城市污水厂污泥处理工艺及现状解析

城市污水厂污泥处理工艺及现状解析

摘要：我国进入新世纪以来，人均生活水平逐渐提高，城市化

进程也飞速发展。而在城市快速发展的过程中，人们生活环境成为

日益重视的问题，这些问题中，污水污泥的处理更受到广泛关注，

如何将产量巨大、成分复杂的污泥进行安全合理的处理，已经成为

人们深刻关注大的重大课题。

关键词：污水；污泥；处理工艺

中图分类号： u664 文献标识码： a 文章编号：

目前，大部分城市污泥处理与处置采用的主要方式是浓缩脱水后

转运至周边农村弃置、填埋。但由于市民环保意识的普遍增强，这

种粗放式的管理已不适应环境的要求，污泥易受到雨水冲刷，漫流

到地表水体或渗入地下造成二次污染，严重影响周边的环境卫生，

因此，开展城市污水厂污泥处理处置的研究十分必要，从而产生良

好的环境效益、社会效益和经济效益。

1城市污水厂污泥处理现状

1.1污泥农用比例过大

目前我国的污泥农用比例约为44.8%，是污泥主要的处理、处置方

式之一。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，对于污泥处置的风险研究主要涉及污泥土

地施用对植物的影响、重金属从土壤到植物的迁移和重金属、氮、

磷在土壤中的迁移等方面，可用数据不充分，这些数据通常是基于

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，若用短期的试验数据预测长期的影响，其本身就存在一定的

风险。此外，污泥土地施用后对周围相关暴露人群的影响资料和可

用数据几乎为零。

目前，我国还没有出台污泥农用规范，对其风险缺乏研究，污泥

农用可能造成的污染问题还未引起足够的重视。多数研究表明，污

泥的有害成分进入土壤后一般不会立刻表现出其不利影响，但若长

期大量使用则会出现明显的负面效应。

1.2 污泥填埋引发的环境问题较多

目前城市污水厂污泥填埋造成的问题较多：一是消耗大量的土地

资源，不少城市很难找到新的填埋场；二是产生大量的渗滤液，由

于污泥含水率较高，加剧了垃圾填埋场渗滤液的污染，大部分混合

填埋的垃圾场存在拒收污泥的现象；三是对填埋产生的气体进行资

源化利用的填埋场较少，填埋产生的废气不仅污染环境，还存在安

全隐患。

1.3 污泥综合利用良莠不齐

污泥建材利用是污泥资源化方式的一种，主要包括利用污泥及其

焚烧产物制造砖块、水泥、陶粒、玻璃、生化纤维板等。目前，污

泥的建材利用已被看作是一种可持续发展的污泥处置方式，在日本

以及欧美等国的应用和研究较多。相对而言，我国在污泥建材利用

发展方面较落后，虽然在污泥制砖方面的研究较多，但缺少实际的

工程应用。总的来说，污泥建材利用大多还处于研究及尝试阶段，

技术成熟和推广应用还需一段很长的时间。

2污泥处理目标

随着海洋投弃被禁止，污泥弃置的比例正逐渐减少，同时土地填

埋也受到越来越严格的限制，因为填埋需占用大量土地、耗费可观

的填埋费用且不能根治污染。人们已认识到污泥处理的优先顺序是

减容、利用、废弃，污泥减量化、稳定化、无害化处理后作为资源

回用已经成为主流。因此污泥处理与处置的目标主要有以下四个方

面：减量化，即减少污泥最终处置前的体积，以降低污泥处理及最

终处置的费用；稳定化，即通过处理使污泥稳定化，最终处置后不

再产生污泥的进一步降解，从而避免产生二次污染；无害化，即达

到污泥的无害化与卫生化，如去除重金属或灭菌等；资源化，即在

处理污泥的同时达到变害为利、综合利用、保护环境的目的，如产

生沼气等。

3城市污水厂污泥处理工艺

污泥处理的目的是为了更好的进行处置，在污泥处理的过程中应

把有毒有害物质、重金属、病原菌所可能造成的不利影响减少到最

低程度，同时尽可能的利用污泥中的营养物质和有机物质作为肥料

或能源。污泥处理包括前处理工艺和后处理工艺。前处理工艺一般

有浓缩、消化、脱水等，后处理工艺一般有堆肥、石灰稳定、热干

化、调理—压榨干化和焚烧等。

