城市污泥处理处置技术及资源化利用

城市污泥处理处置技术及资源化利用

陈琦吴秀芳

黑龙江省城市规划勘测设计研究院黑龙江哈尔滨150040

摘要:随着我国城市化水平不断提高,城市人口迅速膨胀,污水处理的工作量大大提高,作为污水处理的必然产物,污泥产量也随之迅速增长。污泥处理不当会造成严重的环境污染,甚至对环境造成不可修复的破坏,因此采取适合的污泥处理技术,及时有效地完成对城市的污泥处理,是构建环境友好型社会的重要保障。通过分析我国目前污泥处理的现状,结合多年工作经验,探讨污泥处理的方法和资源化利用方案,希望对我国污泥处理提供理论指导。

关键词:公路工程;现场管理;施工管理

1污泥的定义与成分

自然环境当中产生的污泥和水中固体物的沉淀有着直接的关联,污泥的产生主要就是由于水中能够沉淀的颗粒物所构成,因此只有沉淀的固体颗粒物才能够称之为污泥。对于城市当中大部分污水处理厂,在实际的污水处理当中会使得污泥的成分主要为细菌菌体以及有机残片和胶体、无机颗粒等物质。污泥中也含有很多植物生长所需的营养成分,比如,氮、有机质、磷、钾等,但是其中也含有很多重金属以及二恶英、病原菌、寄生虫(卵)以及盐类等有毒、有害以及很难降解的物资。随着当前社会经济的快速发展,对于城市污水厂中的污泥处理显得非常重要。

2城市污泥的特性

2.1污泥分类

污泥是城市污水处理的产物,按照污水处理的方法可以把污泥划分为初沉污泥、化学污泥、消化污泥、活性污泥。初沉污泥是污水处理过程中产生的沉淀物。活性污泥是进行二次沉降的污泥,回流到曝气池外的部分。消化污泥是经过厌氧消化处理之后的生物污泥。化学污泥是经过化学强化处理后的污泥。

2.2污泥的特性

污泥的主要特性是不稳定,污泥中包含大量水分、有毒有害物质、有机物等。因为含水量较高,污泥多以胶状结构的形态存在,脱水难度较大。由于污泥中含有多种有机污染物,处理过程中需要运用多种技术手段进行综合治理,并且根据污泥的不同类型分别采取有效的科学治理手段。

3污泥的处理处置技术研究

3.1污泥处理技术

①浓缩技术:污泥减量的第一步是污泥浓缩,因为污泥含水量为95%以上,经过浓缩,污泥体积可以减少为原来的25%,目前我国最常用的浓缩方法是重力浓缩法,目前我国大部分污水处理厂普遍采取这种方式。②脱水技术:经过浓缩的污泥体积仍然很大,需要通过机械脱水的方式将污泥中的毛细管结合水分离出来,经过处理的污泥体积可以减少到原来的10%。③石灰稳定技术:通过向污泥中加入石灰而产生化学反应,将有毒物质固定在晶格中,从而使污泥转化为胶结强度较大的固体并达到填埋要求。这种技术比较经济,操作和工艺流程比较简单。④好氧消化技术:工作原理是污泥中的微生物有机体的内源代谢过程,具有稳定和灭菌的作用,工艺成熟,操作简单,但设备投入较大,适用于中小型污水处理厂。⑤厌氧消化技术:在无氧的条件下,通过专性厌氧细菌将污泥中的有机物分解为二氧化碳和甲烷的过程。在处理工程中产生的沼气可以进行资源利用。这种技术在国外发达国家使用率比较高。

3.2污泥处置技术

①堆肥技术:将污泥中的有机物分解成为稳定的腐殖质,可进一步加工成有机化肥,分解过程不会造成二次污染。②焚烧技术:通过高温处理,将污泥进行氧化分解,是对污泥最彻底的减容方式,对设备要求比较低。③填埋技术:在填埋过程中会产生CO2和CH4气体,对CH4气体进行收集和利用,可以获得资源化效益,这种方法投资少、方法简单,但随着污泥产量的不断增加,城市人口密度增大,大面积的填埋场地选址比较困难。④土地利用技术:污泥中含有丰富的有机营养成分和微量元素,可以投入到化肥的生产中,实现污泥的资源化利用。⑤建材利用技术:因为污泥中的无机成分与建筑材料相似,可以通过污泥的无害化处理,将污泥制成建筑材料。

