城市污水處理廠的污泥處理和污泥處置
為了控制水污染和實現(xiàn)污水資源化，我國對城市污水處理率提出了明確的要求，到2005年，50萬以上人口城市污水處理率應(yīng)達(dá)到60％以上；到2010年，所有設(shè)市的城市，污水處理率不低于60％。直轄市、省會城市、計劃單列市和風(fēng)景旅游城市，污水處理率不低于70％。
隨著污水處理設(shè)施的普及、處理率的提高和處理程度的深化，污水廠的污泥產(chǎn)生量將有較大的增長，由此引起的二次污染問題已不容忽視。因此如何合理地處理、處置污泥，已成為城市污水廠和相關(guān)部門必需引起重視的問題。例如上海正在建設(shè)的竹園和白龍港兩個大型污水處理廠，每天將產(chǎn)生約700t干污泥或2000m3脫水后含水率為65％的污泥。即每年產(chǎn)生255500t干污泥或含水率65％的污泥730000m3。如何處置這么大量的污泥，這是許多大城市都將面臨的問題，國內(nèi)外污泥處理與處置的方法很多，一般采用濃縮、消化、脫水、干化、有效利用(多為農(nóng)用)、填埋及焚燒等，或用其中幾個方法組合處置。應(yīng)該說，對污水廠污泥的處理和處置，我們與先進(jìn)國家相比，差距較大。
城市污水廠的污泥是指處理污水所產(chǎn)生的固態(tài)、半固態(tài)及液態(tài)的廢棄物，含有大量的有機物、重金屬以及致病菌和病原菌等，不加處理任意排放，會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。對污泥處理總的要求是穩(wěn)定化、無害化和減量化。
國家對城市污水污染控制的技術(shù)政策及新頒布的城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918－2002)，對城市污水廠的污泥穩(wěn)定和農(nóng)田利用有明確的要求。但實際情況是，污水處理廠的建設(shè)往往只注意污水處理要達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。近幾年，由于有脫磷脫氮要求，演變出不少污水生物處理工藝，而對污泥處理和處置，設(shè)計中一般只提將脫水污泥外運和綜合利用，未計算其投資和經(jīng)常費用，這勢必會造成二次污染。處理廠建得越多，污泥的二次污染亦越廣泛。未經(jīng)穩(wěn)定處理的污泥，因有機物含量高，極易腐敗并產(chǎn)生惡臭，尤其是初沉淀池的污泥，含有大量病菌、寄生蟲卵及病毒，易造成傳染病的傳播。
二、污泥的處理和處置
通常把污水廠污泥的穩(wěn)定和脫水(一般脫水至含水率達(dá)70％～80％)稱作污泥的處理；將污泥的堆肥、填埋、干化和加熱處理及最終利用，稱為污泥的處置。如脫水污泥中有毒有害物質(zhì)超過農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，就要考慮衛(wèi)生填埋和污泥干化焚燒技術(shù)。從國外污泥處理的發(fā)展來看，無論在歐洲、日本或美國對污泥用于農(nóng)田控制越來越嚴(yán)，而對污泥進(jìn)行干化和加熱處理的比例正逐年增加。
1.污泥的處理
污泥穩(wěn)定處理有好氧穩(wěn)定和厭氧穩(wěn)定，好氧穩(wěn)定有很多優(yōu)點，但能耗很高，只有當(dāng)污泥量較少時才采用。污泥厭氧穩(wěn)定處理通常采用中溫(35℃)厭氧消化方法。國內(nèi)已有十幾座大型污水處理廠采用此方法，污泥經(jīng)消化后，有機物含量減少，性能穩(wěn)定，總體積減少，污泥消化過程中還產(chǎn)生大量沼氣(消化降解1kgCOD可產(chǎn)生350L沼氣)可以回收利用。
但由于消化裝置工藝復(fù)雜，一次性投資大，運行有難度。污泥厭氧消化和沼氣利用裝置費用，約占污水處理廠投資和運行費的30％左右，而且大多需進(jìn)口技術(shù)和設(shè)備。從調(diào)查已建消化池的實際運行看，只有少數(shù)達(dá)到預(yù)期的效果。有管理、設(shè)計問題，亦有沼氣利用的經(jīng)濟性和安全性問題。比較好的如天津市東郊污水處理廠，該廠設(shè)計規(guī)模為處理城市污水40萬m3/d，污泥日產(chǎn)2460m3(含水率96％)，產(chǎn)生沼氣13300m3，供4臺248kW發(fā)電機發(fā)電，日可發(fā)電27000度，并與市電并網(wǎng)。
污泥的穩(wěn)定問題，除了采取污泥厭氧消化外，還應(yīng)結(jié)合污水處理工藝中考慮少產(chǎn)生污泥和穩(wěn)定泥質(zhì)的方案。例如污水處理工藝設(shè)計中采用延長污水曝氣時間，減少污泥的產(chǎn)量；設(shè)計參數(shù)中增加污泥泥齡(如泥齡20天以上)，盡量使污泥趨向穩(wěn)定的污水處理工藝。對中小型污水處理廠來說，采用帶有延時曝氣功能處理工藝(如氧化溝等處理工藝)是可取的。有的污水處理工藝投資低(如AB法的A段)，而污泥量較多，增加了污泥的處理成本。故應(yīng)當(dāng)把污水處理和污泥處理統(tǒng)一考慮，一并計算投資和運行費用。
污泥的穩(wěn)定并不等于污泥無害，用于農(nóng)田還需要符合國家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于污泥農(nóng)用時污染物控制標(biāo)準(zhǔn)限值。見下表。其中對鎘、汞、砷、苯并芘、多氯聯(lián)苯的要求是比較高的，應(yīng)該通過嚴(yán)格控制工業(yè)廢水源頭的排放，來控制污泥的性質(zhì)。
國外在污泥穩(wěn)定方面，除了用生物法(包括中溫消化、高溫消化及利用微生物和某些添加劑)外，還采用了化學(xué)法，有的將脫水后的污泥加鹽酸調(diào)pH值至2～3，反應(yīng)60分鐘再加硝酸鈉；有的對脫水污泥添加石灰。后者在歐洲應(yīng)用較多。
2.污泥的處置
(1)制復(fù)合肥
按我國目前的經(jīng)濟條件，對多數(shù)污水廠(特別是大量小型污水廠)來說，污泥用于農(nóng)田是比較可行和現(xiàn)實的方案。污泥中的氮、磷、鉀和微量元素，對農(nóng)作物有增產(chǎn)作用；污泥中的有機質(zhì)、腐殖質(zhì)是良好的土壤改良劑。污泥經(jīng)適當(dāng)濃縮、脫水后運至市郊或鄰近省份作為農(nóng)肥，是許多污水廠采用的方法。但農(nóng)田施肥有季節(jié)性，不需要泥肥時，污水廠會泥滿為患，影響正常運行。于是一些污水廠支付費用，讓農(nóng)民把污泥拉走，而不問其去向，這會造成二次污染。同時可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。
北京市環(huán)境科學(xué)研究院和北京市農(nóng)業(yè)科學(xué)院合作，對北京市密云縣污水處理廠的污泥，通過堆肥加工成復(fù)合肥，進(jìn)行了用于農(nóng)田的試驗。該廠每天處理15000m3城鎮(zhèn)污水，污泥產(chǎn)量5～6t/d(含水率80％)，由于采用酸化—好氧污水處理工藝，污泥質(zhì)量不錯。添加一定數(shù)量的N、P、K做成復(fù)合肥(N、P、K的比為1∶0
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