污泥的處理和處置

通常把污水廠污泥的穩定和脫水(一般脫水至含水率達70％～80％)稱作污泥的處理；將污泥的堆肥、填埋、干化和加熱處理及最終利用，稱為污泥的處置。如脫水污泥中有毒有害物質超過農用標準，就要考慮衛生填埋和污泥干化焚燒技術。濃縮脫水機從(cong)國外污(wu)泥(ni)處(chu)理的(de)發展(zhan)來(lai)看，無論(lun)在歐洲、日本或(huo)美(mei)國對污(wu)泥(ni)用于農田控制越(yue)來(lai)越(yue)嚴，而對污(wu)泥(ni)進行(xing)干化(hua)和(he)加(jia)(jia)熱處(chu)理的(de)比例正逐年增加(jia)(jia)。

1.污泥的處理

污泥(ni)穩(wen)(wen)定(ding)處(chu)(chu)理有(you)好氧(yang)穩(wen)(wen)定(ding)和厭氧(yang)穩(wen)(wen)定(ding)，好氧(yang)穩(wen)(wen)定(ding)有(you)很多優點，但能(neng)耗很高，只有(you)當污泥(ni)量較少時才(cai)采用(yong)(yong)(yong)。污泥(ni)厭氧(yang)穩(wen)(wen)定(ding)處(chu)(chu)理通常采用(yong)(yong)(yong)中(zhong)溫(35℃)厭氧(yang)消(xiao)化(hua)(hua)方法(fa)。國內已有(you)十幾座大(da)型污水(shui)處(chu)(chu)理廠采用(yong)(yong)(yong)此方法(fa)，污泥(ni)經消(xiao)化(hua)(hua)后，有(you)機(ji)物含量減(jian)少，性能(neng)穩(wen)(wen)定(ding)，總體積減(jian)少，污泥(ni)消(xiao)化(hua)(hua)過程中(zhong)還產生(sheng)大(da)量沼(zhao)氣(消(xiao)化(hua)(hua)降解(jie)1kgCOD可產生(sheng)350L沼(zhao)氣)可以(yi)回收利用(yong)(yong)(yong)。

但(dan)由(you)于消(xiao)化裝置工藝復雜，一(yi)次性(xing)投資大，運行有(you)難度。污(wu)(wu)泥厭氧(yang)消(xiao)化和(he)沼氣利用裝置費用，約占污(wu)(wu)水(shui)處理廠投資和(he)運行費的(de)30％左右，而且大多需進口技術(shu)和(he)設備(bei)。從調查已建消(xiao)化池的(de)實(shi)際運行看(kan)，只有(you)少數達到預(yu)期的(de)效果。有(you)管理、設計(ji)問題，亦有(you)沼氣利用的(de)經(jing)濟(ji)性(xing)和(he)安全性(xing)問題。比較好的(de)如(ru)天津市東郊(jiao)污(wu)(wu)水(shui)處理廠，該(gai)廠設計(ji)規模為處理城(cheng)市污(wu)(wu)水(shui)40萬(wan)m3/d，污(wu)(wu)泥日產2460m3(含(han)水(shui)率96％)，產生沼氣13300m3，供4臺248kW發電(dian)(dian)(dian)機發電(dian)(dian)(dian)，日可(ke)發電(dian)(dian)(dian)27000度，并(bing)與市電(dian)(dian)(dian)并(bing)網。

污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)穩定(ding)問題(ti)，除了采取污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)厭氧消化外，還應結合污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)藝(yi)(yi)中考慮少(shao)產生污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)和穩定(ding)泥(ni)(ni)質的(de)方案(an)。例如污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)藝(yi)(yi)設計(ji)中采用延長污(wu)(wu)(wu)水(shui)曝氣(qi)時間，減少(shao)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)產量(liang)(liang)；設計(ji)參數(shu)中增(zeng)(zeng)加(jia)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)泥(ni)(ni)齡(如泥(ni)(ni)齡20天以上)，盡(jin)量(liang)(liang)使污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)趨向穩定(ding)的(de)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)藝(yi)(yi)。對(dui)中小型(xing)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)廠來(lai)說，采用帶有延時曝氣(qi)功能處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)藝(yi)(yi)(如氧化溝等處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)藝(yi)(yi))是可取的(de)。有的(de)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)藝(yi)(yi)投(tou)資低(如AB法的(de)A段)，而污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)量(liang)(liang)較多，增(zeng)(zeng)加(jia)了污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)成本。故應當把(ba)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)和污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)統一(yi)考慮，一(yi)并計(ji)算投(tou)資和運行(xing)費用。

