隨著城市化與工業(yè)化的迅猛推進(jìn)，城市污水的排放量逐年攀升，進(jìn)而導(dǎo)致污泥的產(chǎn)生量也隨之不斷上漲。據(jù)統(tǒng)計，截至2020年11月底，我國每年產(chǎn)生的濕污泥(含水率為80%)已超過6000萬噸，并且這一數(shù)字仍在逐年遞增。

　　預(yù)計到2025年，我國的污泥年產(chǎn)量將突破9000萬噸大關(guān)。

　　污泥成分復(fù)雜，除了含有大量的水分外，還富含重金屬、有機(jī)質(zhì)、氮、磷等植物營養(yǎng)元素，以及病原微生物和寄生蟲卵等有害物質(zhì)。若對污泥的處理不當(dāng)，將會對環(huán)境及人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，對污泥進(jìn)行穩(wěn)定化、減量化和無害化處理顯得尤為重要。

　　一、污泥處理技術(shù)

　　污泥處理技術(shù)主要包括：熱干化技術(shù)、深度脫水技術(shù)、厭氧消化技術(shù)、好氧發(fā)酵技術(shù)以及石灰穩(wěn)定技術(shù)。

　　(1)污泥熱干化技術(shù)

　　污泥的熱干化是指通過污泥與熱媒之間的傳熱作用，脫除污泥中水分的工藝過程。污泥熱干化系統(tǒng)主要包括儲運系統(tǒng)、干化系統(tǒng)、尾氣凈化與處理系統(tǒng)、電氣自控儀表系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)等。

　　按污泥被干燥的程度不同，分為全干化和半干化兩種。"全干化"指較高含固率的類型，如干化后污泥的含固率在85%以上;而半干化則主要指干化后污泥的含固率在45～60%左右的類型。

　　按污泥干燥的形式，將污泥干化分為直接干化和間接干化兩種。直接干化是利用熱的干燥介質(zhì)(如煙氣)與污泥直接接觸，以對流方式傳遞熱量，并將蒸發(fā)的水分帶走，也稱為熱對流干化系統(tǒng);間接干化是利用傳導(dǎo)方式由熱媒(如蒸汽等)通過金屬壁面向污泥傳遞熱量，蒸發(fā)的水分通過載氣(如空氣)帶走并洗滌冷凝，也稱熱傳導(dǎo)干化系統(tǒng)。

　　(2)污泥深度脫水技術(shù)

　　近年來，污泥脫水技術(shù)得到了很大的發(fā)展，技術(shù)突破集中在污泥脫水前調(diào)理劑的研發(fā)和脫水機(jī)械設(shè)備的改進(jìn)等方面。目前，采用污泥藥劑調(diào)理+機(jī)械脫水的技術(shù)，在濕污泥原泥中加入污泥調(diào)理劑破壞污泥絮體微生物結(jié)構(gòu)并溶胞，分離出物理性結(jié)合水。使微生物生物體的水分分離，最終使污泥中的結(jié)合水大部分轉(zhuǎn)化為自由態(tài)水，再通過機(jī)械脫水設(shè)備將自由態(tài)水分分離。該技術(shù)已在制革污水處理廠污泥處理中規(guī)?；瘧?yīng)用，處理后污泥含水率可低于50%，為滿足污泥后續(xù)處理處置的要求，需要進(jìn)一步降低常規(guī)機(jī)械脫水污泥的含水率。

　　污泥的調(diào)質(zhì)處理是污泥深度脫水的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和核心技術(shù)，可以說污泥調(diào)理技術(shù)決定污泥深度脫水項目的成敗。國內(nèi)污泥調(diào)質(zhì)的方法比較多，普遍采用在污泥中添加脫水劑、絮凝劑或混凝劑的方法，改變污泥中水分子(主要是間隙水和毛細(xì)水)存在方式和結(jié)構(gòu)，有利于水與泥在一定條件下實現(xiàn)分離。常用的調(diào)質(zhì)藥劑為氯化鐵(或硫酸鐵、聚合硫酸鐵)加生石灰。

　　(3)污泥厭氧消化技術(shù)

