污水处理厂污泥处置的文献综述.docx

1、污水处理厂污泥处置的文献综述3污泥处理处置摘要：本文汇总了国内外城市生活污水处理厂关于污泥处置技术的应用现状，发展趋势以及选择适合的污泥处理方法的注意事 项，不同污 泥处理方法的影响因素。关键词：污泥处理，减量化、稳定化、无害化、资源化，浓 缩，消化，脱水，干化前言：在“十一五”规划中明确提出到 2010 年底，全国城镇污水处理率达到 70%的目标。在 20002010 年的两个五年计划期间，我国城市污水处理的发展经历了两个建设高潮，2010 年底我国城市污水处理能力超过 1.2 亿 m /d，污水处理率接近 75%。我国城市污水处理厂的大规模建设浪潮行将结束，一些城市由于污水处理率的大幅提高

2、，污泥产量增加迅速，污泥处理设施滞后的严重问题已经凸显。“十二五”期间全国年干污泥产量为 700 万1200 万 t，折合80%含水率的湿污泥 3500 万6000 万 t。如果处置不当很容易造成二次污染，是我国的城市污水处理的巨大投资和建设成果功亏一篑。 污泥处理已经成为我国城市污水处理行业发展的瓶颈。1当下污泥的处理手段：1.1 减量化：污泥具有含水率高和体积庞大的特征，污泥处理首先应采取有效的减容、减量等手段降低其体积和质量，减少后续运输、贮存、处理和处置污泥量。一般采用浓缩，脱水和干化等技术及设 备。1.2 稳定化：污泥还有污染物总类多和高度浓缩的特点。含有大量易腐败降解的有机质，必须

3、进行稳定化处理，稳定化是指通过技术手段使污泥中的有机物在一定程度降解为无机物的过程，有厌氧消 化、好氧消化、好氧堆肥等三种稳定化工艺。1.3 无害化：经过减量化、稳定化后要进行无害化处理，无害化的主要目的是去除和杀灭污泥中的病原菌和寄生虫卵。这一系列处理为后续的土地利用、填埋、焚烧和综合利用等最终安全处置提供技 术保障。1.4 资源化：我国城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策（试行）中明确没有把四原则中的资源化列入。污泥中包含有机质和营养元素，人们误以为污泥是一种资源。任何一种自然资源的利用和开发，要根据有用物质含量和开发的成本来确定资源的可利用性，当开发所需资金、技术和能源投入小于产

4、出时，才能谈到资源利用。投入大于产出时，就失去了资源可利用性。事实上，我国污泥有机质含量低，营养元素含量也不高，所以很难资源化利用。但这并不排斥厌氧消化技术回收沼气、采用好氧发酵技术产品返还土地和建材等综合利用的处理处置方法，国家鼓励优先采用能回收 和利用污泥中资源的技术和工艺。1.5 因地制宜原则：资源化利用在地广人稀、机械化发达的美国、加拿大等国多用作土地利用，其施用污泥土地的污泥负荷较低，污泥使用的机械化程度高，所以土地利用效率高。欧洲总体发展不平衡，德国、荷兰、北欧各国的居民环保意识强，对污泥利用方式要求严格，一些国家已经禁止污泥农用，到 2020 年全年禁止；日本由剩余污泥于经济发达

5、，人口密度大，地少人多所以大多采用污泥焚烧的建材利用技术。污泥资源化在全世界的不同发展告诉我们，资源化不是唯一，只有最适合本国国情的利用才是最好。我国坚持因地制宜的原则，在经济不发达、地广人稀的西部、东北可采取土地利用；对 东南沿海可考虑优先发展建材利用等，充分借鉴国外经验。1.6 源头削减原则：污泥的源头是污水处理工艺，选择适宜的工艺可实现污泥处理的节能降耗。污泥处理的能耗和物耗集中在稳定化，好养稳定能耗最高，特别是延时曝气系统。这种处理是不适合我国发展中国家国情的。厌氧工艺在降解有机物的同时可以产生沼气，沼气发电可满足污水厂电耗的 20%30%，是低碳处理工艺。大连夏 家河污水处理厂采用德

6、国技术在源头削减上有较好的示范2国内外污泥处理现状：2.1 上海市白龙港污泥处理设计：污泥处理采用重力、机械浓缩 中温厌氧消化脱水部分干化的处理工艺出水至污水处理区排泥脱水污泥外运干化污泥外运化学污泥初沉污泥图 1 污泥处理设计工艺流程2.1.1 污泥处理工程由 6 个系统组成：1) 浓缩系统。对污水处理工程产生的化学污泥、初沉污泥、剩余污 泥进行浓缩处理，将污泥含固率提高到约 5%,减小污泥消化池容积，降低造价，先采用重力浓缩，剩余污泥再进行机械浓缩。 2) 厌氧消化系统。对浓缩物你进行中温一级厌氧消化，降解污泥中的有机物，产生污泥气供消化系统和干化系统利用，使污泥得到 稳定化和减量化。3)

