市政污泥处理和处置技术探讨

市政污泥是处理生活污水时所产生的沉淀、悬浮及颗粒物。下面鲁班乐标就带来市政污泥处理处理原则、市政污泥的处置方式以及市政污泥的处置技术进行了探讨分析，以供借鉴。

当前如何妥善处理污泥，实现其稳定化、无害化、减量化和资源化，已成为社会广泛关注的课题。以下就市政污泥处理和处置技术进行探讨分析。

一、市政污泥处理处理原则

市政污泥处理处理原则：

（1）污泥处理处置应统一规划，合理布局。污泥处理处置设施宜相对集中设置，鼓励将若干城镇污水处理厂的污泥集中处理处置。

（2）应根据城镇污水处理厂的规划污泥产生量，合理确定污泥处理处置设施的规模；近期建设规模，应根据近期污水量和进水水质确定，充分发挥设施的投资和运行效益。

（3）城镇污水处理厂新建、改建和扩建时，污泥处理处置设施应与污水处理设施同时规划、同时建设、同时投入运行。污泥处理必须满足污泥处置的要求，达不到规定要求的项目不能通过验收；目前污泥处理设施尚未满足处置要求的，应加快整改、建设，确保污泥安全处置。

（4）严格控制污泥中的重金属和有毒有害物质。工业废水必须按规定在企业内进行预处理，去除重金属和其他有毒有害物质，达到国家、地方或者行业规定的排放标准。

二、市政污泥的处置方式

污泥处置是处理后污泥的最终消纳方式，主要包括卫生填埋、土地及农田利用、焚烧和综合利用四个方面。据统计，目前75%的污泥采用土地填埋，其次为土地利用，而最有发展潜力的焚烧仅占3%。

填埋操作简单，经济可行，是我国采用最多的污泥处置方式，因不能满足资源化利用要求，在国外填埋污泥比例逐年下降。污泥可单独填满，也可与生活垃圾混合后填埋，考虑到占用土地及对环境污染等因素，已逐渐被淘汰。

污泥中含有丰富的氮、磷等营养物质及各种微量元素，可改善土壤特性，进行稳定无害化处理并满足《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》标准要求后，依据当地土壤特性及植物习性，确定试用范围、施用量及期限后方可被用于土地及农田。在利用过程中应严格控制重金属含量，防止重金属通过食物链影响身体健康。

焚烧是污泥处置技术中对污泥稳定化、无害化、减量化处理最为彻底的方式。在高温、有氧条件下，通过蒸发、挥发、分解、烧结、熔融以及氧化还原反应，将污泥中的有机成分分解为CO2、H2O、N2等气相成分。该方法可杀死一切病原体，彻底解决污泥恶臭问题。污泥可独立焚烧，也可与生活垃圾、水泥原料、煤以及生物质掺混燃烧。屈会格等研究煤与污泥掺混燃烧特性时发现，掺混燃烧使煤的着火与燃尽时间提前，综合燃烧特性降低。尹龙晓等发现，秸秆中挥发分的大量析出及燃烧提高了掺混燃烧的稳定性及燃尽能力，当秸秆掺混比例为20%时可满足热值指标要求。

污泥的综合利用主要包括制砖、生产水泥、制陶粒和制熔融材料等。污泥制砖可采用干化污泥和污泥灰渣两种原料，其中灰渣成分与黏土砖更为接近，在制造过程中仅需添加适量黏土与硅砂即可。污泥作为粘结剂可将无烟粉煤加工为型煤，不仅改善了常规型煤的内部孔结构，而且还提高了型煤的气化反应性。

三、市政污泥的处置技术

污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒和胶体等组成的复杂非均质体。污泥含水率高（>98%），有机物含量高，容易腐化发臭。典型的污泥处理工艺流程包括浓缩、稳定化处理、干化和污泥处理四个阶段。

