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【摘要】现代社会的进步，工业的发展以及城市化建设的逐步深入，污水的排放量不断增加，其淤积与土壤中而形成了污泥。现代科学技术的提高，使得其污水处理厂的技术也不断更新，对于污泥的处理也十分普遍。本文简单分析了小型污水处理厂污泥近自然处置利用技术中污泥土壤化植物滤床的特点及基本原理；污泥土壤化植物滤床的设计及制作，包括污泥投加系统的设计、防渗滤床的制作、滤液收集系统、植物种植层及其运行管理措施等，为从事小型污水处理厂的管理人员提供一定的参考与借鉴。
【关键词】小型污水处理厂；污泥处理；近自然处置利用技术；管理；研究
前言
我国现代城市的污泥处理方式主要是利用机械设备将其脱水后，在实施卫生填埋，但是该方式的缺陷在于污泥一般没有达到相关排放标准，且在填埋是还会出现二次污染问题，或者引起其他的环境问题。我国对于环境保护的重视程度日益加深，污水处理规模逐渐提高，污泥处理也成为较为突出的方面，直接影响到了整个污水处理行业的稳定发展。在减少污泥量，使之无害化的处理中，主要技术包括厌氧消化、浓缩脱水、好氧发酵、焚烧、干化、堆肥等。如果污水处理厂的规模较大，可以选择厌氧消化、堆肥、焚烧等方式进行处理，并充分利用资源，但是许多小城镇中的污水处理厂规模较小，投资有限，且运营管理水平不足，污泥近自然处置利用技术则是其较为理想的处理方式，适用于好氧稳定污泥、厌氧污泥和消化污泥的处置，能够将污泥实现资源化。
1.污泥土壤化植物滤床的基本原理
在进行污泥脱水及土壤化的过程中，最为关键的环节即是滤床上种植的各类植物把污泥当做营养物质，将其吸收后，在虑床中快速生长。在虑床中种植特殊的植物，并将污泥置入滤床后，其中所含的部分水分被植物根系直接吸收，设置于虑床底部的滤液收集系统则将部分水分收集起来，并输送至污水处理系统，最后植物叶面将其他水分蒸发，即完成了污泥的自然脱水。污泥中包含一定的有机质，其在微生物降解的作用下，被植物吸收利用，污泥性质逐步稳定，该过程即为土壤化的过程，最后形成营养成分较为均衡营养土。沉积污泥的结构也会在植物长出的茎和根的翻松作用下得到良好的改善。上层污在亚铁酸作用在，逐渐变化为黑色，已经实现土壤化的下层污泥则呈现出棕色并除去了气味。该虑床相较一般的虑床，未种植物的条件，该虑床滤床大大加强了微生物的作用，提高了对已有机物的分解及降解的效率，有效的改善了土壤化污泥的性质，进一步提高土壤化污泥的土地利用。土地滤床中的植物在经过一段时间的生长后，直接将其收割，并与园林绿化垃圾进行堆肥、利用其进行造纸或者直接制作成燃料，充分利用资源，发挥出最大的效益。在该虑床运行半年左右，在植物的作用下即可实现矿化，转变为土壤。最终可以利用其进行绿化园林、改良土壤或者进行生态种植。该技术的优势在于能够在不消耗能量的条件下将污泥脱水、减量，并保持性质稳定[1]。
2.技术特点
污泥土壤化植物滤床是一种近自然的污泥处置利用技术，其能够通过简单的操作、维护及管理过程对湿污泥直接进行脱水，有效的减少污泥的体积，提高含固率，效果较为良好，运行稳定，大量节减少了污泥浓缩处理的各项费用，包括设备投资、能源消耗、运行费用、管理费用、运输费用、填埋处置费用等，最终达到污泥的无害化、资源化处的目的。
3.污泥土壤化植物滤床的设置及管理
3.1设置污泥投加系统。污水处理厂一般有剩余污泥的收集和储存设施，可以对其进行简单的改造，充分利用其功能。一般情况下，土壤化植物滤床的建设位置处于厂区标高以下，污泥储存池与土壤化植物滤床存在一定的高差，可以利用该高差使污泥从储存池流动至土壤化植物滤床。如果需要控制污泥投入量，可以在与污泥储存池相连接的投加管线中设置快开阀门。污泥应在无压的条件下投加，防止植物种植层受及已经土壤化的污泥由于泥液流速而被冲蚀。在污泥投加的过程中，由于各种因素的影响，管线可能被堵塞，因此可以将管径适当扩大[2]。
