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來(lái)源：環(huán)保水處理

污泥處理是對(duì)污泥進(jìn)行減量化、穩(wěn)定化和無(wú)害化處理的過(guò)程。污水處理程度越高，就會(huì)產(chǎn)生越多的污泥殘余物需要加以處理。除非是利用土地處理或污水塘處理污水，否則一般的污水處理廠必須設(shè)有污泥處理設(shè)施。對(duì)現(xiàn)代化的污水處理廠而言，污泥的處理與處置已成為污水處理系統(tǒng)運(yùn)行中最復(fù)雜、且花費(fèi)最高的一部分。

一、污泥分類

原污泥(rawsludge)：未經(jīng)污泥處理的初沉淀污泥。二沉剩余污泥或兩者的混合污泥。

初沉污泥(primarysludge)：從初沉淀池排出的沉淀物。

二沉污泥(secondeysludge)：從二次沉淀池(或沉淀區(qū))排出的沉淀物。

活性污泥(activatedsludge)：曝氣池中繁殖的含有各種好氧微生物群體的絮狀體。

消化污泥(digestedsludge)：經(jīng)過(guò)好氧消化或厭氧消化的污泥，所含有機(jī)物質(zhì)濃度有一定程度的降低，并趨于穩(wěn)定。

回流污泥(returnedsludge)：由二次沉淀(或沉淀區(qū))分離出來(lái)，回流到曝氣池的活性污泥。

剩余污泥(excessactivatedsludge)：活性污泥系統(tǒng)中從二次沉淀池(或沉淀區(qū))排出系統(tǒng)外的活性污泥。

污泥氣(sludgegas)：在污泥厭氧消化時(shí)，有物分解所產(chǎn)生的氣體，主要成分為甲烷和二氧化碳，并有少量的氫、氮和硫化氫，俗稱沼氣。

二、處理類型

污泥消化(sludgedigestion)：在氧或無(wú)氧的條件下，利用微生物的作用，使污泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定物質(zhì)的過(guò)程。

好氧消化(aerobicsigestion)：污泥經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的曝氣，其中一部分有機(jī)物由好氧微生物進(jìn)行降解和穩(wěn)定的過(guò)程。

厭氧消化(anaerobicdigestion)：在無(wú)氧條件下，污泥中的有機(jī)物由厭氧微生物進(jìn)行降解和穩(wěn)定的過(guò)程。

中溫消化(mesophilicdigestion)：污泥在溫度為33-53℃時(shí)進(jìn)行的厭氧消化工藝。

高溫消化(thermophilicdigestion)：污泥在溫度為53-330℃進(jìn)行的厭氧消化工藝。

污泥濃縮(sludgethickening)：采用重力或氣浮法降低污泥含水量，使污泥稠化的過(guò)程。

污泥淘洗(elutriationofsludge)：改善污泥脫水性能的一種污泥預(yù)處理方法。用清水或廢水淘洗污泥，降低消化污泥堿度，節(jié)省污泥處理投藥量，提高污泥過(guò)濾脫水效率。

污泥脫水(sludgedewatering)：對(duì)濃縮污泥進(jìn)一步去除一部分含水量的過(guò)程，一般指機(jī)械脫水。

污泥真空過(guò)濾(sludgevacuumfiltration)：利用真空使過(guò)濾介質(zhì)一側(cè)減壓，造成介質(zhì)兩側(cè)壓差，將污泥水強(qiáng)制濾過(guò)介質(zhì)的污泥脫水方法。

污泥壓濾(sludgepressurefiltration)：采用正壓過(guò)濾，使污泥水強(qiáng)制濾過(guò)介質(zhì)的污泥脫水方法。

污泥干化(sludgedrying)：通過(guò)滲濾或蒸發(fā)等作用，從污泥中去除大部分含水量的過(guò)程，一般指采用污泥干化場(chǎng)(床)等自蒸發(fā)設(shè)施或采用蒸汽、煙氣、熱油等熱源的干化設(shè)施。

