污水处理厂产生的污泥如何处理

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污泥处理与处置的目的主要有四个:一是稳定化,通过处理使污泥停止降解;二是无害化,杀灭寄生虫卵和病原微生物;三是减量化,减少污泥最终处置的体积,降低污泥处理及最终处置费用;四是资源化和最终处置,在处理污泥的同时实现化害为利、循环利用、保护环境的目的。
1 污泥稳定化处理的方法
来自污水处理厂初次沉淀池和二次沉淀池(剩余活性污泥或者生物滤池污泥)的混合污泥通常含有60%～80%的有机物,如碳水化合物、脂肪、蛋白质,而且还含有大量的多种微生物,这种污泥在堆放时极易自发地进行厌氧生物反应,产生异味并导致污泥脱水性质恶化。稳定化处理的目的就是充分利用污泥中的微生物降解污泥中的有机物质,进一步减少污泥含水量,杀灭污泥中的细菌、病原体等,消除臭味,使污泥中的各种成分处于相对稳定的状态。稳定化的方法主要有堆肥化、干燥、厌氧消化等。
1.1 堆肥化
堆肥是利用污泥微生物进行发酵的过程。在污泥中加入一定比例的膨松剂和调理剂(如秸杆、稻草、木屑或生活垃圾等),使微生物群落在潮湿环境下对多种有机物进行氧化分解并转化为类腐殖质。研究表明,经过堆肥的污泥质地疏松、阳离子(CEC)交换量显著增加、容重减少、可被植物利用的营养成分增加、病原菌和寄生虫卵几乎全部被杀灭。目前世界各国采用的堆肥方法有静态和动态两种,如自然堆肥法、圆柱形分格封闭堆肥法、滚筒堆肥法、竖式多层反应堆肥法等。污泥经堆肥化处理后,物理性状改善,质地疏松,易分散,含水率小于40%,根据使用目的不同可以进一步经制粒、干燥后装袋贮存。
1.2 干燥
干燥就是将已经脱水的污泥饼(含水率在75%左右)进一步降低其含水率,以利于贮存和运输,避免因微生物的作用而发霉发臭,使污泥处于稳定状态。干燥工艺除了最简单的日晒外,常用的是热干燥技术,干燥热源以蒸汽或导热油作介质,间接给热。热干燥过程相当于对污泥作了1～2h的灭菌处理(干燥温度≥95℃),完全可以达到杀灭病原菌的卫生要求。干燥后的污泥含水率在10%左右,可以使污泥处于稳定化状态。干燥使污泥性能完全改善,干燥后的污泥量仅是最初污泥量的4.5%,干燥污泥量热值提高,相当于劣质煤,可提高污泥的有效利用价值。
1.3 厌氧消化
厌氧消化主要是通过兼性厌氧细菌和厌氧细菌的作用使有机物分解,最终生成以甲烷为主的沼气,沼气可作为燃料和动力资源,还可作为重要的化工原料。厌氧消化一般是在密闭的消化槽内,在30℃下贮存30天左右。目前的污泥厌氧消化处理中,大约只有一半的有机物转化为甲烷气体,如何提高污泥消化整体水平、提高产气率与能源回收率,并尽量减少污泥体积,成为该领域的研究重点。目前的研究主要有利用各种前处理(碱处理、超声波处理等)来改善污泥的厌氧消化性能、探索高效可靠的新型污泥厌氧消化处理工艺。此外,利用生物技术(如酶催化技术)来进一步提高污泥的产气量也引起了研究者的重视。
2 污泥无害化处理的方法
污泥无害化处理往往包括在稳定处理之中,无害化处理的目的是去除、分解或者“固定”污泥中的有毒、有害物质(重金属、有机有害物质)及消毒灭菌,使处理后的污泥在污泥最终处置中不会对环境造成危害。主要灭菌的方法有加热巴氏灭菌、加石灰、长期贮存(20℃,60天)、堆肥(55℃,大于30天)、加氯或者加其它药品等。
3 污泥减量化的方法
污泥减量化分为质量的减少和体积的减少,前者包括稳定和焚烧,后者主要是指通过浓缩、脱水、干化使污泥的含水率降低。
污泥焚烧的优点是可以迅速和最大限度地实现减量化,它既解决了污泥的出路又充分利用了污泥中能源,且不必考虑病原菌的灭活处理。污泥焚烧的热能可回收利用,有毒污染物被氧化,灰烬中的重金属活性大大降低,焚烧灰可以作为建筑材料。缺点是高成本和可能产生污染(废气、噪声、震动、热和辐射)。
4 污泥资源化利用及处置方式
4.1 污泥资源化利用
城市污泥既是污染物又是一种资源,污泥经过减容、稳定和无害化处理后,可以作为资源综合利用,如土地利用和热能利用,污泥资源利用方案的选择应根据环境卫生、资源回收、资源投入产出比和收益影响比四个方面进行。
4.2 污泥最终处置
污泥处置就是解决处理后污泥的最终出路,现在我国对污泥的处置已采用了填埋、农用和园林、花卉绿化等方式。
4.2.1 填埋
我国目前采取的污泥填埋一般是运至垃圾填埋场,与城市垃圾一起进行处置。这种填埋方式的问题是,污泥中的N、P和重金属在无防渗情况下污染地下水,同时污泥填埋需要投入运输和管理费用,并且填埋将占用大量土地,在目前我国城乡耕地越来越少的情况下,显然不符合社会持续发展的要求。
4.2.2 农用和园林、花卉绿化
污泥中含有丰富的各种微量元素,如Ca、Mg、Cu、Fe等,施用在土地上可以改善土壤的土质,促进农作物和苗木花卉的增长。另外,施用污泥可以减少化肥和农药的使用量,减少环境污染。