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浅谈市政污泥处理技术

随着人民生活水平的提高和工业化进程的加快，城市污水量、工业废水量成倍增加，随之产生大量的污泥。污泥一般含有大量的有机物，丰富的氮、磷、钾和微量元素，可以成为有效的资源。但是，其中也含有重金属、病原菌、寄生虫卵以及某些难分解的有机毒物，如果不进行妥善处理，排放后会对环境造成二次污染，污泥的处置已经严重影响到国家的环保质量。

一、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、污泥处理处置工艺方案选择
1.污泥处理处置的定义
对污泥处理处置正确的定义应该是：给污泥一个最终的归宿，可作为肥料施用到农田、绿化等土壤中，成为土壤的一部分；可以加以资源化利用，形成有用的材料，如铺路的渣土、水泥、制砖等；可以填埋，未加任何利用，且耗费土地资源而弃置。
2.污泥处理处置的目的
污泥处理与处置的目的主要有以下三个方面：
(1)减量化：减少污泥最终处置前的体积，以降低污泥处理及最终处置的费用；
(2)无害化：通过处理使污泥稳定，最终处置后，不再产生污泥的进一步降解，从而避免产生二次污染，达到污泥的无害化与卫生化，如去除重金属或灭菌等；
(3)资源化：主要有以下三种途径：由于污泥主要成分包含有机质和矿物质，因此可以用来产生肥效，改良土壤。污泥的有机质具有一定的热值（2200～4000kcal/kg·干污泥），因此经过处理后，可以作为低热值的燃料加以利用。由于其含有大量的无机质，在处理后也可以作为建材的原料。毫无疑问，以上三种资源化途径，均要求在经济上是可行的，在污染和卫生方面是安全的。
3.污泥处理处置技术介绍
污泥处理处置是指将污泥经过一系列的物理、化学或生物处理，降解有机物、杀灭细菌，使其稳定化，一般包括前处理、中间处理和最终处置三个阶段。前处理一般有浓缩、消化、脱水等工艺；中间处理一般有堆肥、干化、碱性稳定和焚烧等工艺；污泥最终处置方式主要有土地利用、卫生填埋、污泥投海及建材利用等。

市政污泥的处置技术
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。
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.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。自然干化是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。
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。

三、结语
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。

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