污水厂固体废物的处置和利用

1.1水务产业的定义SECTON2污水厂固体废物的处置和利用2污水厂固体废物的处置和利用污水处理厂在工作运行过程中，会产生大量固体物质，包括栅渣、沉砂、初沉污泥、剩余污泥等，这些物质都富含有机物，不妥善处理的话会污染环境，同时也是巨大的资源浪费。因此需探索更绿色环保的污水厂固体物质的处置和回收方法。2.1栅渣、沉砂的处置和利用格栅是由多个栅条组成的，用于拦截和收集污水中的悬浮物质的机器，避免堵塞水泵叶轮和管道等，收集的悬浮物质称为栅渣。栅渣的产生量较大，并富含有机物，不进行妥善的处理又可能污染环境。图6格栅和栅渣2.1栅渣、沉砂的处置和利用沉砂由砂水分离器对沉砂池的沉砂物质和水的混合物脱水处理而来，但脱水后的固体物质仍有较高的有机物含量。图7沉砂池2.1栅渣、沉砂的处置和利用国内污水处理厂对栅渣和沉砂最广泛的处理方法是对栅渣和沉砂等的固体废物进行压缩、脱水处理后实行卫生填埋或是焚烧。虽然这种方法是经济适用，但是并不符合绿色环保的新时代要求。

现阶段应提倡应用更加环保的方法处置和利用栅渣和沉砂等的固体废物，达到变废为宝的目的。2.1栅渣、沉砂的处置和利用栅渣主要由粪便、厕纸、塑料和各种有机物组成，有机物含量最高可达90%，并且含水量很高；而沉砂主要由砂、石等的无机固体物质组成，但表面会黏附各种有机物，因此仍有较高的含水量和有机物含量。因此栅渣和沉砂等的固体物质需要进行压缩脱水处理。2.1栅渣、沉砂的处置和利用如果在压缩脱水的同时进行洗涤处理，洗涤出来的有机物虽然提高了污水厂的进水浓度，但都较容易就降解，而有机物可以促进后续的生物反硝化和生物除磷过程，减少污水厂后续的污水处置费用。若栅渣的处置方式是堆肥，则无需洗涤处理。2.1栅渣、沉砂的处置和利用根据下表，可知德国HESSEN州的污水处理厂所产生的栅渣和沉砂没有被用作填埋，而是大多用于景观/生态修复，其它的用于焚烧。

从德国的经验来说，栅渣经过堆肥处理以及沉砂经过洗涤和脱水处理后能应用于景观/生态修复，值得我们借鉴。2.2污泥的理化性质污水厂污泥是污水厂在工艺运行过程中产生的污泥，主要有初沉池污泥、二沉池污泥、生化反应池污泥、深度反应池污泥等。图8二沉池上浮污泥图9氧化沟污泥城市污水厂污泥中的有机成分与一个城市的工业化程度有关,而化学污泥的组成主要取决于工业生产的类型。

