基于水環境保護的污泥處理技術應用分析

張宗文，盛月慧，高 曦，戴思遠

（蘇州中晟環境修復有限公司，江蘇 蘇州 215104）

0 引言

污泥是水和污水處理過程中產生的固體沉淀物質，隨著我國工業化的建設和發展，污水和污泥的處理量逐年增加，數據表明，全國大中城市每日消納污泥的量不低于2 萬t。污泥的累積不僅占用大量的土地資源，若未及時處理也可能對地下水和污泥堆放地周邊的水體造成污染?；诖?，污泥的處理是水環境保護的重要措施之一，應利用合適的污泥處理技術消納污泥，減少其對水資源的污染。

1 污泥的特性及危害

污泥作為污水處理的產物，由水、有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成，其中水的含量最高，可達99%以上，有機物含量相對較高，且顆粒較小，整體呈膠狀液態。由于污泥是污水處理過程中產生的，因此，不同工業污水產生的污泥含有的物質也存在差異，但整體而言，污泥中通常會累積大量的有害物質，當其排放到河流中，或者集中堆積并通過雨水沉降到地下水中時，其中的有害物質會對水資源產生較大的污染，并間接對周邊環境和周邊居民身體健康產生危害[1]。雖然污泥本身難以處理，且對水環境危害較大，但是由于其含有豐富的有機物和礦物質，能很好地被植物吸收，并促進植物的生長；同時，污泥中的氮、磷、鉀等元素也能改善土壤條件，但需提前對污泥進行處理，避免其中的重金屬物質對環境的危害。

2 基于水環境保護的污泥處置原則

2.1 減量化原則

污泥處置應用減量化原則的目的是去除污泥中的自由水，由于污泥中的水含量較高，若未提前完成自由水的脫離，則后續難以進行相應的處理工作。因此，在處理污泥時，應遵循減量化原則，做好污泥的初期處理工作，從而保證后續處理工作的正常進行；同時，污泥脫離自由水后體積會縮小，更便于后期的處置和運輸。

2.2 穩定性原則

在進行污泥處理的過程中應遵循穩定性原則，即注意采取科學合理的方法進行污泥的處置和運輸。由于污泥呈膠裝液態，若儲存不當，在運輸和處理的過程中可能會變質，從而滋生新的細菌，間接提升了污泥處理的難度，并很可能提高污泥處理的成本[2]。

2.3 無害化原則

污泥本身含有大量的有害物質，直接排放會污染水環境，并且會間接對人體健康產生危害，因此，在污泥處理的過程中應遵循無害化原則，首先保證處理后的污泥的各項指標數據符合國家要求的污泥排放標準，其次，充分發揮處理后污泥的價值，使其能應用于農業的肥料、土壤改良等領域，從而實現資源的有效利用[3]。

3 基于水環境保護的污泥處理技術應用

3.1 污泥濃縮消化一體化處理技術

污泥濃縮消化一體化處理設備是一種可以同時對污泥進行濃縮和消化處理的裝備，該技術的優點是消化效果好、工藝簡單、效率高、占地面積小，并且投資低，易于管理。本文對傳統的污泥一體化處理設備進行改進，使其整體的處理更高效，并獲得更好的處理效果。首先對進泥管入口位置進行調整，為避免配泥箱底部淤積污泥，將進泥管設置在配泥箱下方，并使配泥箱底部以進泥管為中心呈漏斗形坡度，以此使配泥箱中的污泥能全部進入進泥管。其次對內循環管的尺寸進行調整，由于內循環管的截面直徑大小對污泥的處理效果有直接的影響，因此，根據污泥在設備中的處理步驟調整內循環管尺寸，從而保證設備的良好運轉[4]。之后在設備中增加測壓機和溫控儀，在污泥處理的過程中會產生大量氣體，若未及時處理此類氣體，則會使設備內部壓力過大，通過測壓機可以更清晰的觀測設備內部的壓力情況，從而更好的控制設備的運轉；污泥濃縮消化一體化處理設備包含加熱裝置和熱水箱，熱水能輔助污泥的處理，但加熱會消耗較多能源，且不適宜溫度的熱水也不利于污泥的處理，因此，采用溫控儀監測設備內部熱水及其他裝置的溫度，從而在保證污泥處理效果的情況下，盡量減少能源的利用。最后對進出水和布水方式進行優化，采取兩邊進水、水封出水，以及周邊布水的方式，使設備對水的利用最大化[5]。