污泥焚燒(sludgeincineration)：污泥處置的一種工藝。它利用焚燒爐將脫水污泥加溫干燥，再用高溫氧化污泥中的有機(jī)物，使污泥成為少量灰燼。

污泥處理前，首先要了解污泥的分類，才能確定污泥處理的方法：

1、自來(lái)水廠沉淀池或濃縮池排出的物化污泥處理

污泥分類：屬中細(xì)粒度有機(jī)與無(wú)機(jī)混合污泥，可壓縮性能和脫水性能一般。

2、生活污水廠二沉池排出的剩余活性污泥處理

污泥分類：屬親水性、微細(xì)粒度有機(jī)污泥，可壓縮性能差，脫水性能差。

3、工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的經(jīng)濃縮池排出的物化和生化混合污泥處理

污泥分類：屬中細(xì)粒度混合污泥，含纖維體的脫水性能較好，其余可壓縮性能和脫水性能一般。

4、工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的經(jīng)濃縮池排出的物理法和化學(xué)法產(chǎn)生的物化細(xì)粒度污泥處理

污泥分類：屬細(xì)粒度無(wú)機(jī)污泥，可壓縮性能和脫水性能一般。

5、工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的物化沉淀粗粒度污泥處理

污泥分類：屬粗粒度疏水性無(wú)機(jī)污泥，可壓縮性能和脫水性能很好。

三、污泥處置技術(shù)

1、污泥處理利用的一般技術(shù)；

①污泥的堆肥化處理技術(shù)

②污泥的建材化技術(shù)

③污泥的燃料化技術(shù)

④污泥的厭氧消化(制沼氣)技術(shù)

2、太陽(yáng)能污泥干化技術(shù)；

3、污泥的電離輻射處理技術(shù)；

4、微波技術(shù)在污泥處理中的應(yīng)用；

①微波輻照污泥處理技術(shù)

②微波化學(xué)分析技術(shù)

5、超聲波處理污泥技術(shù)；

6、重金屬的生物有效性及植物脫除技術(shù)；

7、污泥的微生物處理技術(shù)；

①微生物淋濾技術(shù)

②微生物吸附處理法

③微生物脫臭技術(shù)

8、新興污泥熱化學(xué)處理技術(shù)；

①濕式氧化技術(shù)

②活性污泥作黏結(jié)劑

③剩余污泥制可降解塑料

④污泥制活性炭

⑤O3/H2O2氧化技術(shù)

⑥UV/O3氧化技術(shù)

⑦UV/H2O2氧化工藝

⑧其他熱化學(xué)處理技術(shù)簡(jiǎn)介

四、方法分析

1、衛(wèi)生填埋

這種處置方法簡(jiǎn)單、易行、成本低，污泥又不需要高度脫水，適應(yīng)性強(qiáng)。但是污泥填埋也存在一些問(wèn)題，尤指填埋滲濾液和氣體的形成。滲濾液是一種被嚴(yán)重污染的液體，如果填埋場(chǎng)選址或運(yùn)行不當(dāng)會(huì)污染地下水環(huán)境。填埋場(chǎng)產(chǎn)生的氣體主要是甲烷，若不采取適當(dāng)措施會(huì)引起爆炸和燃燒。

2、土地利用

污泥土地直接利用因投資少、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低、有機(jī)部分可轉(zhuǎn)化成土壤改良劑成分等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式，科學(xué)合理的土地利用，可減少污泥帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)。林地和市政綠化的利用因不易造成食物鏈的污染而成為污泥土地利用的有效方式。污泥用于嚴(yán)重?cái)_動(dòng)的土地(如礦場(chǎng)土地、森林采伐場(chǎng)、垃圾填埋場(chǎng)、地表嚴(yán)重破壞區(qū)等需要復(fù)墾的土地)的修復(fù)與重建，減少了污泥對(duì)人類生活的潛在威脅，既處置了污泥又恢復(fù)了生態(tài)環(huán)境。

3、焚燒

濕污泥干化后再直接焚燒應(yīng)用得較為普遍，沒有經(jīng)過(guò)干化的污泥直接進(jìn)行焚燒不僅十分困難，而且在能耗上也是極不經(jīng)濟(jì)的。

以焚燒為核心的污泥處理方法是最徹底的污泥處理方法之一，它能使有機(jī)物全部碳化，殺死病原體，可最大限度地減少污泥體積；但是其缺點(diǎn)在于處理設(shè)施投資大，處理費(fèi)用高，設(shè)備維護(hù)成本高，而且產(chǎn)生強(qiáng)致癌物質(zhì)二惡英。