我国城市污水厂污泥（主要指生活污水污泥）有以下特点。（1）有机物含量高

生活污水中参杂着大量的有机物，因此容易发酵产生恶臭，污染环境。2.2污泥的理化性质（2）污泥泥质差，碳水化合物含量高而脂肪类含量低

我国人均肉类和牛奶的消耗量偏低，因此污泥的挥发性悬浮物含量低；而碳水化合物（如淀粉、糖类等）含量较高，因此污泥中含有较多的碳水化合物。表2城市污水污泥中有机物含量的对比表2.2污泥的理化性质（3）有较高的热值污水厂污泥具有较高的热值,在一定含水率下具有自持燃烧和用作能源的可能性。表3我国城市污水厂污泥热值2.2污泥的理化性质（5）有丰富的营养物质污泥中含有大量的可被植物利用的营养成分,如氮、碳、钾、腐殖质等。表5国内城市污水厂污泥的营养物含量2.2污泥的理化性质（4）含大量病原微生物如细菌、霉菌、藻类、原生动物、轮虫、线虫等。经过规范处理的污泥，其病原微生物可被有效杀死。2.3污泥的处置和利用我国有多种的污泥处置方法，这些技术与污水厂的规模和最终处理方法有关，现阶段最常用的处置方法为“干化+焚烧+填埋”。图10污泥处置技术路线（1）稳定填埋污泥填埋只需对污泥进行基本的减量化和无害化处理，操作流程简单、处理量大，而且运行的过程中成本耗费较低。但污泥（含水率80%）既会影响垃圾填埋场的机械作业，又极易引起渗滤液收集系统的堵塞，缩短了垃圾填埋场的使用寿命。填埋场地占地广、选址困难，地理位置偏僻，使得污泥转运成本高，并且污泥填埋处置周期长，城市污泥的有毒成分（有机无机化合物、重金属细菌和病原体等）经过雨水侵蚀产生的渗滤液进入土壤、地下水，导致土壤、地下水污染。因此，污泥填埋正逐步被摒弃。2.3污泥的处置和利用（2）干化+焚烧+填埋干化+焚烧+填埋是我国现阶段最常用的污泥处理处置方式之一，经简单脱水处理的污泥含水率、灰分和重金属含量高，热性能差，燃烧效率不高，通常不能被完全处理。因此，还需对脱水后的污泥进行半干化处理。污泥干化焚烧后填埋相比于直接填埋具有减容减重效果好、占地少的优势。且焚烧利用高温燃烧对污泥中的有机物、虫卵及病原体进行处理，使污泥成为稳定的灰渣。能否减少污泥焚烧的成本，控制污泥焚烧产生的二次污染物量，降低焚烧衍生产品的毒性，成为制约污泥焚烧技术发展瓶颈。

2.3污泥的处置和利用（3）干化+土地利用鉴于污泥中的有机质、氮、磷、钾以及微量元素，在一定程度上能改良土壤性质，提高肥力。由于污泥较高的含水率而不能直接作土地利用材料，需对其进行干化处理,根据相关规定的要求，农用污泥含水率需低于60%。2.3污泥的处置和利用（4）厌氧消化/好氧堆肥+土地利用国内污泥厌氧消化处理规模最大的上海白龙港污水处理厂日产沼气达44512m3，提纯后的沼气可用于生产以及汽车燃料，节约能源的消耗。污泥沼渣中有机质含量低，且泥质稳定，适宜用于园林绿化有机肥。厌氧消化具有能耗低、含碳量少、污泥总体积小、产甲烷量高等优点，有较大的发展潜力。2.3污泥的处置和利用（4）厌氧消化/好氧堆肥+土地利用我国用此技术路线处置污泥比例不高的原因包括：①污泥所含悬浮有机物量大，产甲烷微生物代谢率低，有机物去除率低（20%～40%），需要较长的水力停留时间（10～20d)；②无论是厌氧消化还是厌氧堆肥工艺，成本投入较高，构筑物占地面积大；③城市污泥土地利用涉及到市政、农业、环保等多个方面，各部门对可能产生的风险态度大相径庭，迟迟未能统一意见，不能推广应用。2.3污泥的处置和利用（5）干化＋热解污泥热解是在无氧条件下使有机物热裂解，形成利用价值高的污泥热解油、热解气体、焦炭等。污泥热解油作为污泥热解过程的中间产物，可作锅炉和运输燃料，是一种潜在的清洁优质燃料。由于技术和成本等原因，目前国内的污泥热解技术还停留在实验室阶段。2.3污泥的处置和利用（6）烧制+建筑材料将污泥干化后烧制作建筑材料，主要包括烧制墙体材料（砖、陶粒等）、水泥窑协同处理等，用于污泥资源化处置。将干化污泥直接作为建筑材料原材料，从工艺特点上来看，经过高温煅烧制备建材可以杀死污泥中的病原菌及寄生虫卵，使重金属固化于高温矿物的结构中，实现重金属离子的稳定化，降低对环境的潜在风险。将污泥用作建筑材料的技术难点在于能否严格保证建材符合国家和地方的相关标准，是否会在使用中对环境和人体造成危害；且目前污泥类建材产品大众接受度不高。该类处理方法在部分发达国家已逐步发展起来，我国将其用作建材处理的案例较少