污水处理厂剩余污泥技术概谈

城镇污水处理厂剩余污泥开发处理技术综述陈灿辉(学号18，广东石油化工学院化工与环境工程学院环境08-1,广东茂名525000)污水经过格栅和初沉池后，进入曝气池，与活性污泥接触，污水中的有机物立即吸附到活性污泥上，随后被菌体分泌的胞外酶分解成分子量较低的物质。污水中的低分子量有机物可直接通过菌体细胞膜的选择渗透作用摄入体内，作为营养物质被细菌吸收。进入菌体内的有机物，在细胞内酶的作用下，被同化为细菌自身的物质，使菌体不断生长繁殖，并分泌出粘性物质，构成菌胶团。因此，曝气池内的活性污泥就不断增加。当活性污泥的浓度太高时，污泥便不易和净化水分离，使出水的BOD增大且混浊，还会造成耗氧量大、供氧不足的情况而影响处理效果，所以必须定期排泥，排除的这部分污泥称为剩余污泥。随着城镇污水处理厂的不断普及，在污水处理率大幅提高，然而，污水处理率大幅提高，有效控制水污染问题的同时，污水处理厂污泥的产生量也急剧增加，产生的越来越多的城市污泥给城市环境带来了新的问题，如污染周围环境和地下水资源等[1]污泥处理问题不得不引起我们重视。最的传统处理办法1.1卫生填埋基本方式是城市污泥经过简单的灭菌处理,直接倾倒于低地或谷地制造人工平原。但是这种方法占地面积大,而且污泥中含有的各种有毒有害物质,会通过雨水的侵蚀和渗透作用污染地下水环境,并不能最终的避免环境污染,并且还有填埋场构筑物中的沼气的累计可能产生火灾或爆炸,有潜在的危险性。[2]1.2焚烧焚烧是最彻底的处理方法,通过高温热处理技术,使有机物和有毒有害物质全部碳化,可最大限度地减少污泥体积,但是其缺点在于处理设施投资大,若热值不够需补充碳作辅助燃料，处理费用高等。[3]1.3海洋倾倒投海是利用水体消纳污泥。此法并不能从根本上解决环境问题，反而也造成了海洋污染，对海洋生态系统和人类食物链已造成威胁。[4]相对成熟的处理技术与方法2．1以碳为技术中心的技术（1）作燃料干燥后的污泥可产生16.65～20.93MJ/t的热能，是一种低热值的燃料，而且焚烧后的灰渣不会造成二次污染。因此，污泥焚烧是目前污泥无害化、减量化处置最有效的途径。[5]（2）污泥碳化技术低温碳化技术主要由EnerTech(能源技术)公司研发推广,技术名称为SlurrycarbTM,该工艺是连续式的。其工艺是将污泥加压至6-10MPa,通过热交换器,加温至400-450°F(204-232℃)。热化分解反应时,污泥中的有机物被分解,二氧化碳气从固体中被分离,同时又最大限度地保留了污泥中的碳值,使最终产物中的碳含量大幅提高。在污泥低温碳化过程中,绝大多数的碳值保留在了最后的碳化物中,为污泥碳化物的资源化再利用提供了条件。[6]2．2以建筑材料为发展方向的技术以污泥作为配料建材利用，可将其中的有毒有害物质分解或固化，使“二次污染”的风险降至最小，又可实现资源、能源的充分利用，对于重金属含量偏高、不宜农用的污泥是一种有效的处理方式[7](1)制砖利用水厂污泥代替粘土制砖，不仅能解决污泥处置问题，而且节约土地资源，是污泥处置的有效方法之一。[8]状污泥可制成烧结普通砖、路面砖和地砖、渗水砖、免烧砖等。目前，研究比较多的污泥砖制作方法主要有利用干化污泥直接制砖、利用污泥焚烧灰制砖、利用湿污泥制砖。[8-9](2)生态水泥目前,国内利用城市污泥等生产生态水泥处于起步阶段,而在欧美、日本等发达工业国家,已经广泛使用污泥等生产生态水泥(在水泥生产过程中,能源和物质投入、废物和污泥排放物都减少到最低限度,制造过程中的副产物能重新利用,产品不污染环境,并可回收利用)。这既可保护环境、节约资源,又可为污泥寻求一条理想的处置出路,符合循环经济和可持续发展战略。采用污泥作原料生产生态水泥,可以彻底地解决城市污泥问题,是保护生态环境,实现“零污染”最有效的途径,对促进社会可持续发展具有重要意义。[10-11](3)制生化纤维板。利用污泥中蛋白质的变性作用，在碱性条件下将其加热、干燥、加压后，可制成活性污泥树脂，再与漂白、脱脂后的废纤维胶合起来，压制成板材，即生化纤维板，可以达到国家三级硬质纤维板标准。[12]转新的研究发展方向3．1超声处理技术[13]用超声波处理剩余污泥应用潜力巨大，如果将全国污水厂污泥经过超声波处理并发酵，可节省一半的污泥罐容积和建造投资，同时每年产生沼气20亿立方。这对现今政府倡导的节能减排有着极其重要的意义。用超声波处理剩余污泥，已引起广大学者的重视。（全引用）3．