4、污泥干燥

污泥干燥是應(yīng)用人工熱源以工業(yè)化設(shè)備對(duì)污泥進(jìn)行深度脫水的處理方法，盡管污泥干燥的直接結(jié)果是污泥含水率的下降(脫水)，但與機(jī)械脫水相比，其應(yīng)用目的與效果均有很大的不同。

污泥機(jī)械脫水(也包括污泥濃縮)，其應(yīng)用的目的以減少污泥處理的體積為主(污泥濃縮和機(jī)械脫水通常均可使污泥體積減少4倍左右)，但脫水污泥餅除了含水率和相關(guān)的物理性質(zhì)，如流動(dòng)性與原狀污泥有差異外，其化學(xué)、生物等方面性質(zhì)并不因脫水而產(chǎn)生變化。

污泥干燥則由于提高水分蒸發(fā)強(qiáng)度的要求，使用人工熱源，其操作溫度(對(duì)污泥顆粒而言)通常大于100℃，干燥對(duì)污泥的處理效應(yīng)，不僅是深度脫水，還具有熱處理的效應(yīng);加之，污泥干燥處理的產(chǎn)物，其含水率可控制在20%以下，即達(dá)到抑制污泥中的微生物活動(dòng)的水平，因此污泥干燥處理可同時(shí)改變污泥的物理、化學(xué)和生物特性。

5、新技術(shù)

隨著環(huán)保力度的加強(qiáng)和人們對(duì)已有污泥處理處置技術(shù)局限性的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，世界各國(guó)都在投入重金研發(fā)新技術(shù)，爭(zhēng)取找到更經(jīng)濟(jì)、更合理的污泥處理方案。

6、沉淀污泥生物處理系統(tǒng)

該技術(shù)創(chuàng)新采用污泥洗滌工藝，首先洗出污泥中有機(jī)物質(zhì)，分離無(wú)機(jī)物質(zhì)污泥土，再將有機(jī)污泥濃縮進(jìn)行高溫厭氧消化處理。沉淀污泥經(jīng)過(guò)洗滌洗出污泥中一半固體無(wú)機(jī)污泥土，減少了一半生物處理量，節(jié)省工程投資和處理費(fèi)用；單獨(dú)處理有機(jī)污泥，去除了無(wú)機(jī)污泥土在反應(yīng)器中的沉淀，減少了設(shè)備磨損和反應(yīng)器的維護(hù)；沉淀污泥經(jīng)過(guò)洗滌洗出污泥中大部分容易沉淀的重金屬和無(wú)機(jī)污泥土，提高了有機(jī)肥的品質(zhì)；洗滌出的污泥土還可生產(chǎn)路面彩磚、透水磚。其他創(chuàng)新工藝：超高溫厭氧消化、多級(jí)厭氧消化、沼渣漂浮等，污泥生物處理速度提高了幾倍和沼氣產(chǎn)量提高20%以上。工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新采用地埋式、緊密型、多級(jí)消化反應(yīng)器設(shè)計(jì)，幾個(gè)獨(dú)立的厭氧消化反應(yīng)器你中有我我中有你渾然一體，節(jié)省建筑材料，采用混凝土結(jié)構(gòu)造價(jià)低廉。

目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的厭氧消化反應(yīng)器普遍采用地上式結(jié)構(gòu)，地上式結(jié)構(gòu)能使配備設(shè)備便于維護(hù)和有利沼渣排放預(yù)防沼渣沉淀。該生物處理系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)很好地解決了配套設(shè)備的維護(hù)和沼渣沉淀，系統(tǒng)配備設(shè)備少，只需要幾臺(tái)水泵，就是水泵壞了更換一臺(tái)用不完20分鐘，保證設(shè)備檢修不停產(chǎn)；沉淀污泥經(jīng)過(guò)洗滌去除了容易沉淀的無(wú)機(jī)污泥土，有機(jī)污泥經(jīng)吹浮系統(tǒng)作用全部漂浮不會(huì)沉淀。地埋式厭氧消化反應(yīng)器不僅投資少、不占用土地，而且還能防地震、防雷擊和使用壽命長(zhǎng)、減少消化系統(tǒng)的熱量損失。

