污泥处理处置已成为现代污水处理系统运行中最复杂、且花费最高的环节,如何妥善处置污泥问题是社会和行业的焦点问题。随着环保督查力度的加大以及循环经济渠道的兴起,中国的污泥处置已经迎来最好的时代,但其技术路线目前却尚无定论。本文汇总现有污泥处理技术,并展望未来主流技术路线。

早期,由于缺乏严格的污泥排放监管,我国水处理厂建设存在严重的“重水轻泥”现象。近年来,飞速增长的污泥总量和巨大的潜在风险,使如何妥善处置污泥问题逐渐成为公众及业内人士共同关注的焦点。对现代化的污水处理厂而言,污泥的处理与处置已成为污水处理系统运行中最复杂、且花费最高的一部分。

一、污泥处理处置技术概览

近年来,住建部、环境部等国家相关部门先后颁布了《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》、《HJ-BAT-002城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南(试行)》、《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》等政策及指导文件,对污泥处理及处置给出了推荐路线。

污泥处理处置技术综述

污泥处理与处置总体技术路线示意图

二、污泥处理方法

污泥处理 (sludge treatment ):对污泥进行浓缩、调质、脱水、稳定、干化等减量化、稳定化、无害化的加工过程。我国目前主要的污泥处理方式有浓缩脱水、好氧堆肥、厌氧消化、干化等。

污泥处理的主要目的是减少污泥量并使其稳定,便于污泥的运输和最终处置。一方面是,降低含水率,使其变流态为固态,达到减量目的;另一方面是,稳定有机物,使其不易腐化,避免对环境造成二次污染。污泥处理的方法常取决于污泥的含水率和最终的处置方式。

(1) 污泥浓缩脱水

污泥浓缩的作用是通过重力或机械的方式去除污泥中的一部分水分,减小体积;污泥脱水的作用是通过机械的方式将污泥中的部分间隙水分离出来,进一步减小体积。浓缩污泥的含水率一般可达94%~96%。常用的污泥机械脱水方式有带式压滤脱水、板框压滤脱水、离心脱水,脱水污泥的含水率一般可达到80%以下。

从污泥含水率与污泥状态的关系图可以看出,为了便于污泥处置时的运输,污泥要脱水,使含水率降至80% 以下,失去流态。通常,若污泥进行填埋,其含水率要在60% 以下。

污泥处理处置技术综述

污泥含水率与污泥状态的关系图

(2) 厌氧消化

污泥厌氧消化,是指在厌氧条件下,通过微生物作用将污泥中的有机物转化为沼气,从而使污泥中有机物矿化稳定的过程。厌氧消化可降低污泥中有机物的含量,减少污泥体积,提高污泥的脱水性能。

污泥厌氧消化目前在我国应用的并不顺畅。我国建设的约污泥厌氧消化设施中,可以稳定运营的不到20座。主要原因是由我国污泥泥质差、处理厂运行管理水平低。我国污泥含砂量较高、有机物含量较低、污泥可生化性差,消化设备运行的稳定性和产沼气率等指标普遍未达到国外标准。

近年来,多项强化预处理技术被应用于工程实践,可通过微生物细胞壁的破壁和水解,提高有机物的降解率和系统的产气量,从而大大提升厌氧消化效率。比较典型的像基于高温热水解(THP)预处理的高含固污泥厌氧消化技术,采用高温(155℃~170℃)、高压(6bar)对污泥进行热水解与闪蒸预处理;其他的还有生物强化预处理技术、超声波预处理技术、碱预处理技术、化学氧化预处理技术、高压喷射预处理技术和微波预处理技术等。

(3) 好氧堆肥

好氧发酵通常是指高温好氧发酵,是通过好氧微生物的生物代谢作用,使污泥中有机物转化成稳定的腐殖质的过程。代谢过程中产生热量,可使堆料层温度升高至55 ℃以上,可有效杀灭病原菌、寄生虫卵和杂草种籽,净化工程https://www.hrjhgc.cn,并使水分蒸发,实现污泥稳定化、无害化、减量化。

好氧堆肥具有以下优点:发酵效率高,稳定化时间相对短;高温达到60度左右,有效灭菌;含水率可降到35%左右;污泥成品主要用于土地修复、城市绿化、垃圾场覆盖以及土壤改良等方面用土。

(4) 污泥干化