污水处理厂污泥无害化处置工艺探讨
摘要：综述了当前国内污泥无害化处置现状及存在的问题，从焚烧干化、堆肥、卫生填埋、水体消纳等角度论述了污水处理厂污泥无害化处置工艺。
关键词：污泥；无害化；处置；焚烧
中图分类号：F407.9 文献标识码：A
引言
随着国内污水处理率的不断提高，污水厂污泥产量也急剧增加，但当前国内污水厂内污泥稳定处理设施却较为落后，污泥处理系统整体水平低，该现状导致未经恰当处理的污泥直接进入环境而给水体和大气造成二次污染，不仅降低了整个处理系统的有效处理能力，同时给生态环境和人类活动造成严重威胁，当前“污泥围城”现象不仅给当地生态环境留下隐患，同时给周围环境及地下水体等也带来一定危害，因此对污水厂污泥进行无害化处置凸显重要。
1 国内污泥无害化处理现状及问题
1.1 处理现状
当前国内对污泥最终处置多采用传统的填埋、焚烧以及农用等措施，但在处置过程中也出现了系列负面问题，如焚烧过程中产生的二�英气体，农用过程中对污泥中有害病毒、病菌的控制以及填埋过程中的渗漏问题等，导致采取以上几种污泥处置方法受到制约。而目前国内对污泥处置多注重于对国外先进技术和设备的引进，对其加以改进后应用，同时强化污泥末端污泥治理使之符合环境标准要求；在处置上多以污泥消化为主导，但消化系统设施及管理上不能与相关标准对应，且普遍的“重水轻泥”观念均阻碍的消化系统设施的应用以及技术更新滞后；同时在处置上以资源化为主导的研究方向形成了虽有多种资源化利用方式，但种种原因的制约下导致其不能持续运营。
1.2 存在问题
当前国内污泥处置工艺所带来的问题也较多，或消耗大量的土地资源，由于在污泥填埋过程中需要大量的填埋场地；产生大量的渗滤液，脱水后的污泥含水率较高，内部游离水重力作用下将会形成大量的渗滤液而带来对地下水的污染；对气体环境带来较大影响，由于在污泥处置过程中会产生大量的毒害气体，而对该部分气体进行有效回收和利用程度则较为落后。
2 污泥无害化处置工艺
2.1 干化焚烧
污泥干燥。可分为直接干燥法，即采用热空气直接同物料相接触，并可辅以搅拌或破碎功能以增大接触面积，提高干燥效果；传统干燥法，即介质不与物料直接接触，而是对物料间接加热，该种方法可在很大程度上节约成本。通常干燥后的污泥含水量小于40%，可直接送入污泥焚烧流化床炉进行焚烧，在干燥过程中所产生的臭气和掺有有机质的水蒸气可通过引风机等离子脱臭系统进行后续处理。
燃烧。一般分为热解气化和烟气混合燃烧，由固体废弃物热解气化炉和烟气燃烧室组成，气化炉内将固体废弃物在缺氧的环境中热解气化，即在缺氧燃烧的条件下将废弃物进行干燥和裂解，将长链化合物破碎为短链可燃气体，之后可燃气体内部分被导入污泥焚烧循环流化床内强化燃烧，其余部分则进入烟气燃烧室，该室由喷燃炉和燃烧炉构成，该室内可将绝大多数毒害气体彻底转化为二氧化碳和酸性气体。循环流化床炉适用于热值较低、含水率较高的废弃物，其燃烧效率高、污染低，炉膛为隔热系统，并配有预热器便于极低热值的污泥也可充分燃烧，污泥在该系统内完成后内部有机质生成的的烟气进入烟气燃烧室继续燃烧，之后进入余热锅炉释放热能，所产生的蒸汽用于污泥干燥系统而将废物重新利用降低运行费用[1]。
除酸脱硫系统。该系统主要是将烟气进行冷却、脱酸和除尘，同时可减少二�英及重金属等物质生成，系统由一次冷却系统、二次急冷中和装置以及除尘、引风机、烟囱等构成，最终经初步脱酸将酸性物质去除，而剩余的烟气通过消石灰喷入装置将消石灰喷入烟道内同烟气进行化学反应。
2.2 污泥预干化