7、污泥發(fā)酵有機(jī)肥

傳統(tǒng)污泥處理方法有3種：焚燒、填埋和資源化利用。國(guó)外多采用焚燒工藝，但投資巨大，易造成大氣污染；國(guó)內(nèi)多采用填埋，但需要占用大量的土地，同時(shí)會(huì)造成環(huán)境的二次污染;國(guó)內(nèi)上海等大中城市土地再生資源很少，難以長(zhǎng)期采用此方式。陳立僑介紹說(shuō)，用微生物處理污泥前景廣闊。經(jīng)污水處理廠現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用，每處理1噸污泥可獲得150元左右的經(jīng)濟(jì)效益。上海市每年排放污泥約140萬(wàn)噸，如果有20%的污泥用微生物好氧發(fā)酵處理，直接經(jīng)濟(jì)效益約為4200萬(wàn)元。此外，利用微生物好氧發(fā)酵，還能消除污泥的惡臭，有效控制污泥的二次污染，環(huán)境效益同樣顯著。

8、污泥碳化技術(shù)

所謂污泥碳化，就是通過(guò)一定的手段，使污泥中的水分釋放出來(lái)，同時(shí)又最大限度地保留污泥中的碳值，使最終產(chǎn)物中的碳含量大幅提高的過(guò)程(SludgeCarbonizationo在世界范圍內(nèi)，污泥碳化主要分為4種。

①高溫碳化：碳化時(shí)不加壓，溫度為649—982℃。先將污泥干化至含水率約30%，然后進(jìn)入碳化爐高溫碳化造粒。碳化顆?？梢宰鳛榈图?jí)燃料使用，其熱值約為8360—12540kJ/kg(日本或美國(guó))。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)污泥的減量化和資源化，但由于其技術(shù)復(fù)雜，運(yùn)行成本高，產(chǎn)品中的熱值含量低，當(dāng)前尚未有大規(guī)模的應(yīng)用，最大規(guī)模的為30噸濕污泥。

②中溫碳化：碳化時(shí)不加壓，溫度為426—537℃。先將污泥干化至含水率約90%，然后進(jìn)入碳化爐分解。工藝中產(chǎn)生油、反應(yīng)水(蒸汽冷凝水)、沼氣(未冷凝的空氣)和固體碳化物。另外，該技術(shù)是在干化后對(duì)污泥實(shí)行碳化，其經(jīng)濟(jì)效益不明顯，除澳洲一家處理廠外，尚無(wú)其他潛在的用戶。

③低溫碳化：碳化前無(wú)需干化，碳化時(shí)加壓至6—8MPa，碳化溫度為315℃，碳化后的污泥成液態(tài)，脫水后的含水率50%以下，經(jīng)干化造粒后可作為低級(jí)燃料使用，其熱值約為15048～20482kJ/kg(美國(guó))。該技術(shù)通過(guò)加溫加壓使得污泥中的生物質(zhì)全部裂解，僅通過(guò)機(jī)械方法即可將污泥中75%的水分脫除，極大地節(jié)省了運(yùn)行中的能源消耗。污泥全部裂解保證了污泥的徹底穩(wěn)定。污泥碳化過(guò)程中保留了絕大部分污泥中熱值，為裂解后的能源再利用創(chuàng)造了條件14t。

④污泥水解熱干化技術(shù)：污泥水熱干化技術(shù)通過(guò)將污泥加熱，在一定溫度和壓力下使污泥中的粘性有機(jī)物水解，破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，可以同時(shí)改善脫水性能和厭氧消化性能。隨水熱反應(yīng)溫度和壓力的增加，顆粒碰撞增大，顆粒間的碰撞導(dǎo)致了膠體結(jié)構(gòu)的破壞，使束縛水和固體顆粒分離。經(jīng)過(guò)水熱處理的污泥在不添加絮凝劑的情況下機(jī)械脫水的含水率大幅度降低。污泥的水解宏觀上表現(xiàn)為揮發(fā)性懸浮固體濃度減少和COD、BOD以及氨氮等濃度增加。水熱干化技術(shù)采用漿化反應(yīng)器，通過(guò)閃蒸乏汽返混預(yù)熱漿化、蒸汽與機(jī)械協(xié)同攪拌，提高了系統(tǒng)的處理效率;在水熱反應(yīng)器中，采用蒸汽逆向流直接混合加熱的方式，強(qiáng)化了傳質(zhì)傳熱過(guò)程，可以避免局部過(guò)熱結(jié)焦碳化：在連續(xù)閃蒸反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)能量的有效回收。

