1、浅析我国城市污水污泥的特性与处置现状摘 要: 本文概述了我国城市排放的污水污泥的一些特点，并且概括总结了一下我国现在应用的的污水污泥的处理方法。 关键词: 城市污水污泥; 浓缩; 稳定; 脱水; 堆肥 中图分类号： U664.9+2 文献标识码： A 1 我国城市污水污泥的特性 1.1 重金属以及营养物含量 城市污水厂中的工业废水的含量以及水质直接决定了污水中重金属的含量。城市的工业布局、地理位置、城市的性质等都会导致其重金属含量的差异。污水经二级处理后,其重金属离子 50%以上转移到污泥中,因此污泥中的重金属离子含量一般都较高。我国城市居民食品结构与发达国家不同,居民住宅的卫生设施还不十分完
2、善,城市公共厕所所占比例较大,这部分污水大多未接入下水道,因此造成城市污水厂污泥的有机物含量较低。表 2 为我国城市污水污泥中的营养物质含量。从表 2 可以看出,我国 8 个城市的 14 座污水处理厂污泥中的有机物质平均含量约为36.63%。除了有机物外,污泥中还含有大量植物生长所必需的肥分、微量元素及土壤改良剂(有机腐殖质)。上述 14 座污水处理厂污泥中所含的氮、磷、钾的平均含量约为 2.75%、1.03%和 0.74% 1.2 碳水化合物、脂肪和蛋白质的含量以及热值 众所周知，我国目前只是一个发展中国家,肉类和奶制品在城市居民的日常消费中所占比例较小,致使污泥所含有机物中淀粉、糖类、纤维
3、素等碳水化合物含量高(50%),而脂肪和蛋白质含量低(脂肪为 20%,蛋白质为 30%)。污泥厌氧消化时,分解单位质量有机物的沼气产量从大到小为脂肪 y 碳水化合物 y 蛋白质,沼气中 CH4 含量从大到小为脂肪 y 蛋白质 y 碳水化合物。我国的某污水厂污泥厌氧消化时,有机物的分解率、沼气的产量和沼气中 CH4 的含量分别为 30%50%、612 m3Pm3 污泥和45.0%55.9%。我国 5 座污水厂的污泥厌氧消化沼气成分见表 3。由于污泥的含水率因生产与处理状态而有较大差异,故其热值一般均以干基或干燥无灰基形式给出。我国城市污水污泥含有较高的热值(见表 4),在一定含水率以下具有自持燃
4、烧(不需要添加辅助燃料)及干污泥用作能源的可能。 1.3 CPN 值和 pH 值和酸碱度 污泥厌氧消化的适宜 CPN 值为(1020)B1。我国城市污泥虽属高碳水化合物型,但由于城市污水中工业废水所占比重较高,含氮量较高,所以污泥 CPN 值仍可保持(1020)B1 的水平。pH 值与酸碱度也是厌氧消化的重要影响因素,我国城市污水污泥 pH 值为 6.57.0,总碱度为 1626 mgPL,基本属于正常范围,不会对消化等反应产生太大的影响。 2 污泥处理、处置现状 2.1 污泥处理现状及分析 根据国家环保总局 提供的数据显示,目前我国的污水处理率为百分之二十五左右,污水排放量为 401108m
5、3Pa,已建成运转的城市污水处理厂有 400 余座,处理能力为 2 534104m3Pd。按污泥产量占处理水量的0.3%0.5%(以含水率 97%计)计算,我国城市污水厂污泥的产量为(7.60212.670)104m3Pd。 2.1.1 污泥浓缩 污泥浓缩主要是降低污泥中的孔隙水,通常采用的是物理法,主要包括重力浓缩法、气浮浓缩法、离心浓缩法等,其处理性能如表 6 所示。 从表 6 给出的数据可以得出,最为经济实惠的方法就是用重力浓缩法来处理初沉污泥。对于剩余污泥来说,由于其浓度低、有机物含量高、浓缩困难,采用重力浓缩法效果不好,而采用气浮浓缩、离心浓缩则设备复杂,费用高,也不合适。所以,目前
6、推行将剩余污泥送回初沉池与初沉污泥共同沉淀的重力浓缩工艺,利用活性污泥的絮凝性能,提高初沉池的沉淀效果,同时使剩余污泥得到浓缩。对此进行的试验研究表明这种工艺的初沉池出水水质好于传统工艺。我国污水厂所采用的污泥浓缩方法的情况见图 1。图 1 几种污泥浓缩法在我国所占的比例。限于我国的经济状况,且污泥中有机物含量低,所以重力浓缩法仍将是今后主要的污泥减容手段。我国现有的污泥脱水措施主要是机械脱水,而干化场由于受到地区条件的限制很少被采用。图 3 为几种污泥脱水技术在我国所占的比例。污泥经浓缩、消化后含水率尚为 95%97%,体积仍然很大。这样庞大体积的污泥如果不经过干化脱水处理,不但会造成环境污
