论文部分内容阅读
摘要：污水处理厂是削减水污染物的重要设施，在污水的处理过程中，污泥作为污水处理过程的伴生物，如果不得到及时、有效的处理，污泥同样也会污染环境。首先阐述了当前我国常用的污泥处理技术，之后对污泥处理的新技术应用及发展进行探讨，最后具体对污泥处理技术的应用予以分析。
关键词：污水处理技术；发展展望；应用
【分类号】：TU992.3
1. 常用污泥处理技术
当前我国城镇污水处理厂污泥处理采用的技术主要包括浓缩脱水技术、厌氧消化技术、好氧发酵技术、污泥热干化技术、石灰稳定技术等，其目的主要是对污泥进行减容化、减量化、稳定化、无害化处理。污泥浓缩可初步降低污泥的含水率，主要方法有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法，浓缩后污泥含水率仅可降至95%左右。污泥厌氧消化是我国较常用的处理工艺，但实际运行过程中，对沼气的利用率很低，有的甚至将其直接燃烧。好氧发酵堆肥利用微生物群落在潮湿的环境中对有机物分解过程产生的高温，有效地杀死污泥中的病原微生物和各种寄生虫，并通过添加药剂改善污泥胶团结构，降低含水率。从技术实际应用的成熟度来看，厌氧消化和好氧堆肥技术成熟可靠，国内外均有较多的工程案例和设计资料，两者均要求污泥有较高的有机质比例。污泥脱水通常采用机械脱水和干化等方式。污泥机械脱水通常采用板框压滤机、带式压滤机、叠螺式脱水机等，是污泥干化处理重要的预处理过程。污泥干化包括直接加热转鼓干化技术、间接加热转鼓干化技术、离心干化技术、间接加热多盘干化技术、流化床干化技术。
2. 污泥处理新技术发展
污泥处理新技术在污泥处理的同时可实现资源利用。有文献报道的新兴污泥处理技术逐渐增多。例如：污泥微生物蛋白提取技术，通过热解碱水解作用，使污泥中微生物细胞破壁，释放出蛋白质和水，同时杀死污泥中的病原体；污泥亚临界水解制肥技术，将污泥置于亚临界水环境中，利用亚临界水环境的超溶解、超电离等特性，将污泥中的有机物迅速分解，处理后的污泥可直接作为有机土壤改良剂或制成高级有机肥；污泥热解制油技术，使污泥在缺氧条件下加热裂解成油，得到的生物质油价值高，且固体残渣体积仅为原料污泥的10%左右；污泥好氧发酵提取合成生物降解塑料原料聚经基脂肪酸醋（PHAS），通过水解酸化释放剩余污泥中的碳元素，然后筛选活性污泥系统中的功能微生物，将有机物合成为PHAS；制备沸石技术，利用生活污水处理厂机械脱水污泥作为基本原料，采用碱熔融一水热合成法制备具有优异性能的沸石。目前污泥处理新技术已有多种研究成果，但真正投人实际生产并取得较好经济、社会、环境效益的并不多。将污泥处理新技术进行成果转化，应用到实际生产中是今后的发展趋势。据了解，天津市已有污泥处理新技术成果应用的实例。
3 污泥处理技术的应用分析
3.1土地利用
目前生活污泥的土地利用类型多且广，如农林耕地、牧业草地、园林绿地等。其污泥中N，P，K等元素含量高于农家肥，是肥田、改良土壤、园林绿化的好材料。污泥施用于农田能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进作物的生长，所以污泥的土地利用是一种积极的污泥处置方式。尽管污泥的土地利用有能耗低、可回收利用养分等优点，但影响污泥农用推广的主要因素是可能引起重金属污染、难降解有机物污染以及N，P的流失对地表水和地下水的污染。目前对重金属污染研究较多，研究内容包括施用污泥废料后土壤耕作层重金属的变化，施用田农作物各部位富集量、存在形态及影响因素等。众多研究表明近10余年来，城市污水处理厂污泥中重金属含量呈下降趋势，在合理施用情况下，一般不会造成重金属污染。我国是农业大国，经济基础较薄弱，将污泥制成肥料，用于农田、植树造林、园林绿化，以及垦荒地、贫膺地等有效利用途径既符合能源可持续发展的战略趋势，又可以合理的利用资源，使污泥这种难于处理的潜在资源得到比较充分的利用，将会成为今后污泥处理处置的一个比较有前景的发展方向。
3.2建筑材料利用
（1）污泥制陶粒
