理處置技術設備以及足夠數(shù)量的管理和科技人才。
污泥中合水率很高，其中高合量有機物守生著各種細苗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。污泥結構的復雜多變性決定了對其進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，以實現(xiàn)強制通風。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肥，使用受到限制。必須指出的是，未經(jīng)適當處理的污泥，是不允許農(nóng)用的，也無法作為綠化有機肥使用。
在污泥千化焚燒方面，一般采用相變干化技術，含水率可從80％下降到 50％—60％，熱值大幅度提高，從而實現(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用。
在污泥厭氧發(fā)酵方面，技術比較成熟，一般厭氧發(fā)酵廠緊鄰污水處理廠建設，厭氧發(fā)酵廠的沼液可曰污水處理廠處理，也可進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，嚴重堵塞管路。
在今后相當長的時間里，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，首先應該考慮的就是衛(wèi)生填理。衛(wèi)生填埋場建設周期短，投資相對較低，可以分期投入，管理方便，現(xiàn)場運行比較簡單。另外．填理場污泥降解速度較快，若千年后可進行開采和利用，騰出的空間可用來重新填埋新鮮污泥。因此，填埋場應視為污泥處理的反應器和中轉站，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)機械碾壓時呈現(xiàn)很強的流變性，在污況推鋪和壓實過程中，壓實機和推土機容易打滑甚至陷入泥中；另外，由于污泥中高含量的有機質的親水性，在雨季進行污泥填埋后．可能導致填埋場成為人工沼澤地，使后續(xù)埃埋作業(yè)無法進行，嚴重影響填理場正常運行。
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)品的質量和使用范圍。
在受污染底泥的處理與資源化方面，工程應用實例極其有限。實際中，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。結合國內外的公開報道，系統(tǒng)地描述了污泥處理與資源化各方面的最新進展，力求避免已出版著作中的不足，理論聯(lián)系實踐，重在指導性和應用性。本合叢書主要內容包括污泥管理與控制政策、污泥表征與預處理技術、污泥循環(huán)衛(wèi)生填埋技術、污泥生物處理技術、污泥干化與焚燒技術、污泥貴源化利用技術及污泥處理與資源化應用實例等。
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。其物質組成包括： (1)水分：含水量達95％左右或更高；(2)揮發(fā)性物質和灰分：前者是有機雜質，后者是天機雜質；(3)病原體：如細菌、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：如氰、汞、鉻或某些難分解的有毒有機物。
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，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)研究的重點領域之一，是水處理和固廢處理領域共同的課題，是給水廠及污水處理廠投資建設的重點方向，也是業(yè)內日益關注的熱點問題和發(fā)展重點。
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)廢水本身性質多變，處理工藝各異，導致工業(yè)污泥來源環(huán)節(jié)和性質復雜，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，目前也是人們最關心的污泥種類。污水污泥處理已經(jīng)成為當前污水處理的重點、難點和熱點問題。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)生的污泥性質不一，導致污泥的種類較多，分類較為復雜。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—步分類
a 按性質
按性質可將污水憎泥分為以打機物為主的污泥和以無視物為主的漢渣。 (1)有機污泥：以有機物為主的污泥(有機物占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。有機污泥流動性好，管道輸送容易，但脫水性能差。
(2)無機污泥：以無機物為主的污泥，如混凝沉淀污泥、化學沉淀污泥、沉砂池的沉陷等。無機污泥流動性差，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)消化處理后達到穩(wěn)定化、無害化的污泥，其中的有機物大部分被消化分解，因舊不揚腐敗，同時污泥個的奮生蟲卯和病原微生物被樂滅
(4)化學污泥(chemicalsLu(1P)：是指絮凝沉淀和化學深度處理過程中產(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
正確把握污泥的性質是科學合理地進行行泥處理與資源化應用的前提條件，只有將污泥的性質，才能正確選擇有效的處理工藝和資源化設施。
1．1．2．1 物理特性
污泥是由水巾懸浮固體經(jīng)不向方式膠結凝聚而成的，結構松散，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)狀結構。
1．1．22 化學特性
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物、金屬、病菌、蟲卵等物質。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構的有機質o
1．1．2．3 污泥中水分的存在形式及其性質
污泥中的水分有四種形態(tài)：表面吸附水、間隙水、毛細結合水和內部結合水。毛細結合水又分為裂隙水、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。 毛細結合水：濃縮作用不能將毛細結合水分離，分離毛細結合水需要有較高的機械作用力和能量，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。各類毛細結合水約占污泥中總含水量的15％—25％。
內部結合水：指包含在污泥微生物細胞體內的水分，含量多少與污泥中微生物細胞體所占的比例有關。去除這部分水分必須破壞細腦膜，使細胞液滲出，由內部結合水變?yōu)橥獠恳后w。內部結合水—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。其中的問體成分主要中有機殘片、細菌苗體、無機顆粒、膠體及絮凝所用藥劑等組成，是一種以有機成分為主，組分復雜的混合物。污泥中包含有潛在利用價值的有機質、氮(N)、磷(P)、鉀 (K)和各種微量元素 。
1。L 3 污泥的環(huán)境影響
污泥有機物含量南，易腐爛，有強烈的臭味，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，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簡單介紹如
1．1．3．] 有機污染物
污泥中有機污染物主要有苯、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cDF)等。污泥中含有的有機污染物不易降解、毒性殘留長，這些有毒有害物質進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，且土質硫松的地區(qū)大量施用富含氮、磷等的污泥之后，當有機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人地表水體造成水體的富營養(yǎng)化，或進入地下引起地下水的污染。