五、處理設(shè)備

1、污泥固化拌和機(jī)

采用了先進(jìn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了黃土、污泥、水泥和石灰的自動(dòng)配比，具有計(jì)量準(zhǔn)確、可靠性好、攪拌均勻、操作方便、環(huán)保好、生產(chǎn)效率高、故障率低等特點(diǎn)，特別適合連續(xù)作業(yè)，是污水處理廠處理污泥的理想設(shè)備。

2、泥漿分離脫水機(jī)

與板框壓濾機(jī)對(duì)比：該機(jī)具有處理能力大、分離性能好、適應(yīng)性強(qiáng)、勞動(dòng)強(qiáng)度小、性能穩(wěn)定、安裝操作方便、占地面積小、維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，而且可以實(shí)現(xiàn)密閉的連續(xù)自動(dòng)分離。

3、臥螺離心機(jī)

帶式污泥脫水機(jī)是中國(guó)從美國(guó)引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)消化吸收，開發(fā)成功的一種高效脫水設(shè)備，可以連續(xù)壓濾，產(chǎn)品采用高強(qiáng)度材料制作，具有處理能力大，脫水效率高，使用壽命長(zhǎng)等顯著特點(diǎn)。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于環(huán)境治理、蔬菜加工等需壓榨脫水的行業(yè)。

4、太陽(yáng)能熱泵技術(shù)污泥處理設(shè)備

該系統(tǒng)主要利用太陽(yáng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉醋鳛槲勰喔苫臒嵩?，能將含水?0以上的泥漿干化成含水量35以下的干料，節(jié)電、節(jié)煤、環(huán)保;整個(gè)系統(tǒng)為自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制，有效降低了污泥處理處置成本，為污泥處理處置提供了一種低碳環(huán)保的解決方案。

該系統(tǒng)包括溫室部分、輸送部分、通風(fēng)部分、集熱部分(包括太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng))、自動(dòng)化控制部分以及有害氣體收集和除臭等其他附屬裝置。

利用太陽(yáng)能作為主要能源，滿足可持續(xù)發(fā)展的需求；耗能小，運(yùn)行管理費(fèi)用低，蒸發(fā)1t水耗電量?jī)H為60-80kW˙h，而傳統(tǒng)的熱干化技術(shù)需耗電為800-1060kW˙h;

經(jīng)干化處理后，污泥體積可減少到原來(lái)的1/3-1/5，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化并保留其原有的再利用價(jià)值；系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全、灰塵產(chǎn)生量小;自動(dòng)化程度高、操作維護(hù)方便、使用壽命長(zhǎng)；系統(tǒng)透明程度高，環(huán)境協(xié)調(diào)性好。

六、城市方案

方案一：城市污水污泥處理設(shè)備利用多功能微濾系統(tǒng)進(jìn)行中水處理的準(zhǔn)高級(jí)系統(tǒng)；

特征及優(yōu)點(diǎn)：出水水質(zhì)主要指標(biāo)可達(dá)5mg/L以下；能有效地適應(yīng)有機(jī)物的負(fù)荷變動(dòng)；裝置緊湊輕巧，升級(jí)較為容易；可地面設(shè)置，自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，操作簡(jiǎn)便。

方案二：城市污水污泥處理設(shè)備利用復(fù)合過(guò)濾器接觸裝置進(jìn)行中水處理的系統(tǒng)；

特征及優(yōu)點(diǎn)：出水水質(zhì)良好，適合中小型污水、中水處理;維護(hù)管理費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠;濾材經(jīng)久耐用，無(wú)消耗品;升級(jí)改造容易；可設(shè)置在地面上，自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，操作簡(jiǎn)便。

方案三：城市污水污泥處理設(shè)備利用兩段過(guò)濾接觸裝置進(jìn)行中水處理的系統(tǒng)。

特征及優(yōu)點(diǎn)：污泥發(fā)生量較少，沒有污泥膨脹現(xiàn)象；維護(hù)管理容易，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠；對(duì)外界的適應(yīng)能力較強(qiáng)。

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