污(wu)泥(ni)的(de)穩(wen)定(ding)并不等(deng)于污(wu)泥(ni)無害(hai)，用(yong)于農(nong)田還需要(yao)符合國家標準中關(guan)于污(wu)泥(ni)農(nong)用(yong)時污(wu)染物(wu)控(kong)(kong)制標準限值。見下(xia)表。其中對鎘、汞、砷、苯并芘、多氯(lv)聯苯的(de)要(yao)求是比較(jiao)高的(de)，應該(gai)通(tong)過(guo)嚴格控(kong)(kong)制工業(ye)廢水源頭(tou)的(de)排放，來控(kong)(kong)制污(wu)泥(ni)的(de)性(xing)質(zhi)。

國外在(zai)(zai)污(wu)泥(ni)穩定(ding)方面(mian)，除了(le)用(yong)(yong)生(sheng)物法(fa)(包括中溫(wen)消化(hua)、高溫(wen)消化(hua)及(ji)利用(yong)(yong)微生(sheng)物和(he)某些添(tian)加劑)外，還采用(yong)(yong)了(le)化(hua)學法(fa)，有(you)的(de)將脫水后的(de)污(wu)泥(ni)加鹽酸(suan)調(diao)pH值至(zhi)2～3，反(fan)應60分鐘再加硝(xiao)酸(suan)鈉(na)；有(you)的(de)對脫水污(wu)泥(ni)添(tian)加石灰。后者在(zai)(zai)歐(ou)洲應用(yong)(yong)較多。

2.污泥的處置

(1)制復合肥

按我國目前的經濟條件，對多數污水廠(特別是大量小型污水廠)來說，行車刮泥機的(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)用于農(nong)田是(shi)比較(jiao)可(ke)行(xing)和現(xian)實的(de)方案。污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)中的(de)氮、磷、鉀和微量元素，對農(nong)作物有增產作用；污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)中的(de)有機質、腐殖質是(shi)良(liang)(liang)好的(de)土壤改良(liang)(liang)劑。污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)經適(shi)當(dang)濃(nong)縮、脫水(shui)后(hou)運(yun)至市(shi)郊(jiao)或鄰近(jin)省份作為(wei)農(nong)肥(fei)，是(shi)許多污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)廠(chang)采用的(de)方法。但農(nong)田施肥(fei)有季節性，不需要泥(ni)肥(fei)時，污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)廠(chang)會(hui)泥(ni)滿為(wei)患，影(ying)響正常(chang)運(yun)行(xing)。于是(shi)一(yi)些污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)廠(chang)支(zhi)付費用，讓農(nong)民(min)把污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)拉(la)走，而(er)不問其去向，這會(hui)造成二次污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染。同時可(ke)以查看(kan)中國(guo)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處理工程網更多技術文檔。