该工艺也是通过热能将污泥内的水分去除，由于在干化过程中应消耗大量热能，因此为了降低干活过程中所需热能而将其内部的游离水去除，降低污泥含水率，一般脱水后的污泥经加热干化其含水率可降至60%，而污泥含水率在35-60%范围时呈塑性状态，该阶段的污泥干化所需能量会急剧增加，因此，干化应避开该阶段并应充分利用污泥的干化特性，而实现干化污泥含水率在60%以上或35%以下，因此可采用污泥预干化技术易实现其含水率在60%以大幅度节约能耗。
2.3 堆肥利用
污水厂污泥内含有大量有机质及氮磷钾等营养成分，且其含量较一般牲畜粪便等农家肥内含量要高，基本可与菜籽饼等废料相媲美，但污泥内有机质等部分难于降解，即使农用也难以被作物吸收，因此可利用堆肥技术将不稳定的有机质降解或转化为稳定的有机质，在投入使用后可充分利用其内部肥效，同时可实现挥发性物质的含量降低，并可减少臭气。堆肥工艺是将含水率在50%-55%的污泥进行好氧堆肥发酵，其机理是利用好氧微生物的生物代谢作用，将污泥内有机物转化为富含植物营养物的腐殖质，其最终产物包括C02、H20及热量，期间生成的大量热量使物料内温度保持在60℃及以上，长期高温可实现在降低物料含水率的同时可有效去除物料内的病原体、寄生虫卵及杂草种子等，堆肥后的产品更加适合于土壤改良剂和植物营养源，并可同时实现污泥的减量化、稳定化、无害化及资源化的目的。
2.4 污泥晾晒
该工艺是将脱水后的污泥进行露天条垛堆肥后进行部分干燥处理，但由于脱水污泥露天堆放时受天气影响巨大，在雨季时则很难实现干化，且大量露天堆放的污泥对周围环境产生较大的影响，因此后将脱水污泥在阳光大棚内进行一定高度的堆放，期间采用专用晾晒设备对污泥进行翻晒以降低污泥内的含水率，最终达到污泥好氧发酵的情况，该工艺充分利用太阳能，其具备工艺简单，能耗较低等优点，但干活过程中所产生的恶臭气体难以有效收集及处理。
2.5 晾晒与堆肥集成工艺
该工艺是首先将脱水污泥在阳光大棚内径翻晒降低其含水率达到60%后，人工将其与好氧发酵菌种、部分添加剂等回填物及除臭剂进行混合，并通过预先布料好的设备将其均匀送至卧式发酵仓内，在该仓内通过强制通风以实现物料含水率的再次降低，一般可降低至25%，在该过程中也应辅以翻堆机搅拌以实现物料的均匀发酵和促使物料向前运动，经该工艺干燥后的物料部分可作为回填物料以循环利用，另一部分则可根据需要添加土壤营养素后制成标准品肥以做农用。
2.6 卫生填埋
该工艺是在传统的埋地处置和堆放技术上发展而来的处置技术，其是将团体废弃物铺筑成一定高度，并通过压实、覆土等系列操作过程，以利用固体废物中微生物的活动来实现污泥内的有机物降解，最终实现其稳定化，目前填埋可分为在专门的污泥填埋场进行的填埋处置和将污泥同生活垃圾一同在固定的废弃物填埋场进行填埋。
2.7 水体消纳
采用水体消纳城市污泥时一般无需严格的无毒无害化处理，也不需进行脱水则可直接排放至水体内，但该工艺属污泥处置的权宜之计，而并未从根本上解决污泥对环境所造成的污染，污泥排放至水体后内部的毒害物质进入水环境会导致水体恶化。
结语
随着当前国内污水污泥产量的逐步增加，对其进行无害化处置也成为重要问题，在选择处置工艺时应兼顾环境生态和处置成本、经济效益间的均衡关系，并结合当前国内污泥处置技术和国情进行探讨，方可最终选出在环境卫生及社会上均被接受，且经济上切实可行的处置工艺，以实现污泥负面影响最小，且利用程度最高的效果。
参考文献
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[2]陈红英，王红涛．城市污水处理厂污泥资源化利用研究[J]．浙江工业大学学报，2007，35(3)，42-45．
[3]余杰，田宁宁，王凯军．城市污水处理厂污泥处理处置技术的新思路[J]．中国给水排水，2008，24(6)：11-14．