7、染,也将为运输及后续处置带来许多不便。从图 3 可以发现,我国将近 50%的污泥没有经过脱水,说明我国的污泥脱水还是比较落后,还存在很大的问题。 2.1.2 污泥稳定 我国目前常用的污泥稳定方法是厌氧消化,好氧消化和污泥堆肥也有部分被采用,并且污泥堆肥正处于不断研究阶段,而热解和化学稳定方法由于技术的原因或者是由于经济、能耗的原因而很少被采用。图 2 为上述几种污泥稳定方法在我国所占的比例。从图 2 可以看出,我国城市污水污泥中有 55.70%没有经过任何稳定措施,大量的未经稳定处理的污泥必然会对环境造成严重的二次污染。就我国现有的经济技术情况来看,由于经过厌氧消化后的污泥具有易脱水、性质稳定
8、等特点,所以今后污泥稳定将仍是以厌氧消化为主,而污泥好氧堆肥是利 用微生物的作用将污泥转化为类腐殖质的过程,堆肥后污泥稳定化、无害化程度高,是经济简便、高效低耗的污泥稳定化无害化替代技术,也将在我国拥有广阔的应用前景。 2.2 污泥处置现状及分析 现今我国城市污水污泥的处置方式有比较多途径。其中包括土地利用、卫生填埋、焚烧处理和水体消纳等方法,这些方法都能够容纳大量的城市污水污泥。我国自 1961 年北京高碑店污水处理厂的污泥大多被当地的农民施用于土地,其后的天津纪庄子污水处理厂的污泥也均用于农田。随着城市污水污泥产量和污水处理厂的逐渐增多,目前我国已开始将污水处理厂污泥用于土地填埋和城市绿化
9、,并将污泥作为基质,制作复合肥用于农业等。但在国内,总的状况还是以土地利用的形式将污泥用于农业。但由于我国在污泥管理方面对污泥所含病原菌、重金属和有毒有机物等理化指标及臭气等感官指标控制的重视程度还不够,因此限制了对污泥的进一步处置利用,图 4 为几种污泥处置技术在我国所占的比例。 我国在污泥处置时出现最严重的问题的地方就是在最终出路这一方面,从图 4 可以看到仍有 13.79%的污泥未经任何处置,这将给环境带来巨大危害。污泥散发的臭气污染空气,病原菌对人类健康产生潜在威胁,重金属和有毒有害有机物污染地表和地下水系统。造成这种现象的原因可以归纳如下:由于我国污泥处理处置起步较晚,许多城市没有将
10、污泥处置场所纳入城市总体规划,从而造成很多处理厂难以找到合适的污泥处置方法和污泥弃置场所;我国污泥利用的基础薄弱,人们对污泥利用的认识存在严重不足,对污泥的最终处置问题缺乏关注,给一些有害污泥的最终处置留下了隐患;污泥的利用率不是很高,仍有一部分污水厂污泥只经贮存即由环卫部门外运市郊直接堆放(南方很多城市采用这种方式)。这样的处置方式既影响了污水厂的正常运行,同时污泥的随意堆放又可能产生二次污染,也造成污泥资源的浪费。因此,我国当前面临的问题是尽快发展污泥处置技术来应付不断增长的污水污泥。传统的污泥土地处理不仅可利用土壤的自净能力对污泥作进一步无害化处理,而且污泥中的有机质、腐殖质可改善土壤结
11、构,也可回收利用有机质,促进植物生长,污泥土地利用使生产费用降低。无论从经济因素还是特别是污泥农用都是一种符合我国国情的处置方法。 结语 我国城市污泥虽然是一种排放物，但实际上是一种潜在资源，由于我国工业不断的发展,其产量也一定会越来越大,因此现今污水处理工作中的重中之重就是如何妥善地利用和处理处置污水污泥。我国城市污泥的处理处置落后于污水处理,但是为了能够节约资源，减少环境污染,应该采取切实可行解决污泥的处理处置中存在的问题, 参考文献: 1 张自杰,林荣忱,金儒霖.排水工程(第 3 版) M.北京:中国建筑工业出版社,1996. 2 袁守军,朱宛华.合肥市污水处理厂污泥处置途径探讨J.合肥工业大学学报,2001,24(4):538 -542. 3 金儒霖.中国城市污水厂污泥处理的综述J.武汉城市建设学院学报,1994,11(2):1 -12. 4 严煦世.水和废水技术研究M.北京:中国建筑工业出版社,1992. 5 薛文源.城市污水污泥处理与处置的途径J.中国给水排水,1992,8(1):41 -46. 6 丁亚兰.国内外废水处理工程设计实例M.北京:化学工业出版社,2000.