北京(jing)市(shi)環境科學研究(jiu)院和北京(jing)市(shi)農業科學院合作，對(dui)北京(jing)市(shi)密云縣(xian)污(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理廠的污(wu)(wu)泥(ni)，通過(guo)堆肥(fei)加(jia)工成(cheng)復合肥(fei)，進行(xing)了用(yong)于農田(tian)的試(shi)(shi)驗。該廠每(mei)天處(chu)理15000m3城鎮污(wu)(wu)水(shui)(shui)，污(wu)(wu)泥(ni)產量(liang)5～6t/d(含水(shui)(shui)率80％)，由于采用(yong)酸化—好(hao)氧污(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理工藝(yi)，污(wu)(wu)泥(ni)質量(liang)不錯。添加(jia)一定(ding)數(shu)量(liang)的N、P、K做成(cheng)復合肥(fei)(N、P、K的比(bi)為(wei)1∶09∶04)，并直(zhi)接造粒為(wei)污(wu)(wu)泥(ni)顆(ke)粒肥(fei)。通過(guo)在北京(jing)市(shi)大興縣(xian)龐各莊冬小麥田(tian)試(shi)(shi)驗以(yi)及在溫室內進行(xing)的油(you)菜和玉米(mi)苗(miao)期盆栽施肥(fei)試(shi)(shi)驗，均取得可喜(xi)的結果。由于是制(zhi)成(cheng)顆(ke)粒狀污(wu)(wu)泥(ni)肥(fei)料，便于運輸和貯存(cun)。

(2)衛生填埋

上海(hai)市對(dui)污(wu)(wu)水(shui)廠的(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)處置提出“處理(li)一點(dian)(dian)，填(tian)埋一點(dian)(dian)，利用一點(dian)(dian)”的(de)(de)原則，上海(hai)市水(shui)務局組(zu)織對(dui)污(wu)(wu)泥(ni)處理(li)、處置和(he)利用的(de)(de)專題研究，提出污(wu)(wu)泥(ni)用作農田、衛(wei)生填(tian)埋和(he)污(wu)(wu)泥(ni)焚燒點(dian)(dian)的(de)(de)布局和(he)具(ju)體的(de)(de)分期實施方(fang)案，防(fang)止產生二次污(wu)(wu)染(ran)。這無疑是(shi)正確的(de)(de)舉措。

上(shang)海白(bai)龍(long)港大(da)型(xing)污(wu)(wu)(wu)水(shui)廠(chang)，按衛生(sheng)填(tian)埋(mai)(mai)要求建設污(wu)(wu)(wu)泥(ni)填(tian)埋(mai)(mai)場(chang)(chang)，根據污(wu)(wu)(wu)泥(ni)性質、含水(shui)率及力學特(te)性等因素進行(xing)設計。填(tian)埋(mai)(mai)廠(chang)使用(yong)期(qi)為(wei)七(qi)年，填(tian)埋(mai)(mai)場(chang)(chang)底部設有(you)(you)盲(mang)管將滲濾液再回到污(wu)(wu)(wu)水(shui)廠(chang)處理。此(ci)法占地大(da)，運行(xing)工作量大(da)，遇雨季污(wu)(wu)(wu)泥(ni)更難以壓實，到使用(yong)期(qi)限(xian)后仍(reng)需另選(xuan)場(chang)(chang)址。對大(da)型(xing)污(wu)(wu)(wu)水(shui)廠(chang)采用(yong)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)衛生(sheng)填(tian)埋(mai)(mai)，是不得已的權宜之計。衛生(sheng)填(tian)埋(mai)(mai)場(chang)(chang)的造價(jia)不低，國(guo)(guo)外對衛生(sheng)填(tian)埋(mai)(mai)場(chang)(chang)還(huan)要有(you)(you)沼氣安全收集系統，對分層復蓋的泥(ni)土和(he)排水(shui)、綠化(hua)有(you)(you)專門的要求。鑒于(yu)地價(jia)上(shang)升(sheng)和(he)填(tian)埋(mai)(mai)場(chang)(chang)有(you)(you)臭味，近幾年來，無論歐盟(meng)國(guo)(guo)家或美國(guo)(guo)、日(ri)本，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)衛生(sheng)填(tian)埋(mai)(mai)的比例越來越小，美國(guo)(guo)已有(you)(you)的填(tian)埋(mai)(mai)場(chang)(chang)還(huan)將逐步關閉。