3.1污泥浓缩脱水

污泥浓缩脱水是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法，主

要减缩污泥的间隙水。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。

污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法和离心法。在选择浓缩方法时，

除了各种方法本身的特点外，还应考虑污泥的性质、来源、整个污

泥处理流程及最终处置方式等。如沉降法用于浓缩初沉淀污泥和剩

余活性污泥的混合污泥时效果较好。单纯的剩余活性污泥一般用气

浮法浓缩，近年发展到部分采用离心法浓缩。

3.2污泥厌氧消化技术

污泥的厌氧消化是一种污泥减质手段,通常可使污泥减量30%，使

污泥稳定易于脱水，良好的有机物降解率(40～60%)产生污泥气可

综合利用，降低运行费用,总污泥量减少，净能量消耗低,病原体活

性低，生物固体适合农用，应用性广。

3.3 堆肥

污泥堆肥是目前污泥处理中广泛采用且相对成熟的一种处理方

式，该方法主要是通过高温及微生物的拮抗作用达到使病原体快速

死亡的目的，去除病菌和寄生虫卵等，该工艺将污泥机械脱水后使

泥饼含水率75%～80%，然后加膨胀剂(秸秆糠)搅拌、破碎、混合，

堆肥的颗粒直径维持在20～60mm，再进行一级堆肥，即好氧分解，

需要进行通风供氧和翻动泥堆，时间为1周，温度在50～70℃之间，

其目的是杀灭寄生虫卵、病原体，去除恶臭物质，分解有机物，然

后进行二级堆肥，即自然堆放，不需要强制通风，堆放时间为20～

30天，此过程为降温和继续分解有机物的过程；待堆肥成熟后，再

进行筛分，筛去不能腐化的无机物，最后通过圆盘造粒机选成颗粒

后袋装外运作肥料使用，污泥循环利用主要当作肥料用农业或林

业。

3.4碱性稳定

污泥的碱性稳定指将生石灰(cao)与脱水污泥进行了混合，cao与

水发热形成蒸发，降低含水率为目的，反应热使污泥温度升高，对

污泥进行消毒杀菌，而后形成的ca(oh)2会继续与空气中co2以及

污泥中的其他物质如重金属离子、无机离子、有机酸、脂肪等发生

反应，通过以上反应，污泥中臭味物质得到分解。另外因ca(oh)2

为碱性环境，可以杀死大量微生物，并将nh4+转化为氨气nh3并释

放出来，所以从污泥中释放出来的nh3必须进行处理，否则会造成

二次污染。

3.5热干化

污泥热干化，就是应用人工热源以工业化设备对污泥进行深度脱

水的处理方法，尽管污泥干化的直接结果是污泥含水率的下降，但

与机械脱水相比，其应用目的与效果均有较大不同。干化对污泥的

处理效应，不仅是深度脱水，还具有热处理效应，加之污泥热干化

处理的产物，其含水率可控制在30%以下，目前，污泥干化后作为

园林绿化介质土等已成为有一定应用的污泥处理技术。同时，污泥

的干化处理可为污泥的综合利用创造条件。

3.6调理—压榨干化

投加污泥调理药剂使得污泥物理化学性能改变，改善其脱水性能，

送入污泥深度脱水机进行高压压榨，从而使含水率降到50%以下，

通过脱水单元后可以得到含固率更高的脱水污泥，有效地减少湿污

泥的体积，减少其他处理单元的规模。

3.7焚烧

污泥焚烧是将有机固体转变为氧化的最终产品，主要是二氧化碳、

水和灰。焚烧的优点包括：（1）最大程度地减少污泥体积；（2）破

坏病原体和有毒化合物；（3）回收潜在的能量。焚烧的缺点包括：

（1）投资和操作费用高；（2）需要熟练的操作和维修人员；（3）

产生的残余物（空气散发物和灰）可能对环境产生不利的影响；（4）

处置残余物时，可能被列为有害废弃物。

4 结语

要科学合理地处理城镇污水处理厂所产生的污泥，减少城镇污水

处理厂对周边环境的不良影响，从而充分体现人与自然的和谐统

一，促使整个社会的可持续发展。

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