　　污泥厭氧消化是指污泥在無氧條件下，由兼性菌和厭氧細(xì)菌將污泥中的可生物降解的有機(jī)物分解成二氧化碳、甲烷和水等，使污泥得到穩(wěn)定的過程，是污泥減量化、穩(wěn)定化的常用手段之一。污泥厭氧消化具有減少污泥體積、穩(wěn)定污泥性質(zhì)、產(chǎn)生甲烷氣體等優(yōu)點。

　　傳統(tǒng)的污泥厭氧消化具有反應(yīng)緩慢、有機(jī)物降解率低和甲烷產(chǎn)量較低的缺點，限制了厭氧消化技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮。根據(jù)Bryant的三階段理論，水解是污泥厭氧消化過程中的限速步驟。因此，從20世紀(jì)70年代起，人們對包括高溫?zé)崴狻⒊暡A(yù)處理、堿解預(yù)處理和臭氧預(yù)處理等物化方法在內(nèi)的各種污泥厭氧消化強(qiáng)化技術(shù)開展了研究，通過擊破污泥的細(xì)胞壁，使胞內(nèi)有機(jī)物質(zhì)從固相轉(zhuǎn)移到液相，促進(jìn)污泥水解，提高污泥厭氧消化效果。

　　(4)污泥好氧發(fā)酵技術(shù)

　　好氧發(fā)酵是在有氧條件下，微生物通過吸收、氧化、分解等活動，把一部分被吸收的有機(jī)物氧化成簡單的無機(jī)物，同時釋放出可供微生物生長活動所需的能量;而另一部分有機(jī)物則被合成為新的細(xì)胞質(zhì)，使微生物不斷生長繁殖，產(chǎn)生出更多的生物體的過程。污泥高溫好氧發(fā)酵不斷地分解有機(jī)物，使堆體溫度不斷升高，并能將其中的病原菌和寄生蟲卵殺死，使之無害化。

　　污泥高溫好氧發(fā)酵的產(chǎn)品稱為堆肥，可以用作土壤改良劑和有機(jī)肥料。污泥高溫好氧發(fā)酵應(yīng)重視污泥重金屬污染問題，處理過程中由于好氧細(xì)菌的作用易產(chǎn)生惡性臭氣，所以應(yīng)防止臭氣污染，處理后的污泥含水率一般可低于40%。

　　(5)污泥石灰穩(wěn)定技術(shù)

　　通過向脫水污泥中投加一定比例的生石灰并均勻摻混，生石灰與脫水污泥中的水分發(fā)生反應(yīng)，生成氫氧化鈣和碳酸鈣并釋放熱量。石灰穩(wěn)定技術(shù)可有效起到除臭、滅菌、抑制腐化、脫水、鈍化重金屬離子等作用。

　　在實際應(yīng)用中，除了投加石灰外還往往投加其它輔料以增強(qiáng)效果。這些輔料有的含N，增加氨氣氣體的產(chǎn)生，強(qiáng)化殺菌且有利土地利用;有的為強(qiáng)酸的鐵鹽和鋁鹽，提高反應(yīng)溫度同時使固體無機(jī)成份的比例更適合于建材利用;輔料一般都為酸性，除了增加放熱外還能適度調(diào)節(jié)PH，共同的作用都是減少石灰加量，節(jié)約費用。

　　二、污泥處置技術(shù)

　　污泥處置技術(shù)包括傳統(tǒng)處置技術(shù)和資源化利用發(fā)展技術(shù)。其中，衛(wèi)生填埋技術(shù)、農(nóng)業(yè)利用技術(shù)和污泥焚燒技術(shù)是主要的傳統(tǒng)處置技術(shù);制陶粒、磚、水泥等建筑材料和制備吸附劑材料是主要的資源化利用發(fā)展技術(shù)。

　　(1)傳統(tǒng)處置技術(shù)·衛(wèi)生填埋技術(shù)

　　衛(wèi)生填埋技術(shù)是早期國內(nèi)外處置污泥常用的方法，

　　優(yōu)點包括：處理效率高，速度快，處理量大和填埋成本低等，

　　缺點是: 運輸和建設(shè)成本高、占地面積大，填埋環(huán)境復(fù)雜的地區(qū)要充分考慮填埋技術(shù)措施。

　　在填埋之前對污泥進(jìn)行減容和降低含水率預(yù)處理，將預(yù)處理的污泥運輸?shù)教盥駡鎏盥?。同時污泥填埋場的建設(shè)要充分考慮其環(huán)境、水文地質(zhì)、土壤等問題，在建設(shè)過程中涉及污水污泥防滲和衛(wèi)生措施也是影響填埋場正常運行的關(guān)鍵條件。隨著污泥產(chǎn)量不斷增加、國內(nèi)可用土地資源逐漸減少，衛(wèi)生填埋技術(shù)將逐漸被其他技術(shù)替代。