有些城市(shi)(shi)(如成都市(shi)(shi))擬將(jiang)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)運(yun)至城市(shi)(shi)垃圾填埋場(chang)一(yi)并處置(zhi)，這存在(zai)兩個實際問題(ti)：一(yi)是管(guan)(guan)理(li)體制上的問題(ti)。垃圾的中轉站和填埋場(chang)的布(bu)點、設計和投資，屬環(huan)衛局管(guan)(guan)理(li)，而(er)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)的污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)屬市(shi)(shi)政系統管(guan)(guan)理(li)，設計垃圾填埋場(chang)使用年限和布(bu)點距離未(wei)考慮接(jie)納污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)；二是脫水(shui)(shui)(shui)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)含水(shui)(shui)(shui)率(lv)過高。運(yun)往垃圾填埋場(chang)的污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)，要(yao)求含水(shui)(shui)(shui)率(lv)不大于30％，而(er)目前(qian)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)的脫水(shui)(shui)(shui)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)含水(shui)(shui)(shui)率(lv)在(zai)70％～80％，這類污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)不易碾壓填埋，除非將(jiang)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)作適當干化或加石灰、絮凝劑(ji)處理(li)。無(wu)論作何種填埋，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)宜采(cai)取高干度(du)脫水(shui)(shui)(shui)方案(an)。

(3)干化、焚燒

國內近幾年在一些大城市已建和正建一批城市垃圾焚燒場。但溶氣氣浮機的(de)污(wu)水廠的(de)污(wu)泥(ni)作焚(fen)(fen)燒(shao)處(chu)置(zhi)，只有上(shang)海(hai)市(shi)石(shi)洞口(kou)污(wu)水處(chu)理廠(設計(ji)規模為(wei)40萬(wan)m3/d)設有污(wu)泥(ni)焚(fen)(fen)燒(shao)爐(lu)裝置(zhi)，計(ji)劃今年年底投產(chan)。焚(fen)(fen)燒(shao)爐(lu)采用國外技術在國內制造，污(wu)泥(ni)的(de)干化和焚(fen)(fen)燒(shao)設備(bei)總投資為(wei)人民幣8000萬(wan)元，費用并不算高。

由于污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)干(gan)化(hua)和(he)(he)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)焚(fen)燒(shao)(shao)相結合比單污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)焚(fen)燒(shao)(shao)一(yi)次性投資少(shao)，處理成本(ben)低，故污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)干(gan)化(hua)往往是焚(fen)燒(shao)(shao)的(de)(de)前處理。北(bei)京市清河污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水廠二期(qi)工程和(he)(he)天津(jin)市咸陽路污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水廠，擬先(xian)建(jian)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)干(gan)化(hua)裝置。污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)干(gan)化(hua)可使污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)含水率控制在10％～40％，減(jian)少(shao)了污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)體(ti)積和(he)(he)重量(liang)，降低了運輸費和(he)(he)填埋費，而且污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)臭味大為減(jian)少(shao)。

干(gan)(gan)(gan)化(hua)(hua)裝(zhuang)(zhuang)置分直接干(gan)(gan)(gan)化(hua)(hua)和(he)間接干(gan)(gan)(gan)化(hua)(hua)，其能(neng)量消耗與污泥(ni)成(cheng)份和(he)水(shui)分有關。間接干(gan)(gan)(gan)化(hua)(hua)(利用(yong)沼氣通過(guo)熱(re)(re)交換器(qi))一般推薦用(yong)立(li)式干(gan)(gan)(gan)化(hua)(hua)裝(zhuang)(zhuang)置，并選用(yong)流(liu)化(hua)(hua)床工藝。干(gan)(gan)(gan)化(hua)(hua)與焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)串聯工藝中，干(gan)(gan)(gan)化(hua)(hua)的(de)程度取決于污泥(ni)的(de)熱(re)(re)值(zhi)和(he)回收焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)爐的(de)熱(re)(re)能(neng)，使干(gan)(gan)(gan)化(hua)(hua)的(de)能(neng)量盡量平衡(heng)(heng)，不另外添加燃料。上海石洞口(kou)設計污泥(ni)的(de)干(gan)(gan)(gan)化(hua)(hua)和(he)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)，污泥(ni)熱(re)(re)值(zhi)高(gao)，能(neng)源平衡(heng)(heng)有余。污泥(ni)流(liu)化(hua)(hua)床焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)爐，溫度在800℃以上，爐內(nei)有砂粒(li)循環(huan)使用(yong)，外排氣體(ti)要適當(dang)處(chu)理(li)。污泥(ni)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)爐遠比垃圾(ji)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)爐的(de)工藝簡單得多，且污泥(ni)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)不會(hui)產生二惡英。下圖(tu)是法國巴黎塞納河旁Colombes污水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)的(de)污泥(ni)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)爐和(he)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)灰的(de)除塵裝(zhuang)(zhuang)置。