4污泥的资源化利用方案研究

污泥中含有大量有机物,并含有P、K、N、Ca等植物生长必须的营养元素,通过一定的技术手段可以加以回收利用。通过堆肥等污泥处理手段,可以将污泥制成肥料进行销售。

4.1建材制造

污泥经过压缩和干化处理后,污泥中的水分大大降低,在将污泥进行燃烧后,燃烧产物与黏土成分类似,通过添加辅料等手段,可以利用污泥来生产砖、水泥、陶等各种建筑材料。这样不仅可以完成对污泥的处理,实现环境保护的目的,同时可产生一定的经济效益。

4.2土地改良

由于污泥中含有大量有机物,并具有较强的吸水性,可以有效解决水土流失问题,利用这一点,对盐碱地和沙漠化的土地进行改良,增加土地的养分,促进土壤熟化。尤其是在废弃矿山进行土地复垦的过程中,起到改善土地理化性的作用。由于污泥中含有磷、钾等有机成分,可以制成有机肥料,应用于农田、园林等领域,进行施肥和土地改良。在实际应用过程中,要加强对寄生虫、重金属等有害物质的控制和处理。

4.3污泥农林利用

城市污泥中各种有机质和生长元素,是一种非常好的肥料和改良剂。我们可以将污泥用于花卉、草坪的种植中,这样不会污染粮食生产,还能减少对化学肥料的依赖。

4.4建材利用

有些城市污水厂与水泥制品厂或制砧厂合作,把污泥作为掺合料一起焚烧,最终生产出质量完全符合标准的建材产品,如砖块、生态水泥、陶粒、填料等。

4.5其他综合利用

有的城市污水厂和供热发电单位合作,利用脱水的污泥代替一部分燃煤,取得效能良好。污泥在焚烧中达到处置的无害化,制热生产成本也随着降低利了。

5污水处理厂污泥处理技术研究及应用

5.1冶金污泥特性及处置技术

对于冶金行业的炼钢以及炼铁煤气净化来讲,其主要采用的方式就是湿法除尘,在采用这种方法当中往往会产生很多钢铁污泥,这类污泥由于其粒径比较细以及粘性很高,具有一定的腐蚀性以及毒性,并且还有多种金属元素。因此其处理费用比较高,在当前很多钢铁企业实际的生产中对于钢铁污泥都弃置不用。现阶段,在国内外钢铁企业当中对于这一类的污泥在利用方面主要采用以下几种方法:首先,对于一些金属含量比较多的污泥采用回收的方式;其次,进行建筑材料的生产,比如,进行水泥以及空心砌砖和陶粒等。通常进行加入污泥的方式生产出的陶粒性能非常好,具有一定的节能作用,用途很广泛被,在上个实际在西方发达国家被大量应用,同时获得了很好的发展以及应用;第三,作为烧结原料,济钢经过实验研究将炼钢、炼铁污泥返烧结作烧结配料,获得了很好的经济以及环境效益。

5.2化工污泥特性及处置技术

化工行业的污泥量多以及面广,有着非常多的毒害物质,例如,农药生产的过程中大多数的化工厂所产生的污泥毒性都很高。而炼油厂中的污泥大多含有苯。当前,对于化工的污泥处理方式一般采取填埋或是焚烧。进行资源化的处理过程中,当前都是企业的内部在循环的使用,也就是采取专门的工艺和设备,对污泥来进行预处理或是运输以及回收等,这是在进行绿色的处理。

结语:综上所述,对城市污泥进行无害处理和循环利用是环境保护的重要手段,是建设资源节约型、环境友好型社会的重要保障。随着我国政府和民众的环保意识的不断增强,污泥处理问题受到了广泛关注。选择适合有效的污泥处理措施,最大限度地减少对环境的污染,提高污泥处理和利用效率,对我国的环境保护工作具有重要的推动作用。

参考文献:

[1]姚金玲.污水处理厂污泥处理处置技术评估[D].中国环境科学研究院,2010.

[2]康鹏.污水处理厂污泥在燃煤电厂焚烧处理技术研究[D].华北电力大学,2013.

[3]吴华.试分析城市污泥的处理处置与资源化利用[J].科技风,2018,(6):127.

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