淺談城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置與資源化利用
隨著城市污水處理廠對生物技術的廣泛運用，產(chǎn)生的污泥也明顯增加，造成了一定程度的二次污染，在這種情況下，城市污水廠污泥處理問題成為了社會普遍關注的問題。但目前盡管污水處理廠的建設費用中用于處理污泥的大約占了20%～50%，是污水處理系統(tǒng)中的重要組成部分，但大多污泥仍沒有被妥善處理，而是隨意處置，這會造成環(huán)境污染，甚至危害人類健康。
1.城市污水處理廠污泥的特性
一是污泥量大。隨著中國社會經(jīng)濟和城市化的發(fā)展，城市污水的產(chǎn)生及其數(shù)量在不斷增長，隨著中國污水處理事業(yè)的發(fā)展，污泥的處理處置問題在城市污水處理中占有的位置已日益突出。
二是污泥性質安全穩(wěn)定。一般城市污泥中都含有一定量的重金屬，其含量的高低往往決定它是否可以農(nóng)用。中國污水處理廠污泥中含有多種重金屬，其含量的性質較為穩(wěn)定，主要以Zn和Cu為主，其他重金屬含量較低，一般的城市污水處理廠污泥有害成分比較低，因此，城市污水處理廠的污泥采用好氧堆肥之后土地利用是適宜的，也是安全的。污泥的pH值為6～7，一般不會明顯影響后續(xù)處置及利用，隨著人們環(huán)保意識的增強，污泥中重金屬含量呈下降趨勢。
三是肥效較高。城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥中含有大量的N、P、K及有機質，而且N、P以有機態(tài)為主，還含有植物所必須的多種微量元素，中國污泥的有機質平均含量為37.18%，N、P、K平均含量分別為3.03%、1.52%、0.69%，均超過國家堆肥需要的養(yǎng)分標準，在中國，不同地區(qū)污水處理廠污泥的養(yǎng)分含量相差較大，同一地區(qū)城市污泥中鉀的含量變化并不大，從長遠來看，中國污水處理廠的污泥中N、P的含量將隨著脫氮除磷等二級污水處理工藝的增加而增加，這將有利于污泥土地利用和堆肥處理。
2.傳統(tǒng)的污泥處理方法及弊端
2.1填埋處理
污泥填埋處理技術是一項成熟的應用廣泛的污泥處理方式，是將污泥運到山間、平地等所需區(qū)域，并將其鋪平壓實后覆蓋惰性土壤，最后形成完好的土地覆蓋層，可種植綠色植物。這一處理技術具有投資少、簡單易行、見效快的優(yōu)勢。
但這一技術也存在較多的弊端之處，主要表現(xiàn)在：污泥填埋后，容易污染地下水，且需要占用大量土地。隨著城市污水處理后污泥量的增加，在我國人口較為稠密的現(xiàn)狀下，大面積的選址成為難點，因填埋選址中出現(xiàn)的問題限制了填埋處理技術的廣泛運用。另外，相比發(fā)達國家，我國污泥處理技術起步較晚，發(fā)展較慢，對于城市污泥處理缺乏一定的規(guī)劃，一些隨意混合垃圾填埋的現(xiàn)象較為普遍，這在很大程度上導致了填埋區(qū)域周邊生態(tài)環(huán)境的惡化。
2.2污泥焚燒
污泥焚燒法主要是通過污泥中含有大量的有機物，而這些有機物又易于燃燒的特點對污泥進行處置的。污泥燃燒法是處置污泥比較徹底的一種方法，主要是分為兩大類的：一種是脫水污泥直接送焚燒爐進行焚燒，另一種是將脫水的污泥先干花，除去其水分，然后再進行焚燒。至于選擇何種焚燒方式，應根據(jù)焚燒時的具體情況進行。
和其他的污泥處置法相比，污泥焚燒法有很大的優(yōu)勢，如，通過污泥焚燒法能夠迅速降低污泥的現(xiàn)存量，且焚燒污泥后的產(chǎn)物不含細菌，也沒有異味。然而，用焚燒法對污泥進行焚燒對焚燒設備和焚燒條件要求是相當嚴格的，操作也比較麻煩，資金投入也比較大，不具備推廣應用的現(xiàn)實條件。
