污泥处理与处置工艺技术探究

污泥处理与处置工艺技术探究

陈泽昂

南京索益盟环保科技有限公司 江苏南京 210000

摘要：市场经济的发展，提升了城市居民的生活水平，同时也导致了城市污水排放量的不断增加。在大量排放城市污水的过程中，势必会产生大量的污泥，这些污泥随意处置会污染到城市的环境，甚至会对土壤、动植物及人类的健康产生极大的危害。所以必须要进一步探析如何高效、合理的处理这些污泥，使其成为城市发展中可以利用的资源，因此在选择处理污泥技术时，要考虑到处置技术的经济可行性、生态可行性等方面，不仅要保证城市环境的整洁，同时还要符合环保理念。本文就污泥处理与处置工艺技术作简要探讨。

关键词：污泥处理；污泥处置；工艺技术

生态环境问题在社会与经济的发展过程中变得越来越明显，尤其是污水的处理和循环利用，已经影响到了城市的可持续发展。近几年城镇在污水处理这一方面的能力有了较大的提升，但是污泥的大量产生以及剩余污泥的不当处理也影响到了周边的环境，比如剩余污泥里的渗滤液会污染土壤和地下水，污泥本身还会散发恶臭气体，导致空气污染，尽管污染途径不同，但最终都会对生物体造成极大的危害。所以寻找安全可靠且经济合理的污泥处置方式才是发展的必然方向，才会对环境产生重大的积极意义。

一、污泥处理处置技术的发展历史

我国的污泥处理处置技术从19世纪末至今已经有了百年的发展历史，前期由于环保意识比较淡薄，所以处理污水量较少，基本产生的污泥都是使用简单的填平洼地这一方式，少量的污泥会运用到农业生产，从而增强土壤的肥力，改善土壤质量。直到80年代，随着人们的环保意识逐渐增强，在处理处置污泥这一方面所采用的技术也得到了一定的发展，直到现在污泥厌氧消化技术仍是广泛使用的一种稳定处理污泥的方法。之后我国更加重视对污泥的处置以及对污泥的资源化利用，这让污泥处理处置技术得到了进一步的完善，并产生了很多新型的污泥处理技术，但是这些技术中绝大部分仍然处于实验阶段，还无法运用生产实践，所以目前处理污泥的主流趋势是研究如何减少剩余污泥对周遭环境和生命体的危害，并将其进行资源化的处理。

二、国内外处理处置污泥的现状

国外污泥处理处置中，欧洲区域的处理率比较高，当然很大原因是污水厂产生的污泥量较大，所以欧洲对此展开的研究和探索是比较多的。在最开始处理污泥的过程中，基本上采取的处置方法是投海或填埋，但是当他们意识到投海会对海洋环境造成巨大的污染，欧洲已经普遍禁止将污泥投入海里。在2006年欧盟通过已经实施的固体废弃物填埋法令限制了污泥的填埋，因此这时污泥处置的方式选择了焚烧。而污泥在农业中的应用一直是呈现波动的发展，前期污泥的农业利用率有36.6%，之后受到了农民及食品行业的抵制，污泥在农业中的利用率降低到了25%，当污泥中重金属含量降低后，污泥应用在农业中的安全性得到了一定的保障，并且同时还采取了污泥农用堆肥这一方法，所以污泥在农业利用中的比例有所提升了^［1］。总而言之，欧洲在处理污泥时，主要是控制源头，做到循环利用，自始至终都遵循着处置与管理的原则，并且根据每个区域的条件选择合理的处理处置方案，目前考虑到了环境效应，同时也考虑到了社会经济效益，因此能实现污泥的资源化应用，让城市的生态和环境都能和谐的发展。而我国在处理处置污泥时认知上比较晚，前期基本是采取消化的稳定性处理，之后主要是以填埋和农业利用为主要的处置方式。从目前处理污泥的情况可以得知，农业利用的方式大约为44%，卫生填埋有31%，其他方法占有11%，还有14%的污泥没有进行处置。