2污泥构筑湿地处理技术[14]污泥构筑湿地处理技术是一种新型污泥处理技术,它是集污泥浓缩、脱水、降解于一体,可以大量节减基建投资和运行费用。这一技术可为解决污水处理厂的污泥处置及出路问题提供一条经济可行的新途径。（全引用）3．3制备有机-无机复肥[15]城市污泥通过好氧发酵堆肥处理,不但解决了城市污泥的处理难题,削除了城市污泥二次污环境的威胁,而且可变废为宝,所得的堆肥产品肥效好,能够提高土地有机质含量,增加地力,具有十分广阔市场前景和应用价值。3．4吸附剂关于污泥吸附剂的制法，国内外基本处于研究探索阶段。由于污泥中含有较高的碳成分，人们首先想到的是利用污泥作原料，采取传统的活性炭制备工艺，获取污泥活性炭吸附剂。[16在高温焙烧下，污泥中的含碳有机物转换成固定碳，可制备出多孔结构发达、吸附能力强的活性炭。有研究表明[17]，污泥活性炭对多种染料废水吸附效果明显，在最佳焙烧条件下制备，污泥活性炭对废水中染料的最大吸附量可达28mg/g左右，相应的脱色率均在98%以上。3.6可降解塑料PHAs(polyhydroxyalkanoates,聚羟基脂肪酸酯)是许多原核微生物在不平衡生长条件下合成的细胞内能量和碳源储藏性物质作为完全可生物降解的热塑性聚酯而倍受关注。PHAs与废水生物处理特别是生物除磷有着密切的联系。细菌是以糖原、PHAs等作为其含碳有机物的贮藏物质(植物以淀粉、人以脂肪作为含碳的贮藏物)因此,PHAs在有机废水处理特别是厌氧-好氧生物除磷过程中起着能量转换器的作用。如果通过工艺理论研究把除磷与生产PHAs作为共同的目标实现废水处理的无害化与资源化的有机结合,这将具有非常重要的科学意义和研究价值。[18]3．7制备动物饲料根据污泥中含有大量有机质（尤其蛋白质）和动物生长所必需的微量元素，通过生物手段将污泥转化为无害的、动物可食用的饲料或者饲料添加剂。例如，将净化后的污泥加工成饲料直接喂鱼和养鸡，或者利用蚯蚓处理剩余污泥后，再将蚯蚓加工成饲料喂养动物。[19][1]徐喆，于晓曼，曾祥峰.城市污泥绿色资源化利用[J].天津农业科学,2010,16(3),11-13[2]刘奇徐颖.城市污泥处理利用现状研究[J].贵州化工2010,35(2,42-44)[3]霍鹏，陈亚鹏，何晓云，许新芳.城市污泥资源化及污泥活性炭综合利用[J].河北化工,2009,32(8),71-72[4]徐喆，于晓曼，曾祥峰.城市污泥绿色资源化利用[J].天津农业科学,2010,16(3),11-13[5]裘伯钢，赵美红.浅谈污泥干化焚烧处理[J.中国环保产业,2006(1),38-39[6]毕三山.污泥碳化工艺的特点与发展展望[J].人力资源管理,2010,5,263-264[7]徐喆，于晓曼，曾祥峰.城市污泥绿色资源化利用[J].天津农业科学,2010,16(3),11-13）。[8]赵友恒，于衍真，李玄.利用污泥制砖的应用研究与现[J].中国资源综合利用2011(3),33-35[9]周炫，蔡小兵．污泥制砖发展浅谈城市生活污泥在制砖工业中的应用［J］．砖瓦，2008（9）：5－10.[10]林奕明,周少奇,周德钧,吴彦瑜.利用城市污水处理厂污泥生产生态水泥[J].环境科学,2011,(02)[11]漆宏.利用污泥生产生态水泥的可行性初探[J].安徽农业科学,2008,36(17):7380-7381[12]周少奇.城市污泥处理处置与资源化[M].广州:华南理工大学出版社,2002[13]李兆辉王晓胡永定等.超声波处理城市污泥的研究进展[J].环境科学,2011,(02):69-72[14]陈苏,孙铁珩,晁雷,王书文污泥构筑湿地—一种新型城市污泥处理技术[J].农业环境科学学报2006,25(增刊):411-414[15]高建炳,李怡帆,谷利敏等利用城市污泥制备有机-无机复肥研究[J].河南师范大学学报(自然科学版),2010,38(4),110-112[16]姜蔚，闫波，李芬，衣北宇.污泥质活性炭吸附剂的制备和吸附性能研究进展[J]化工进展,2010,29(8),1562-1566[17]李桂芳,孟范平.污水污泥对染料废水的吸附脱色性能研究[J].中国海洋大学学报（自然版）,2005,35(1):91-94[18]林东恩,张逸伟,沈家瑞.活性污泥合成生物可降解塑料的研究进展[J].环境科学与技术.2004(3),27(2):101-109[19]林志高,张守中.废弃活性污泥加碱与处理后厌氧消化的试验研究[J].给水排水,1997,23(1):10-15