與此同時，由于污泥中含有大量的有機物，因此，雖然焚燒后的產(chǎn)物不會污染環(huán)境，然而污泥在焚燒過程中卻產(chǎn)生了很多有害氣體，如二氧化硫、二氧化碳等，這些氣體就會對大氣造成二次污染，污泥焚燒過程中也將有用的營養(yǎng)物質焚燒掉了，沒有實現(xiàn)污泥的資源化。這些弊端都限制了污泥焚燒法的廣泛應用，一般情況下，只有在其他方法使用受限的情況下，才會考慮使用污泥焚燒法對污泥進行處理。
3.城市污水處理廠污泥的綜合利用
3.1能源與熱能利用
污泥制油技術可以由兩種工藝技術實現(xiàn)：一種是污泥熱解制油技術。其原理是在無氧或低于理論氧氣量的環(huán)境下，將污泥加熱到一定的溫度，利用高溫環(huán)境下，污泥的有機質熱裂解和熱化學轉化反應，使污泥中的固體物質分解為油、不凝性氣體和炭三種可燃物質，部分產(chǎn)物可以作為干燥與熱解的能源，剩余可以當能源回收；二是污泥直接油化技術。該技術是在高溫高壓、催化劑的環(huán)境下，污泥中的高分子化合物質通過分解、縮合、脫氫、環(huán)化等一系列反應后變成低分子油狀物質，目前已經(jīng)在美國、英國、日本等國家得到推廣使用。
3.2污泥能源化利用
（1）利用污泥厭氧消化制沼氣。污泥厭氧消化制作沼氣，是利用無氧環(huán)境下生長于污水、污泥中厭氧菌菌群的作用，而使有機物發(fā)生變化后分解成其他穩(wěn)定物質，達到殺菌、無害化的目的。而沼氣就是這些有機物在厭氧條件下經(jīng)過厭氧菌的分解作用而產(chǎn)生的以甲烷為主要成分的可燃性氣體。沼氣可以為城市居民和工廠生產(chǎn)活動提供能源，據(jù)悉，1m3沼氣的燃燒發(fā)熱量相當于1kg煤的燃燒發(fā)熱量，可見其資源利用的良好前景。與此同時，污泥厭氧消化也能同廢水處理結合在一起，構成完整的污水處理系統(tǒng)，實現(xiàn)有機物無害化處理的目的。當前，污泥厭氧消化制沼氣的處理方式，以成為最廣泛的污泥處理工藝。
（2）利用污泥低溫熱解制油。污泥低溫熱解制油是目前一種新型的熱能利用技術，主要是指污泥在無氧或缺氧的條件下加熱到一定溫度，并經(jīng)過干餾、熱分解等作用將污泥中的有機物轉化為碳氫化合物，最后使污泥轉化為可以與油或炭等發(fā)生作用的可燃性產(chǎn)物。在污泥熱解技術上，我國已開展了大量的研究，研究發(fā)現(xiàn)污泥低溫熱解制油具有成本低廉的優(yōu)勢，也具有較好的應用前景。近年來，國內又開發(fā)出了微波熱解技術，這一技術更加方便快捷，且生成的液態(tài)油中所含脂肪類物質較高。
（3）利用污泥制合成燃料。城市污泥中含有70%-80%的有機物，且脫水后的污泥具有發(fā)熱量高的特點，因而將其制成合成燃料具有科學性與可行性。研究表明，將35%的消化污泥與50%的煤和15%的添加劑合成燃料，其熱效率遠大于煤的熱效率。與此同時，污泥還具有較強的黏性，將活性污泥與無煙粉煤混合加工，能在燃燒利用的過程中減少煤污染，還能提高煤的反應性，減少殘渣。
4.結束語
隨著污泥處理技術的發(fā)展，我國城市污泥資源化利用取得了一定的成績。然而，與發(fā)達國家相比，我國還處于較為落后的階段。為了促進城市污泥的資源化利用，構建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，各城市都應該在遵循城市污泥的特性基礎上結合城市發(fā)展的實際，實現(xiàn)對污泥的有效利用，使之發(fā)揮出巨大的環(huán)境保護效益。
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