　　(2)傳統(tǒng)處置技術(shù)`農(nóng)業(yè)利用技術(shù)

　　利用污泥中鐵、鈣、銅、鉀等元素和有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)是實現(xiàn)資源化利用的方法之一。污泥中微量元素可以保證農(nóng)作物正常生長以及水分吸收。污泥制肥料不僅可以代替耕種肥料還可以對污泥資源化利用，但也要考慮生產(chǎn)工藝以及費用。因此，農(nóng)業(yè)利用技術(shù)是一項有待評估的技術(shù)措施。

　　(3)傳統(tǒng)處置技術(shù)·污泥焚燒技術(shù)

　　污泥焚燒是最直接、有效減量污泥方式之一。高溫促使污泥中有機(jī)物燃燒釋放高熱量，可用于發(fā)電與供暖，同時高溫可以殺死并分解病原微生物和毒性化學(xué)物質(zhì)。目前在水泥廠、發(fā)電廠應(yīng)用污泥焚燒技術(shù)較多。雖然污泥焚燒技術(shù)在減量化、穩(wěn)定化方面存在較大優(yōu)勢，但在處理過程中產(chǎn)生飛灰、煙塵顆粒如果處理不當(dāng)會污染大氣環(huán)境，需處理達(dá)標(biāo)后進(jìn)行排放。另外，焚燒技術(shù)對設(shè)備、施工工藝要求較高，投入成本較大。

　　(4)資源化利用技術(shù)·制建筑材料

　　污泥中含有大量無機(jī)物和金屬離子，與部分建筑材料性質(zhì)相近，通過將污泥與其他材料混合加工生產(chǎn)陶粒，代替?zhèn)鹘y(tǒng)黏土材料，不僅增大污泥的資源化利用同時又可以避免黏土污染環(huán)境，是一種以廢治廢的新途徑;將污泥進(jìn)行不同程度處理與篩選，與其他制磚輔料混合，在高溫環(huán)境下燒制成型，采用合適生產(chǎn)工藝可以將磚塊達(dá)到普通燒結(jié)磚塊國家標(biāo)準(zhǔn);由于污泥復(fù)雜組成成分，在經(jīng)過高溫灼燒后廢渣的礦物成分與水泥相似，可以用作水泥熟料代替黏土生產(chǎn)硅酸鹽水泥，成品的水泥和凝結(jié)時間滿足工藝要求，但此項技術(shù)生產(chǎn)成本較高，不利于推廣使用。

　　(5)資源化利用術(shù)·制吸附材料

　　利用污泥制作活性吸附材料對生產(chǎn)條件以及污泥的成分與種類有嚴(yán)格要求。常用的污泥基吸附劑的制備方法是采用化學(xué)活化法，主要采用的活化劑有氯化鋅、氫氧化鉀和硝酸等。首先在300℃~500℃下、無氧環(huán)境下炭化，然后將炭化碳在活化劑中浸漬，烘干后再經(jīng)500℃~900℃、無氧環(huán)境下活化制備的活性炭。經(jīng)該法制備的污泥基活性炭吸附劑具有高比表面積和發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)，能夠?qū)λh(huán)境中重金屬、染料、有機(jī)物以及氣體環(huán)境中的脫硫脫硝、有毒有害氣體和揮發(fā)性有機(jī)物都表現(xiàn)出良好的吸附性能。

　　三、結(jié)語

　　污泥處理處置的未來發(fā)展及前景，正日益成為環(huán)保領(lǐng)域關(guān)注的焦點。盡管當(dāng)前在污泥處理處置領(lǐng)域，我們還面臨著效率低下、技術(shù)滯后和成本效益不匹配等挑戰(zhàn)，但未來的發(fā)展方向應(yīng)當(dāng)秉持"高效化、綠色化、資源化"的核心理念，充分挖掘污泥的潛在價值，力求在經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間找到最佳平衡點。

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