3.2制作防渗滤床。防渗滤床的制作可以利用抗渗效果良好的钢筋混凝土水池，或者设置了防渗膜的土池。设置了防渗膜的土池具有较好的经济效益，且建设也较为方便，成本低。一般情况下，其需要使用厚度为1.5mm的HDPE膜作为其防渗膜，并保障搭接处的焊接质量，使之具有良好的防渗效果。在防渗膜底部基层和防渗膜表面需要铺设一定厚度的细砂，或者使用土工布加细砂，制作成防护层，避免防渗膜免受到破坏而影响防渗效果。该虑床的有效使用深度为1.6m左右，使用寿命为6年左右。在一段时间后，污泥填满，可以将其清空后，重复利用。滤床底部应设置向滤液收集管一侧倾斜2%左右的坡度，便于收集及排出滤液。由于污水处理厂的污泥处理工艺有较大的不同，滤床的过滤负荷需要设计成不同的参数[3]。
3.3滤液收集系统。在滤床底部一侧设置滤液收集管线布置。可以使用使用直径超过100mm的穿孔HDPE管，便于清通及维护工作。其一端连接至滤液收集井，另一端则需要预留清通口，且收集管上方与植物种植层之间，需要设置厚度为20cm的保护层。如果滤床面积不超过100m2，滤液收集井可以设置为0.5m3；如果滤床面积超过了100m2时，滤液收集井则需要设置为1m3。
3.4植物种植层。滤床上种植的植物需要具有较为发达的根系，茎叶茂密，能够抵抗病虫害，耐污能力较强，并适于本土生长，如果考虑到经济效益，还需要其具有一定的经济价值，一般较为适合的植物包括水花生、芦苇、大米草、香蒲等，其中芦苇的根系较为发达，输氧能力良好，且活性物质的表面积较大，是污泥土壤化植物床较为理想的选择。种植层的土壤厚度保持在15cm最有，种植密度一般为15株/m2。如果选择芦苇作为种植植物，一般需要移栽，先将有孢芽的芦苇根分剪，尺寸为10cm，再埋入土中4cm的位置，端部暴露至地面。
3.5运行管理措施。要保障虑床的运行效果，其管理也是十分重要的，包括污泥的投加及清空虑床，具体措施如下：①污泥的投加 在滤床的运行初期两年左右，需要严密监控植物的生长状况，观察其对于污泥环境的实用性。初期运行时污泥投加量不宜过大，时间间隔也应适当。在植物已经能够正常生长后，两次污泥投加时间的间隔应保持1周左右。如果处于冬季，则需要超过1周。此外，还需要根据当地的气候条件适当调整；②滤床清空 滤床的规模不同，使用寿命也会有所区别，一般条件下为5～10年。在清空滤床是应在春季进行，植物可以重新发芽，继续生长。如果虑床属于设置了防渗膜的土地滤床，在清空的过程中应对防渗膜采取必要的保护措施，发现有损坏的部分，及时修补，保障其防渗效果[4]。
4.总结
现代社会对于环境的要求逐渐提高，城市污水的排放量增加，污水处理厂的工作量增大，污泥的处理也成为了难题。科学技术的进步，使得污泥的处理有了更多的选择。规模较小的污水处理厂可以选择污泥土壤化植物床技术，其优势在于运行管理简单、成本费用较低并能有效的节省能源，并符合污水处理厂污泥治理的各项原则，包括减量化、无害化、稳定化、资源化等，充分利用植物床的生物化学作用，将污泥转逐渐化成为土壤基质，无需利用其它的外部动力，即能够有效的利用资源，促进节能减排，并发展循环经济，是较为理想的技术方式。
参考文献
[1]冯凯，黄鸥.石灰调质与石灰干化工艺在污泥脱水中的应用[J].给水排水，2011（05）：7-10.
[2]马小杰，张轶群，励建全.上海青浦污水处理厂污泥好氧发酵新技术应用[J].中国市政工程，2010（06）：31-33.
