淺析市政污水廠的污泥處理和處置辦法

城市污水廠的污泥是指污水處理后所產(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(jī)物、重金屬以及致病菌和病原菌等，不加處理任意排放，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。對(duì)污泥處理總的要求是穩(wěn)定化、無(wú)害化和減量化。國(guó)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(gè)方法組合處置。應(yīng)該說(shuō)，對(duì)污水廠污泥的處理和處置，我們與先進(jìn)國(guó)家相比，差距較大。

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(zhǎng)，由此引起的二次污染問(wèn)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(wèn)題。例如上海正在建設(shè)的竹園和白龍港兩個(gè)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(wèn)題。

國(guó)家對(duì)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(duì)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(shí)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(duì)污泥處理和處置，設(shè)計(jì)中一般只提將脫水污泥外運(yùn)和綜合利用，未計(jì)算其投資和經(jīng)常費(fèi)用，這勢(shì)必會(huì)造成二次污染。處理廠建得越多，污泥的二次污染亦越廣泛。

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zui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(guò)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(guó)外污泥處理的發(fā)展來(lái)看，無(wú)論在歐洲、日本或美國(guó)對(duì)污泥用于農(nóng)田控制越來(lái)越嚴(yán)，而對(duì)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(diǎn)，但能耗很高，只有當(dāng)污泥量較少時(shí)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(guó)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(jī)物含量減少，性能穩(wěn)定，總體積減少，污泥消化過(guò)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(yùn)行有難度。污泥厭氧消化和沼氣利用裝置費(fèi)用，約占污水處理廠投資和運(yùn)行費(fèi)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(shí)際運(yùn)行看，只有少數(shù)達(dá)到預(yù)期的效果。有管理、設(shè)計(jì)問(wèn)題，亦有沼氣利用的經(jīng)濟(jì)性和安全性問(wèn)題。比較好的如天津市東郊污水處理廠，該廠設(shè)計(jì)規(guī)模為處理城市污水40萬(wàn)m3/d，污泥日產(chǎn)2460m3(含水率96%)，產(chǎn)生沼氣13300m3，供4臺(tái)248kW發(fā)電機(jī)發(fā)電，日可發(fā)電27000度，并與市電并網(wǎng)。

污泥的穩(wěn)定問(wèn)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(jì)中采用延長(zhǎng)污水曝氣時(shí)間，減少污泥的產(chǎn)量;設(shè)計(jì)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(duì)中小型污水處理廠來(lái)說(shuō)，采用帶有延時(shí)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(jì)算投資和運(yùn)行費(fèi)用。

污泥的穩(wěn)定并不等于污泥無(wú)害，用于農(nóng)田還需要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于污泥農(nóng)用時(shí)污染物控制標(biāo)準(zhǔn)限值。其中對(duì)鎘、汞、砷、苯并芘、多氯聯(lián)苯的要求是比較高的，應(yīng)該通過(guò)嚴(yán)格控制工業(yè)廢水源頭的排放，來(lái)控制污泥的性質(zhì)。

2.污泥的處置

(1)制復(fù)合肥

按我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)條件，對(duì)多數(shù)污水廠(特別是大量小型污水廠)來(lái)說(shuō)，污泥用于農(nóng)田是比較可行和現(xiàn)實(shí)的方案。污泥中的氮、磷、鉀和微量元素，對(duì)農(nóng)作物有增產(chǎn)作用;污泥中的有機(jī)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(yùn)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(shí)，污水廠會(huì)泥滿為患，影響正常運(yùn)行。于是一些污水廠支付費(fèi)用，讓農(nóng)民把污泥拉走，而不問(wèn)其去向，這會(huì)造成二次污染。

(2)衛(wèi)生填埋

有些城市(如成都市)擬將污水廠污泥運(yùn)至城市垃圾填埋場(chǎng)一并處置，這存在兩個(gè)實(shí)際問(wèn)題：一是管理體制上的問(wèn)題。垃圾的中轉(zhuǎn)站和填埋場(chǎng)的布點(diǎn)、設(shè)計(jì)和投資，屬環(huán)衛(wèi)局管理，而污水廠的污泥屬市政系統(tǒng)管理，設(shè)計(jì)垃圾填埋場(chǎng)使用年限和布點(diǎn)距離未考慮接納污水廠污泥;二是脫水污泥含水率過(guò)高。運(yùn)往垃圾填埋場(chǎng)的污泥，要求含水率不大于30%，而目前污水廠的脫水污泥含水率在70%～80%，這類污泥不易碾壓填埋，除非將污泥作適當(dāng)干化或加石灰、絮凝劑處理。無(wú)論作何種填埋，污泥宜采取高干度脫水方案。

(3)干化、焚燒

由于污泥干化和污泥焚燒相結(jié)合比單污泥焚燒一次性投資少，處理成本低，故污泥干化往往是焚燒的前處理。污泥干化可使污泥含水率控制在10%～40%，減少了污泥的體積和重量，降低了運(yùn)輸費(fèi)和填埋費(fèi)，而且污泥的臭味大為減少。

干化裝置分直接干化和間接干化，其能量消耗與污泥成份和水分有關(guān)。間接干化(利用沼氣通過(guò)熱交換器)一般推薦用立式干化裝置，并選用流化床工藝。干化與焚燒串聯(lián)工藝中，干化的程度取決于污泥的熱值和回收焚燒爐的熱能，使干化的能量盡量平衡，不另外添加燃料。污泥流化床焚燒爐，溫度在800℃以上，爐內(nèi)有砂粒循環(huán)使用，外排氣體要適當(dāng)處理。污泥焚燒爐遠(yuǎn)比垃圾焚燒爐的工藝簡(jiǎn)單得多，且污泥焚燒不會(huì)產(chǎn)生二惡英。

污泥處理和處置應(yīng)注意的問(wèn)題

1.設(shè)計(jì)城市污水處理設(shè)施時(shí)，要把工業(yè)污染源控制、污水處理工藝和污泥的處理和處置，作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)考慮。

2.對(duì)污泥的zui終處置，我們?nèi)狈?jīng)驗(yàn)，如污泥的干化和焚燒裝置的設(shè)計(jì)，比污水處理工藝復(fù)雜得多，我們應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)、引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)要制訂和完善污泥處置有關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。

3.采用多途徑來(lái)解決污泥問(wèn)題。大廠與小廠不一樣，南方與北方亦不一樣。有的地方污泥可與垃圾處置相結(jié)合，有的地方污泥可與發(fā)電廠燃煤相結(jié)合。對(duì)量大面廣的小型污水廠的污泥，要總結(jié)農(nóng)用的經(jīng)驗(yàn)。