陶粒特别是轻质陶粒优点多、需求量大，因此，开辟新的陶粒原料，开发新的轻质陶粒有重要意义。城市污泥产量巨大，将其用于陶粒生产可取得较大的经济和环境效益。污泥制陶技术的主要问题是当污泥中有大量的重金属时要注意炉窑的烟气处理与控制以及对产品重金属浸出的监控。
（2）污泥制砖
将污水厂排放污泥与石灰中和，再烘干（相对密度1.94-1.97）和粘土以1：10的比例混合，烧成的砖，可达普通红砖强度阴。
（3）污泥制生态水泥
生态水泥是以城市垃圾焚烧灰或污泥及石灰石，通过锻烧再磨成粉末而获得的水硬性胶凝材料。污泥利用之前通常要做脱氯处理。发达国家利用废弃物生产生态环保水泥已有成熟的经验，日本40多家水泥企业，其中50%以上工厂均处理各种废弃物，日本麻省水泥公司用下水道污泥及城市其他废弃物生产出高强度水泥；在欧洲水泥生产者联合会所属的水泥厂中每焚烧处理100万t有害废物。我国的科研工作者在利用各种污泥制生态水泥方面也做了不少工作，有研究人员将苏州河底泥全部代替粘土质原料进行了锻烧试验，烧成熟料与普通熟料相同。生产出的熟料凝结时间正常，安定性合格。
污泥的建材利用也由于其污泥资源化的特点有着良好的发展前景。利用污泥生产建材可以实现资源、能源的充分利用，还可将其中的有毒有害物质分解或固化。污泥制造建筑材料的资源化利用具有显著的优势。建材行业原料需求量非常大，能够就地消纳大量污泥，对于有机物含量偏低、不宜农用的污泥是一种有效的处理方式。因此，污泥的建材应用有广阔的发展前景。
3.3环境保护利用
（1）污泥改性制活性碳
由污泥活性碳制得的吸附剂对COD及某些重金属离子有很高的去除率，是1种优良的有机废水处理剂。用过的吸附剂若不能再生，可以用作燃料在控制尾气条件下进行燃烧，原污泥中的有害因子同时被彻底氧化分解。污泥制活性碳的研究在我国刚刚开始，许多方面的工作还有待深人。
（2）用作粘结剂
污泥作为型煤粘结剂替代白泥（一种常用粘结剂）可改善在高温下型煤内部孔结构，提高型煤气化反应性，降低灰渣中的残炭，提高炭转化率。
参考文献：
[1] 余杰，田宁宁，王凯军.我国污泥处理、处置技术政策探讨.中国给水排水，2005， 8（21）： 84～87
[2] 中国环境保护产业协会水污染治理委员会编.中国城市污水污泥处理处置问题探讨.北京： 2005年中国国际水处理技术高级专家论坛，2005. 142～146
关键词：污水处理技术；发展展望；应用
【分类号】：TU992.3
1. 常用污泥处理技术
当前我国城镇污水处理厂污泥处理采用的技术主要包括浓缩脱水技术、厌氧消化技术、好氧发酵技术、污泥热干化技术、石灰稳定技术等，其目的主要是对污泥进行减容化、减量化、稳定化、无害化处理。污泥浓缩可初步降低污泥的含水率，主要方法有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法，浓缩后污泥含水率仅可降至95%左右。污泥厌氧消化是我国较常用的处理工艺，但实际运行过程中，对沼气的利用率很低，有的甚至将其直接燃烧。好氧发酵堆肥利用微生物群落在潮湿的环境中对有机物分解过程产生的高温，有效地杀死污泥中的病原微生物和各种寄生虫，并通过添加药剂改善污泥胶团结构，降低含水率。从技术实际应用的成熟度来看，厌氧消化和好氧堆肥技术成熟可靠，国内外均有较多的工程案例和设计资料，两者均要求污泥有较高的有机质比例。污泥脱水通常采用机械脱水和干化等方式。污泥机械脱水通常采用板框压滤机、带式压滤机、叠螺式脱水机等，是污泥干化处理重要的预处理过程。污泥干化包括直接加热转鼓干化技术、间接加热转鼓干化技术、离心干化技术、间接加热多盘干化技术、流化床干化技术。
2. 污泥处理新技术发展
污泥处理新技术在污泥处理的同时可实现资源利用。有文献报道的新兴污泥处理技术逐渐增多。例如：污泥微生物蛋白提取技术，通过热解碱水解作用，使污泥中微生物细胞破壁，释放出蛋白质和水，同时杀死污泥中的病原体；污泥亚临界水解制肥技术，将污泥置于亚临界水环境中，利用亚临界水环境的超溶解、超电离等特性，将污泥中的有机物迅速分解，处理后的污泥可直接作为有机土壤改良剂或制成高级有机肥；污泥热解制油技术，使污泥在缺氧条件下加热裂解成油，得到的生物质油价值高，且固体残渣体积仅为原料污泥的10%左右；污泥好氧发酵提取合成生物降解塑料原料聚经基脂肪酸醋（PHAS），通过水解酸化释放剩余污泥中的碳元素，然后筛选活性污泥系统中的功能微生物，将有机物合成为PHAS；制备沸石技术，利用生活污水处理厂机械脱水污泥作为基本原料，采用碱熔融一水热合成法制备具有优异性能的沸石。目前污泥处理新技术已有多种研究成果，但真正投人实际生产并取得较好经济、社会、环境效益的并不多。将污泥处理新技术进行成果转化，应用到实际生产中是今后的发展趋势。据了解，天津市已有污泥处理新技术成果应用的实例。