3.2 熱干化污泥森林施肥技術

基于污泥的特征，將污泥進行熱干化處理，并將處理后的污泥用于森林施肥，從而實現污泥的資源化利用。在對污泥進行處理的過程中采用槳葉式干化工藝，處理步驟如下：首先利用污泥泵將濕污泥輸送至槳葉干燥機中干化，在機器中的污泥全部干化之后，將產生的干污泥從機器底部排出，在干污泥調節倉暫存后輸送至焚燒爐，進行焚燒處理。除污泥的處理，此工藝還涉及干化載氣和洗滌水處理，最終處理后的載氣和洗滌水均可通過機器再次投入污泥處理中，極大地提高了資源的利用率[6]。焚燒處理完成后的污泥可用于森林施肥，施肥方法可采取穴施和表施，根據對處理后的污泥所含的各種元素和物質分析，當采取穴施施肥時，應將污泥施在樹根能觸及的位置，但需避開根系發達區，施肥深度控制在15～30 cm；當采取表施施肥時，應將施肥量控制在2 kg/m2，并于1 a 后進行追肥，追肥肥量控制在1 kg/m2。經過對某地森林的污泥施肥試驗結果分析，可知干化處理后的污泥能改善土壤的理化環境，使土壤的肥力提高，有利于樹木的生長。

3.3 濕污泥生物發酵制營養土技術

由于污泥本身含有大量的有機物，經過發酵可產生利于植物生長的元素和物質，因此，可采取污泥生物發酵技術制取營養土。污泥發酵需添加相應的污泥發酵菌劑，本文以某生物技術公司研制的菌劑為例，該菌劑中含有枯草芽孢桿菌、假絲酵母菌、曲霉、放線菌等多種微生物，以及能夠分解大分子物質的各種酶，其能分解污泥中所含有的有機物，并且對去除污泥的惡臭氣味有明顯的效果[7]。通過在污泥中添加適量的污泥發酵菌劑，輔以相應的發酵管理方法和措施，如常溫發酵技術、高溫發酵技術、交替發酵技術等，可以將發酵的時間縮短近10 d，并可以使污泥的發酵不受季節和氣溫限制。通過對污泥發酵制成的營養土土質分析，處理后的污泥制備的營養土符合《城鎮污水處理廠污泥處置 園林綠化用泥質》（GB/T 23486—2009）的相關標準，可用于綠化、綠地公園、苗圃和盆花種植等。

3.4 污泥燒制陶粒輕集料技術

污泥燒制陶粒輕集料技術是一種將污泥處理后，用于陶粒輕集料燒制的技術。此技術需對污泥進行熱干燥處理，之后與粉煤灰等材料混合完成制備，具體處理方法如下：首先將污泥制成含水率75%～85%的脫水泥餅，之后將泥餅置入機器中進行熱干燥，從而獲得干污泥；粉碎干污泥并篩分過45 mm 篩，加入干污泥質量18%～25%的粉煤灰，將二者混合均勻后注入粉末壓片機，使用8 MPa 的功率將其擠壓成型，獲得陶粒輕骨料坯料，將坯料加熱至350 ℃，并保持此溫度加熱20 min，此過程是為了揮發和排除有機物；之后提高加熱溫度至1 080～1 100 ℃，保持此溫度焙燒30 min，之后將其冷卻至室溫，可獲得陶粒輕集料。根據對最終獲得的陶粒輕集料成分分析，陶粒負荷610～700 級人造輕集料技術要求，同時，通過對其工藝參數進行分析，其制造的標準件符合結構用輕骨料混凝土要求，具備良好的性能，可用于承重構件及構筑物的使用。

3.5 干法水泥旋窯協同處理污泥技術

本技術依托干法旋窯工藝水泥生產線，將處理后的污泥加入水泥的制備中，從而提升水泥的質量。具體處理方法如下：將高含水率的污泥直接送入窯尾煙室或利用分解爐燃燼處理，當處理的污泥量較少，并且分解爐中煤質較好、煤粉燃燒狀態良好時，可將污泥用泵霧化噴入窯尾煙室或分解爐燃燼，或將污泥通過機械輸送至窯尾煙室燃燼；當處理的污泥量較多，并且分解爐中煤質較差、煤粉燃燒狀態不佳時，可將污泥調整分組，在進行壓濾或者堆存瀝干，處理完畢后送入窯尾煙室或分解爐燃燼，其中，污泥帶入的水分量不應超過生料投料量的3%。經過加入處理后污泥的水泥質量檢測，當水泥中摻假污泥時，水泥熟料的強度得到提高，并且其凝集時間稍有減少，同時，此方法制備的水泥各項指標符合國家標準，可用于工程建設中。

4 結論

為實現水資源的保護，應合理利用污泥處理技術，對污泥進行相應的處理，并盡可能將其再次投入使用，從而提高污泥的處理效率和利用率。本文列舉了幾種污泥處理技術，并結合污泥本身的特性，在污泥處理后給出相應的再利用途徑，使處理后的污泥符合國家頒布的《城市污水處理及污染防治技術政策》中污泥處理的相關規范，并將其資源化利用，從而間接減少污泥處理的費用，提高處理效益。