7、 污泥气利用系统。对消化产生的污泥气进行处理、储存和利用，作为污泥消化系统的污泥加热热源和脱水污泥干化处理系统的干化热源，污泥气脱硫采用生物脱硫和干式脱硫分级串联组合工艺。4) 脱水系统。对消化污泥进行脱水，降低污泥含水率，减少污泥体积，将脱水后的污泥输送至污泥干化处理系统进行干化处理，或 直接输送至存料仓储存后外运。5) 干化系统。利用污泥消化产生的污泥气对部分脱水污泥进行干化处理，进一步提高污泥含固率，污泥干化处理系统采用消化处理产生的污泥气作为能源，以天然气作为备用能源，污泥干化能力 按在满足消化处理条件下可利用的气量决定。其中最重要的是中温厌氧消化系统。厌氧消化的机理分为三个阶段。第一

8、阶段是在水解与发酵细菌作用下，使碳水化合物，蛋白质与脂肪水解与发酵转化为单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等；第二阶段是在产氢产乙酸菌作用下，把第一阶段产物转化为氢、二氧化碳和乙酸。第三阶段通过不同的产甲烷菌作用，生成甲烷。13由氢和二氧化碳转化， 由乙酸脱羧产生。整体过程特别是第三阶3段的产甲烷菌为绝对的厌氧菌。2.1.2 影响厌氧消化的主要因素有1) 温度。甲烷菌按对于温度的适应性分为两类。中温甲烷菌（3036）和高温甲烷菌（5053）用中温甲烷菌进行厌氧消化处理就是中温消化。消化对温度要求很高，当温度表动 3消化将被抑制。2) 污泥龄与负荷。有机物降解程度与污泥龄有关，由于甲烷菌增

9、殖慢，对环境敏感，要获得稳定的处理效果就要保持较长的污泥龄。3) 碳氮比。该值过高，细胞氮量不足，缓冲能力低，PH 降低；该 值过低，氮量过多，PH 上升，会抑制消化。4) 有毒物质。重金属离子对甲烷消化抑制有两方面，与酶结合使酶 变质；重金属离子絮凝作用，使酶沉淀。该工程充分体现了四原则。利用污泥处理最佳可行技术 BAT 技术， 污泥处理后可以土地利用；消化池污泥含固率提高 5%，有效满足了减量化。消化、干化有机结合，将沼气用于干化，干化余热用于 消化预加热，最大限度实现节能减排，综合处理成本仅 120 元/t。 2.2 武昌南污泥处理厂武昌南污泥处理厂主要处理两个污水处理厂的脱水污泥。总设

10、计规模为 400t/d（含水率 80%）。2.2.1 污泥特征：1) 由于污泥泥质有机质与热值不高，无法单独焚烧。经分析后若将污泥干化（含水率30%）与热电厂燃煤进行混烧可满足。 2) 重金属含量低。污泥干化后可作为土壤改良剂和园林绿化肥料。 2.2.2 可以看出本工程的设计重点在于对污泥的干化上，犹豫干化量较大，拟采用热干化工艺。常见的热干化工艺有直接热干化系统（流化床干化，转鼓干化）、间接热干化（薄层干化，桨式干化）、辐射热干化（带式干化、螺旋式干化）等。工程有热源保障，为确保干化污泥实现多样化处置，拟采用全干化工艺。要求干污泥含固 率最高达到 90%，实际运行还要可以再 70%90%范围

11、内可调，以满足不同消纳单位的要求。结合国内外运行情况，确定了带式干化和流化床干化两种满足要求的工艺。风机生物过滤尾气气体颗粒固体图 2 循环流化床干化法流程热能循环生物过滤湿污泥20%DS图 3 带式干化流程带式干化系统优点：操作维修简便，系统运行安全性相对较高，出泥含水率可调范围较大，适应不同污泥使用途径。缺点：系统热 效率比流化床低，需补充较多热量。流化床系统优点：热效率高，出泥含水率低。缺点：运行，维护及调试工艺繁琐，系统本身安全性较差，出泥含水率可调性不强，若调整含水率只能通过后混方式，会导致病原体和细菌不能被杀死。经济性方面：流化床系统直接投资较带式干化系统高 1000 万左右，但流