[3]王站巧.小城镇污水厂污泥处理处置的可持续发展之路[J].内蒙古科技与经济.2011（10）：13-14.
[4]林好斌，刘振元.宁波市污水处理厂污泥处置现状及发展分析[J].城市道桥与防洪.2010（05）：78-80.
【关键词】小型污水处理厂；污泥处理；近自然处置利用技术；管理；研究
前言
我国现代城市的污泥处理方式主要是利用机械设备将其脱水后，在实施卫生填埋，但是该方式的缺陷在于污泥一般没有达到相关排放标准，且在填埋是还会出现二次污染问题，或者引起其他的环境问题。我国对于环境保护的重视程度日益加深，污水处理规模逐渐提高，污泥处理也成为较为突出的方面，直接影响到了整个污水处理行业的稳定发展。在减少污泥量，使之无害化的处理中，主要技术包括厌氧消化、浓缩脱水、好氧发酵、焚烧、干化、堆肥等。如果污水处理厂的规模较大，可以选择厌氧消化、堆肥、焚烧等方式进行处理，并充分利用资源，但是许多小城镇中的污水处理厂规模较小，投资有限，且运营管理水平不足，污泥近自然处置利用技术则是其较为理想的处理方式，适用于好氧稳定污泥、厌氧污泥和消化污泥的处置，能够将污泥实现资源化。
1.污泥土壤化植物滤床的基本原理
在进行污泥脱水及土壤化的过程中，最为关键的环节即是滤床上种植的各类植物把污泥当做营养物质，将其吸收后，在虑床中快速生长。在虑床中种植特殊的植物，并将污泥置入滤床后，其中所含的部分水分被植物根系直接吸收，设置于虑床底部的滤液收集系统则将部分水分收集起来，并输送至污水处理系统，最后植物叶面将其他水分蒸发，即完成了污泥的自然脱水。污泥中包含一定的有机质，其在微生物降解的作用下，被植物吸收利用，污泥性质逐步稳定，该过程即为土壤化的过程，最后形成营养成分较为均衡营养土。沉积污泥的结构也会在植物长出的茎和根的翻松作用下得到良好的改善。上层污在亚铁酸作用在，逐渐变化为黑色，已经实现土壤化的下层污泥则呈现出棕色并除去了气味。该虑床相较一般的虑床，未种植物的条件，该虑床滤床大大加强了微生物的作用，提高了对已有机物的分解及降解的效率，有效的改善了土壤化污泥的性质，进一步提高土壤化污泥的土地利用。土地滤床中的植物在经过一段时间的生长后，直接将其收割，并与园林绿化垃圾进行堆肥、利用其进行造纸或者直接制作成燃料，充分利用资源，发挥出最大的效益。在该虑床运行半年左右，在植物的作用下即可实现矿化，转变为土壤。最终可以利用其进行绿化园林、改良土壤或者进行生态种植。该技术的优势在于能够在不消耗能量的条件下将污泥脱水、减量，并保持性质稳定[1]。
2.技术特点
污泥土壤化植物滤床是一种近自然的污泥处置利用技术，其能够通过简单的操作、维护及管理过程对湿污泥直接进行脱水，有效的减少污泥的体积，提高含固率，效果较为良好，运行稳定，大量节减少了污泥浓缩处理的各项费用，包括设备投资、能源消耗、运行费用、管理费用、运输费用、填埋处置费用等，最终达到污泥的无害化、资源化处的目的。
3.污泥土壤化植物滤床的设置及管理
3.1设置污泥投加系统。污水处理厂一般有剩余污泥的收集和储存设施，可以对其进行简单的改造，充分利用其功能。一般情况下，土壤化植物滤床的建设位置处于厂区标高以下，污泥储存池与土壤化植物滤床存在一定的高差，可以利用该高差使污泥从储存池流动至土壤化植物滤床。如果需要控制污泥投入量，可以在与污泥储存池相连接的投加管线中设置快开阀门。污泥应在无压的条件下投加，防止植物种植层受及已经土壤化的污泥由于泥液流速而被冲蚀。在污泥投加的过程中，由于各种因素的影响，管线可能被堵塞，因此可以将管径适当扩大[2]。