3.1浓缩工艺

污泥水分主要包含表面粘附水、间隙水、毛细结合水和内部水四类。污泥浓缩的目的是去除其中的自由水和间隙水，方法主要有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩三种，此外还有带式重力浓缩、微孔浓缩、隔膜浓缩和生物浮选浓缩等。重力浓缩是最节能的污泥浓缩方法，不需外加能量，利用污泥自身重力自然沉降分离；气浮浓缩是依靠附着在污泥颗粒周围的微气泡减轻比重，使其强制上浮，达到浓缩目的；离心浓缩与带式重力浓缩均属于机械浓缩。经浓缩后污泥含水率可降至95%左右。

3.2稳定化处理工艺

稳定化处理旨在降解污泥中易腐败发臭的有机营养物，进一步减少污泥含水量，降低病原菌、细菌含量，消除臭味。稳定化处理方法主要有厌氧、好氧和好氧堆肥三种。厌氧消化是我国普遍采用的污泥处理工艺，占污泥稳定化处理技术的38.04%。在无氧条件下，兼性菌与厌氧菌共同作用，将污泥中的有机物通过水解酸化、乙酸化和甲烷化三个阶段分解为甲烷（占60%～70%）、二氧化碳及少量的氮硫化物和硫化氢（占25%～40%）等气体的过程。分解乙酸产生的甲烷约占总量的2/3，由CO2和H2转化的甲烷约占量的1/3。

好氧消化技术占污泥稳定化处理技术的2.81%，在微生物的内源代谢过程中，细胞组织在好氧条件下将自身原生质分解为二氧化碳、水、氨氮和硝基氮等小分子物质。好氧堆肥是在有氧条件下，由好氧菌对部分有机物进行分解以合成新细胞质的稳定过程，其工艺流程分为前处理、主发酵、后发酵、后处理及贮存五个阶段。

3.3干化工艺

污泥干化是利用热能去除脱水污泥水分的过程。根据热源不同，可分为自然干化与热干化两类。自然干化利用太阳能进行脱水。热干化采用的热源按成本由低到高依次为烟气、燃煤、热干气、沼气、蒸汽、燃油和天然气。按热媒与污泥的接触方式可将热干化法分为直接接触加热、间接传导加热及联合加热三种，采用的设备主要有转鼓式、转盘式、带式、螺旋式和离心式干化机。污泥干化过程中要注意污泥粘结问题、尾气处理问题，粘结问题采用干料返混措施可得到减轻。尾气循环回用不仅可降低系统的氧气含量，提高运行安全性能，还可回收热量，降低能耗。尾气需经过除尘、冷凝、水洗、热氧化后排放。

3.4污泥处理新工艺

除上述常规技术外，国内外还研发出多种新型高效污泥处理工艺，如熔化、两相消化、制油、超声波处理等，可对污泥进行深加工，以实现污泥的资源化利用。（1）熔化。污泥处理厂的脱水滤饼经干燥粉碎后，送入1300℃～1500℃的熔化炉中进行燃烧，燃后烟气用于加热新空气和循环蒸汽，熔融炉渣用于建筑材料。（2）两相消化。传统厌氧消化工艺需依次经过发酵、产氢产乙酸和产甲烷三类菌群。后两者属共生互营菌，划为一相称产甲烷菌，发酵菌称为产酸菌。两类菌种特性差异较大，对环境要求迥异，无法同时处于最佳生态环境中。两相消化即将两类菌分别置于串联的两个反应器中单独进行消化，大大提高处理效率。（3）制油。利用污泥中大量有机物及营养元素可取油产品。污泥制油有低温热解油化和直接热化学液化两种技术。（4）超声波处理。超声波处理即利用超声波能量在液体污泥中形成气泡，依靠气泡破灭形成高温高压环境并产生剪切力，从而破坏菌胶团结构，提高污泥的脱水性能，为后续工艺提供有利条件。超声波处理的主要影响因素有声波频率、声强或声密度及作用时间等。

四、结束语

合理有效地对污泥进行资源化利用，在消除二次污染问题的同时，减少一次能源的消耗，已成为各国关注的焦点。作为高速发展的发展中国家，应寻求适合当下国情的污泥处理办法，并不断探索污泥处理新工艺。