三、污泥常用的处理方法

（一）卫生填埋

在一部分的污泥处理中，会使用卫生填埋的方式处置污泥。一般情况下，填埋可以分为直接填埋和脱水填埋，由于填埋这一方法的操作比较简单，并且成本也很低，所以这一方法的使用是非常普遍的。但是当填埋数量的增加以及时间延长之后，也引发了一系列的问题，比如填埋需要使用大量的土地，但是城市中土地资源是非常紧缺的，所以很难找到比较合理的填埋地点，再加上填埋污泥后，会出现很多渗液，甚至还会挥发出有害气体，这会严重污染周围的环境，甚至还会影响到居住区人民的生命安全^［2］。由此可见，选址不合理或者采取的方式不恰当都会导致污泥中的有害物质去污染其他资源，所以城市垃圾场并不会进行污泥的填埋。除此之外，污泥填埋场挥发的有毒气体还会产生臭味，从而污染大气，如果在这之中还含有甲烷、硫化氢等物质，在处理不当的情况下，甚至会引起燃烧和爆炸，所以安全隐患还是比较多的。

（二）焚烧发电

城市在处理污泥的过程中会采取到一个重要的方式，那就是焚烧。在应用焚烧这一方法时，必须要先将湿的污泥干化之后，才能进行焚烧的处理。这是因为污泥含有较高的水分，如果不采取干化的措施，焚烧难度非常大，同时也会消耗大量的能源。在污泥焚烧过程中会释放大量的热量，而这些热量可以为燃烧提供良好的高温环境，并不会浪费，再加上焚烧污泥是比较彻底的一种方法，不仅可以减少污泥的数量，同时还可以进行发电，将热能转化为电能，供某些区域使用。尽管焚烧法处理所占面积较小、成本的控制也是非常有效的，但是在燃烧过程中会产生二恶英等剧毒物质，所以必须要合理处理产生的烟气，否则将会产生严重的后果。

（三）土地利用

土地利用主要是处理过的污泥中含有较多的营养物资，而这些可以作为肥料对土壤进行改良，改善土壤的贫瘠状态，防止板结，对植物的生长也是比较有利的。土地利用在目前的污泥处理中是一个比较有用的方法，并且不需要花费过多的投资费用，很多地表已经被破坏的土地都会运用这种方法，比如在垃圾填埋场或伐木场，可以促进土地的复耕，这种方法不仅可以有效处理污泥，也能够保护生态环境。

（四）建筑材料

由于污泥中存在大量稳定的无机物质，所以可以将其制作成建筑材料，这也是处理污泥资源化的重要发展方向。将污泥进行钢化处理之后，可以直接进行建筑用砖的制备，同时也可以通过焚烧取灰进行制砖，但因为污泥和粘土存在性质上的差异，所以还需要在其中添加粘土和硅砂。使用污泥制作的建筑材料不仅绿色环保，而且耐久性强、强度高，同时还具有无放射性的良好优势，所以应用前景是比较好的。

四、污泥处理处置及资源化技术方法

（一）污泥堆肥技术

污泥堆肥技术可以让污泥更加稳定，从而改良土壤的结构和性质，由于这种方式符合资源化的理念，因此发展潜力巨大。目前国外在处理污泥的过程中，运用污泥堆肥法已经超过了50%，厌氧堆肥和好氧堆肥是污泥堆肥的两种方式，后者相较于前者更加常见，主要是分解大量有机物，保留污泥中存在的钾、氮、磷等营养物质，这种方式能降低投资的费用，节约成本^［3］。

（二）污泥原位减量技术方法

在污水处理中通过控制细胞合成量，促进微生物的内源呼吸，在分解微生物后，从而达到降低污泥产量的目的。在传统的减容减量技术中，会通过延长曝气的时间，促进微生物的内源代谢，从而降低污泥的水分，而原位减量技术则是通过生物捕食、隐形生长、解偶联代谢的形式来实现减容减量，所以二者的区别还是比较大的。在新型处理方法中，改善活性污泥的方式有很多，比如沉淀、厌氧和好氧，厌氧可以全部消耗好氧生物能量，从而控制细胞的有效合成。除此之外，为了达到原位减量的要求，通常会在完善的污泥处理系统中引入水蚯蚓，这是因为水蚯蚓具有污泥处理的能力，同时也是因为可以延展系统生物链。