如脫水污泥(ni)與垃圾一并焚燒(shao)，國外的(de)經驗是(shi)每噸垃圾添加(jia)15％～20％含水率為30％的(de)污泥(ni)。污泥(ni)的(de)干化和焚燒(shao)，可能將(jiang)是(shi)一些大城市(shi)大型污水處(chu)理廠的(de)發(fa)展方向。當(dang)然，由于(yu)國外對焚燒(shao)爐排(pai)塵(chen)有(you)嚴(yan)格的(de)要求，除了采用(yong)電除塵(chen)，還要降溫加(jia)溫，加(jia)酸加(jia)堿(jian)，達到無煙(yan)塵(chen)的(de)排(pai)放(fang)。

(4)填埋與(yu)焚燒(shao)的比較

上海和浙江(jiang)一些(xie)單位作過污(wu)泥衛生填埋及焚燒(shao)處置的方案比(bi)較。其主要工藝(yi)流程為：

原污泥→濃(nong)縮→消化→脫水→衛生填(tian)埋

原污泥→濃縮→(消化(hua))→脫水→焚燒(shao)→焚燒(shao)灰填埋

對(dui)于焚燒處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)工藝(yi)，為了避免消化(hua)后污(wu)(wu)(wu)泥(ni)熱(re)值減少，也可以不(bu)作污(wu)(wu)(wu)泥(ni)消化(hua)處(chu)(chu)(chu)置。上述兩個工藝(yi)的(de)經濟性比較(jiao)結(jie)果，無(wu)論(lun)采用國(guo)(guo)產設(she)備或進口設(she)備，二(er)者(zhe)的(de)處(chu)(chu)(chu)置工程費用基本相(xiang)(xiang)同。按(an)國(guo)(guo)產設(she)備對(dui)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)進行(xing)處(chu)(chu)(chu)置，運行(xing)費用折(zhe)(zhe)成污(wu)(wu)(wu)泥(ni)干固體，處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)總成本約為800元/t。以10000m3/d污(wu)(wu)(wu)水廠產生2噸(dun)(dun)DS計，每(mei)噸(dun)(dun)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)成本約為016元，與國(guo)(guo)內大型污(wu)(wu)(wu)水處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)廠污(wu)(wu)(wu)水處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)成本(不(bu)計折(zhe)(zhe)舊(jiu)和還貸利(li)息(xi))03～045元/m3相(xiang)(xiang)比，需增(zeng)加成本35％～50％，這與國(guo)(guo)外的(de)實例相(xiang)(xiang)當。

既然污(wu)泥的(de)衛生填埋與污(wu)泥的(de)焚燒其工(gong)程(cheng)費和(he)(he)(he)運行成本大致相當，那么，從污(wu)泥無害化和(he)(he)(he)減量(liang)化看(kan)，焚燒方案有(you)明顯的(de)優點。這亦是國外(特別是西歐和(he)(he)(he)日本)污(wu)泥焚燒發展較快的(de)原(yuan)因。荷蘭的(de)污(wu)泥是100％采用焚燒處置的(de)。焚燒后少量(liang)的(de)泥灰可(ke)用于(yu)混凝土(tu)、磚瓦制品(pin)、路(lu)基路(lu)面(mian)的(de)骨料(liao)和(he)(he)(he)工(gong)程(cheng)建設的(de)回填土(tu)。