12、化床系统在热能，电能消耗上低于带式，长期使用节省。 污泥综合处理成本两个系统相差不大。2.3 北京清河污水处理厂流化床干化目前带式干化有使用较多，经验较丰富等优势，但是作为新式的流化床系统也有单条生产线处理量高，热能电能消耗低、干燥温度低、结构紧凑等优点。清河污水处理厂就运用了流化床系统。运行过程中出现了混合器堵塞、干颗粒含水率偏低和干颗粒径不易控制 等问题。混合器是处理污泥干燥过程中产生的干颗粒粉尘的主要设备之一，作用是将干颗粒粉尘与脱水泥饼混合，再投入流化床进一步干燥，达到完全去除干颗粒粉尘目的。实际运行发现平均每月发生两次混合器堵塞，每次清理需 2h 以上，影响了系统稳定性和连续性。分析

13、 发现，堵塞常常发生在脱水泥饼含水率大于 82%时。因此，生产中通过提高脱水泥饼投入量的同时相应加大粉尘的而投入量，以避免因为粉尘过少造成混合器堵塞。实际中通过调整脱水泥饼输送螺杆泵转速和粉尘输送螺旋的转速，控制变量的方法使混合物稳定，解 决了堵塞问题。流化床压差是指流化床底部布风板压强与流化床顶部压强之差。压差越大，内料层厚度越厚。压差不仅与料层厚度有影响，还与干 颗粒含水率有关，成反比关系。在 15.215.5mpa 范围内，满足斜率为-0.43 的线性关系。通过降低流化床压差可以使干颗粒含水率 提高，还能节约能耗。干颗粒粒径过大，导致换热效率低；粒径过小，造成风机叶轮上附着湿污泥导致失衡

14、，堵塞等问题。所以干颗粒粒径需控制。破碎机可以改变干颗粒粒径。破碎机转速与干颗粒大小成反比。现有污泥干化系统多为单独建设的干化、焚烧、烟气处理一套流程，部分先进系统具有热源循环供应，而许多系统还要自行加热，这就造成了巨大的能源浪费。我认为如果将污泥干化与现有大型热源厂如水泥窑，陶瓷窑，发电站等联合，不仅使热源有保障，而且对于污泥干化后的残渣可以直接进入水泥，陶瓷等产品。不必考虑 土地利用，绿化利用的危害。2.4 国内外污泥处理标准对比美国、欧盟、英国、德国等发达国家对于生态环境要求严格，参照这些国家的标准有助于确立中国自己的污泥利用标准。由于毒性大且具有生物传递效应，各国污泥标准都将重金属作为

15、 主要污染物控制指标之一表 1 各国污泥农用标准中重金属最高允许浓度限值（单位： mg/kgDS）国家铅铬镉镍铜汞锌砷钼硒美国8408542043005775007575100欧盟750120020403004 001000 1750162525004000德国9009001020080082500中国 A级30050031005003150030中国 B级1000100015200150015300075从表 1 可以看出我国污泥农用标准中重金属种类比较全面，与美国比只缺少钼和硒，相比于发达国家，我国污泥农用标准对重金属最高允许浓度要求更为严格。这反映了我国已注意到并十分重视污泥农用的安全性

16、问题。但欧盟和美国还规定了污泥中重金属年或累计污染负荷限制、土壤中重金属限值，这类限值有利于控制污泥使用 量，我国并没有对此作出规定。病原体及微生物指标：我国新制的污泥园林绿化、土地改良、农用泥质标准中引入该项指标。具体体现在粪大肠杆菌菌值、蠕虫卵死亡率，我国规定介于美国 AB 级标准之间。其他指标大体与美国相当。但欠缺减少对病原传播动物吸引的控制，为根据污泥分级确定 污泥病原体，微生物指标限值。3.总结总体来说，我国污泥处理处置问题正日益受到重视，标准制定工作不断开展。但还是有大量没有污泥处理的水处理工程在运作，若不及时改建，重建，环境问题会慢慢全部暴露。对于我们这样一个资源不足、能源日益短

17、缺、经济不发达、人口众多的发展中国家来讲如何平衡环保与发展是个困难的问题。以能源和资源消耗量大的方式达到污泥处理目的不符合可持续发展原则，也不适合国情。如何不为了环保而环保，如何提高效率这我们都要借鉴西方发达国家经验。不要急于上马工程，陷于头痛医头，脚痛医脚的局面。这是 当下每个环境科学的技术人员应当为之奋斗的。4.参考文献1张辰 胡维杰 生骏。上海白龙港污水处理厂污泥厌氧消化工程设 计J.给水排水 2010（10）9-112伍军 李尔 邹惠君 污泥全干化处理工艺在南昌南污泥处理厂工 程中应用J.给水排水 2010（10）19-223张健 顾剑 李童清河污水处理厂流化床污泥干燥系统工艺的运行优化J.给水排水 2010（12）47-484王海燕 姚金玲 武雪芳国内外城市污水处理厂污泥标准对比研究与建议J.给水排水 2010（10）27-325张自杰主编。排水工程（下册）第四版M北京 :中国建筑工业出版社 20006张林生主编工业出版社 2010水的深度处理与回用技术 第二版M 北京: 化学