（三）污泥干化技术

使用污泥干化主要是对污泥进行脱水处理，通过热来促进污泥中的水分蒸发，当污泥通过干化处理后，含水量可以降到10%。但是在进行污泥的干化处理中，会消耗大量的能量，所以还需要从节能这一角度去研究污泥干化的技术。近几年随着这一技术的发展和完善，会使用生物质能与太阳能结合的干化方法，也会利用反应器或干燥机去改进污泥处理方法，还会使用现代的科技，比如超声波干化技术，生物干化技术等。

（四）污泥减容减量处理技术

这一技术的应用可以降低污泥的含水量，减少污泥的体积，所以可以将其分为浓缩和脱水两个过程，以浓缩的方式减少污泥含水量，以脱水的方式吸收污泥表面的水分。在浓缩和脱水中一般会使用到板框压滤、离心脱水等这些技术，由于相对来说比较成熟，所以在之后的研究中可以从降低耗电量和耗药量的方向展开。一般情况下，机械脱水为了保持水排和压密方向的一致性，在压力加大的情况下，压滤性会逐渐增强，水分流动会受到阻碍，这很难实现减容减量的目的，所以要引入电渗透、射流等技术形式来保证污泥的脱水效率。比如电渗透是通过污泥中细菌和蛋白质的带电来促进带电粒子的定向运动，所以污泥絮体要与水流相反，这样水分才能够从空隙流出，即便在压实的情况下，也不会对脱水效果产生影响^［4］。

五、新型污泥处理法的技术

（一）化学技术

化学技术分为解偶联污泥减量和溶胞，前者是向活性污泥中投加解偶联剂，后者是通过外加效果使细胞壁破裂，让存储在细胞内的物质被释放。在溶胞中，释放出的物质在细菌的利用下，能实现隐形生长，从而实现污泥的减量化目标。细胞溶解的程度是隐形生长的控制阶段，一般使用到的方法有臭氧氧化、超声波裂解、机械破碎、水解酸化等。比如臭氧由于具有强氧化性，所以会先作用于细胞壁与细胞膜，在破坏结构后可以阻碍细胞的新陈代谢，所以细胞内的基质会被释放出来。

（二）生物技术

生物技术主要包括投加微生物制剂以及强化微型动物捕食的作用这两方面。微生物制剂主要是通过筛选出不同类型的菌类，比如光合细菌、酵母菌、乳酸菌等，将这些对污染物产生较强降解能力和特殊功能的微生物组成菌群，通过单独培养与繁殖后，再进行共生培养和繁殖，这样彼此之间所形成的关系是和谐互生的。这一方法可以扩大具有降解污染物能力的微生物菌群，使其成为具有优势的菌种，从而提高降解污泥的能力，同时增加微生物的数量可以减少污泥的产量，使污泥外排量减少。而强化微型动物捕食作用，主要是依据生物学的理论，在食物链的传递过程中，物质与能量都会因为自身的呼吸、消耗、分解及利用而让营养逐级递减，这也就意味着在食物链中，营养等级如果越高，食物链如果越长，能量的损失会越来越多，这时合成污泥的微生物能量少，会降低污泥的产量。所以这一方法其实就是在活性污泥系统中引入高级别的微型动物，通过延长食物链，加强微生物的合成代谢来实现污泥的减量

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结束语：

综上所述，我国一直在污泥处理与处置工艺技术上进行深入的研究和探索，从现有的污泥处理经验可以得知，无论是使用常用的污泥处理方法，还是资源化的处理技术方法，亦或是新型污泥处理法，都需要根据污泥的实际情况而定，只有充分认识到污泥带来的一系列危害，在综合环境经济成本等多个方面的因素，才能够保证所选择的污泥处理方式最合理。

参考文献：

［1］孙建升, 叶雅丽, 郑兴灿,等. 昆明市污水处理厂污泥处理工艺的研究与探讨[J]. 中国给水排水, 2020.

［2］郭瑛. 城市污水污泥的处理技术及处置工艺研究[J]. 工程技术研究, 2020, 5(9):2.

［3］张国梁, 张锋意, 刘黎慧,等. 关于市政污水污泥处理工艺的分析与研究[J]. 城市建设理论研究：电子版, 2020(5):1.

［4］王小颖. 污泥处理方法工艺论述及对比[J]. 节能与环保, 2021(5):2.