3 污泥处理技术的应用分析
3.1土地利用
目前生活污泥的土地利用类型多且广，如农林耕地、牧业草地、园林绿地等。其污泥中N，P，K等元素含量高于农家肥，是肥田、改良土壤、园林绿化的好材料。污泥施用于农田能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进作物的生长，所以污泥的土地利用是一种积极的污泥处置方式。尽管污泥的土地利用有能耗低、可回收利用养分等优点，但影响污泥农用推广的主要因素是可能引起重金属污染、难降解有机物污染以及N，P的流失对地表水和地下水的污染。目前对重金属污染研究较多，研究内容包括施用污泥废料后土壤耕作层重金属的变化，施用田农作物各部位富集量、存在形态及影响因素等。众多研究表明近10余年来，城市污水处理厂污泥中重金属含量呈下降趋势，在合理施用情况下，一般不会造成重金属污染。我国是农业大国，经济基础较薄弱，将污泥制成肥料，用于农田、植树造林、园林绿化，以及垦荒地、贫膺地等有效利用途径既符合能源可持续发展的战略趋势，又可以合理的利用资源，使污泥这种难于处理的潜在资源得到比较充分的利用，将会成为今后污泥处理处置的一个比较有前景的发展方向。
3.2建筑材料利用
（1）污泥制陶粒
陶粒特别是轻质陶粒优点多、需求量大，因此，开辟新的陶粒原料，开发新的轻质陶粒有重要意义。城市污泥产量巨大，将其用于陶粒生产可取得较大的经济和环境效益。污泥制陶技术的主要问题是当污泥中有大量的重金属时要注意炉窑的烟气处理与控制以及对产品重金属浸出的监控。
（2）污泥制砖
将污水厂排放污泥与石灰中和，再烘干（相对密度1.94-1.97）和粘土以1：10的比例混合，烧成的砖，可达普通红砖强度阴。
（3）污泥制生态水泥
生态水泥是以城市垃圾焚烧灰或污泥及石灰石，通过锻烧再磨成粉末而获得的水硬性胶凝材料。污泥利用之前通常要做脱氯处理。发达国家利用废弃物生产生态环保水泥已有成熟的经验，日本40多家水泥企业，其中50%以上工厂均处理各种废弃物，日本麻省水泥公司用下水道污泥及城市其他废弃物生产出高强度水泥；在欧洲水泥生产者联合会所属的水泥厂中每焚烧处理100万t有害废物。我国的科研工作者在利用各种污泥制生态水泥方面也做了不少工作，有研究人员将苏州河底泥全部代替粘土质原料进行了锻烧试验，烧成熟料与普通熟料相同。生产出的熟料凝结时间正常，安定性合格。
污泥的建材利用也由于其污泥资源化的特点有着良好的发展前景。利用污泥生产建材可以实现资源、能源的充分利用，还可将其中的有毒有害物质分解或固化。污泥制造建筑材料的资源化利用具有显著的优势。建材行业原料需求量非常大，能够就地消纳大量污泥，对于有机物含量偏低、不宜农用的污泥是一种有效的处理方式。因此，污泥的建材应用有广阔的发展前景。
3.3环境保护利用
（1）污泥改性制活性碳
由污泥活性碳制得的吸附剂对COD及某些重金属离子有很高的去除率，是1种优良的有机废水处理剂。用过的吸附剂若不能再生，可以用作燃料在控制尾气条件下进行燃烧，原污泥中的有害因子同时被彻底氧化分解。污泥制活性碳的研究在我国刚刚开始，许多方面的工作还有待深人。
（2）用作粘结剂
污泥作为型煤粘结剂替代白泥（一种常用粘结剂）可改善在高温下型煤内部孔结构，提高型煤气化反应性，降低灰渣中的残炭，提高炭转化率。
参考文献：
[1] 余杰，田宁宁，王凯军.我国污泥处理、处置技术政策探讨.中国给水排水，2005， 8（21）： 84～87
[2] 中国环境保护产业协会水污染治理委员会编.中国城市污水污泥处理处置问题探讨.北京： 2005年中国国际水处理技术高级专家论坛，2005. 142～146