3.2制作防渗滤床。防渗滤床的制作可以利用抗渗效果良好的钢筋混凝土水池，或者设置了防渗膜的土池。设置了防渗膜的土池具有较好的经济效益，且建设也较为方便，成本低。一般情况下，其需要使用厚度为1.5mm的HDPE膜作为其防渗膜，并保障搭接处的焊接质量，使之具有良好的防渗效果。在防渗膜底部基层和防渗膜表面需要铺设一定厚度的细砂，或者使用土工布加细砂，制作成防护层，避免防渗膜免受到破坏而影响防渗效果。该虑床的有效使用深度为1.6m左右，使用寿命为6年左右。在一段时间后，污泥填满，可以将其清空后，重复利用。滤床底部应设置向滤液收集管一侧倾斜2%左右的坡度，便于收集及排出滤液。由于污水处理厂的污泥处理工艺有较大的不同，滤床的过滤负荷需要设计成不同的参数[3]。
3.3滤液收集系统。在滤床底部一侧设置滤液收集管线布置。可以使用使用直径超过100mm的穿孔HDPE管，便于清通及维护工作。其一端连接至滤液收集井，另一端则需要预留清通口，且收集管上方与植物种植层之间，需要设置厚度为20cm的保护层。如果滤床面积不超过100m2，滤液收集井可以设置为0.5m3；如果滤床面积超过了100m2时，滤液收集井则需要设置为1m3。
3.4植物种植层。滤床上种植的植物需要具有较为发达的根系，茎叶茂密，能够抵抗病虫害，耐污能力较强，并适于本土生长，如果考虑到经济效益，还需要其具有一定的经济价值，一般较为适合的植物包括水花生、芦苇、大米草、香蒲等，其中芦苇的根系较为发达，输氧能力良好，且活性物质的表面积较大，是污泥土壤化植物床较为理想的选择。种植层的土壤厚度保持在15cm最有，种植密度一般为15株/m2。如果选择芦苇作为种植植物，一般需要移栽，先将有孢芽的芦苇根分剪，尺寸为10cm，再埋入土中4cm的位置，端部暴露至地面。
3.5运行管理措施。要保障虑床的运行效果，其管理也是十分重要的，包括污泥的投加及清空虑床，具体措施如下：①污泥的投加 在滤床的运行初期两年左右，需要严密监控植物的生长状况，观察其对于污泥环境的实用性。初期运行时污泥投加量不宜过大，时间间隔也应适当。在植物已经能够正常生长后，两次污泥投加时间的间隔应保持1周左右。如果处于冬季，则需要超过1周。此外，还需要根据当地的气候条件适当调整；②滤床清空 滤床的规模不同，使用寿命也会有所区别，一般条件下为5～10年。在清空滤床是应在春季进行，植物可以重新发芽，继续生长。如果虑床属于设置了防渗膜的土地滤床，在清空的过程中应对防渗膜采取必要的保护措施，发现有损坏的部分，及时修补，保障其防渗效果[4]。
4.总结
现代社会对于环境的要求逐渐提高，城市污水的排放量增加，污水处理厂的工作量增大，污泥的处理也成为了难题。科学技术的进步，使得污泥的处理有了更多的选择。规模较小的污水处理厂可以选择污泥土壤化植物床技术，其优势在于运行管理简单、成本费用较低并能有效的节省能源，并符合污水处理厂污泥治理的各项原则，包括减量化、无害化、稳定化、资源化等，充分利用植物床的生物化学作用，将污泥转逐渐化成为土壤基质，无需利用其它的外部动力，即能够有效的利用资源，促进节能减排，并发展循环经济，是较为理想的技术方式。
参考文献
[1]冯凯，黄鸥.石灰调质与石灰干化工艺在污泥脱水中的应用[J].给水排水，2011（05）：7-10.
[2]马小杰，张轶群，励建全.上海青浦污水处理厂污泥好氧发酵新技术应用[J].中国市政工程，2010（06）：31-33.
[3]王站巧.小城镇污水厂污泥处理处置的可持续发展之路[J].内蒙古科技与经济.2011（10）：13-14.
[4]林好斌，刘振元.宁波市污水处理厂污泥处置现状及发展分析[J].城市道桥与防洪.2010（05）：78-80.