城市污水处理厂污泥的综合利用与资源化

城市污水处理厂污泥的综合利用与资源化（共10篇）

1.城市污水处理厂污泥的综合利用与资源化 篇一

污水处理厂污泥资源化利用生产有机肥分析

一、总论

1、项目主要实施条件：

项目名称：年产30000吨有机肥项目 项目所在地： 项目性质： 项目主管：

项目实施单位：厦门市榕薪环保设备有限公司 项目负责人 ： 陈建伟 坠笑良 技术顾问团：

二、概述

城市污水处理是我国“九五”“十五”期间需重点解决的环保问题，而大力进行污水处理的同时，又面临着对其伴生物---污泥处理处置的难题。采用城市污泥无害化、资源化农用技术，利用污泥作为原料，加入工业废弃物----粉煤灰、草粉和N、P、K等添加物，制成颗粒状有机复合肥，不仅解决了城市污水污泥的处理问题，还可对污泥、粉煤灰、草粉等污染物进行综合利用，推动环保产业的发展，并为农业提供具有改良土壤特性、提高农作物产量的有机复合肥料，促进农业生产。

本项目为城市污泥无害化资源化农用技术工程项目。为使污泥制肥技术尽快得到推广，解决市政污水污泥处理和处置问题，本项目将实施以下内容。

在污水处理厂内建设日消化 500m3 脱水污泥(含水率65～75%)、年产30000吨有机复合肥的污泥制肥厂。

本项目需建设污泥制肥厂生产车间厂房、辅助生产车间、产品仓库及办公场所等，建筑面积约3500m2。其中生产车间2500m2，产品仓库1000m2。购置用于污泥制肥厂生产的日处理污泥量500m3的污泥无害化农用技术成套设备，项目需新增固定资产投资约1300万元，其中建筑工程费约300万元，设备购置及安装工程费约800万元，其他费用约200 万元。

本项目通过污泥制肥技术产业化工程以实现明显的社会效益，并具有一定的经济效益。

三、项目的意义和必要性，国内外现状和技术发展趋势

水资源是保证人类生存最基本的条件，因而保护水资源、防止污水对环境的污染，是人类造福于千秋万代的重要责任。为了改善我国水资源污染严重的现状，从“九五”期间污水治理问题得到充分重视，城市污水处理工程项目发展很快。然而对于随之产生的大量污泥，目前我国大多采用填埋处理，处理不当仍会造成对环境的二次污染。污泥的处理处置和利用已经越来越成为我国急需解决的大问题。

污泥是污水处理过程中产生的沉淀物质，它包括污水中的泥砂、纤维、动植物残体等固体颗粒及其凝结的絮状物，各种胶体、有机物及吸附的金属元素、微生物、病菌、虫卵、杂草种子等综合固体物质。由于城市污水处理厂的污泥中主要成份为有机物，因而其本身就是很好的农用有机肥原料，可进行综合利用，将其变废为利。本工程采用城市污泥无害化农用技术，将城市污泥与添加物质（其成份主要为菌种、粉煤灰、草粉及N、P、K营养素等）混合，制成可用于播种机播撒的有机无机复合颗粒肥，这种复合肥产品属高效有机无机缓释肥，对提高农作物产量、保护土壤有明显效果，是具有较大发展潜力的农业肥料品种。因此利用城市污泥添加粉煤灰、草粉制肥，即可为农业提供复合肥产品，满足我国农业化肥产品结构调整的需要，同时实现了对城市污泥和粉煤灰、草粉等环境污染源的综合利用，使废物资源化。有着极大、长远的社会效益和一定的经济效益。

从世界范围看，城市污泥的处理处置方法主要有焚烧、填埋、投海和堆肥等多种形式。焚烧法的技术与设备复杂，能耗大，投资高，并伴有大气污染问题；填埋法受到用地的限制；投海会污染海洋，对海洋生态系统和人类食物链会造成威胁，国际公约已明令禁止；用生产有机肥法处理后的城市污泥进行农业利用，具有经济简便、可资源化等优点，已经引起广泛重视，是目前呼声最高最理想的处理途径。高温堆肥技术是发达国家在20世纪初开发研究成功的，目前在英国、美国、德国、日本等国家都已广泛采用高温堆肥技术对城市污泥进行无害化处理，如美国每年约有49％的城市污泥制成肥料施于农田或林地。德国ETH/OAM再生公司研究开发的城市污泥无害化农用技术克服和解决了脱水污泥无害化和综合利用的问题，降低了城市污泥无害化处理的成本，在德国得到了广泛的应用。

四、我国农业肥料市场发展现状

随着我国化肥工业迅速发展，氮肥和磷肥的产量目前分别排在世界第二位和第三位，农作物施肥结构也发生了很大变化。七十年代前，农作物施肥中农家肥与化肥的比例是7：3，到七十年代末期，由于化学肥料用量猛增，其比例已改变为3：7。长期施用无机化肥的主要缺点是单独施用肥份不完全，掺合增施则造成溶度积剧增，肥份容易流失，不利于作物生长和利用。并且使土壤盐化板结，污染饮用水源，破坏生态环境。为了避免偏施无机肥料导致的必然后患，有些国家已开始限制偏施化肥而施用有机肥料。有机肥料属于绿色产品，它的施用有利于农业的可持续发展，在农业生产中有着极为重要的作用。

施用有机肥料的优势在于：

1、提供作物生长所需养分：

有机肥经土壤中微生物分解，可不断释放各种作物所需养分，同时释放大量二氧化碳，促进光合作用，提高作物产量。

2、改良土壤，提高耕地生产能力：

有机肥转化成腐殖质，促进土壤形成团粒结构，提高土壤保肥、保水、保温性能，改良土壤。

3、提高化肥利用率：

有机肥与无机肥配合施用，缓急相济，互相补充，可显著提高化肥的肥效。

4、提高农作物产量，改善农作物品质：

有机肥在分解转化过程中，改善和优化了作物营养条件，不仅增加作物对养分的吸收，增强新陈代谢，刺激生长发育，还大大提高农产品的品质。

5、增强微生物活性：

有机肥料不仅有利于增加土壤中微生物的数量，还为土壤中微生物的活动创造良好的环境，增强微生物活性，促进微生物对有机肥料的分解转化能力。

6、防止环境污染，减少疾病传播：

有机废弃物既是肥源，又是污染源。充分利用有机肥料，是变废为宝、提高环境质量的有效措施。

我国长期以来农业追求高产，大量施用化肥，已造成土壤砂化、板结，肥力下降。在我国大量施用有机肥料可有效地协调有机无机肥料结构矛盾，增加养分的有效供给，缓解耕地缺磷少钾的矛盾。

但是，由于有机肥肥效释放慢，养分含量低，施用数量大，且当年利用率低，在作物生长旺盛、需肥多的时期，往往不能及时满足作物的需求，所以需要与无机肥料配合施用。制备有机无机复合肥料是解决以上矛盾的最佳有效途径。

因此，有机无机复合肥料在国内有很大的市场潜力。生产复合肥不仅具有一定的经济效益，同时有很好的社会效益和生态效益，有利于我国农业的可持续发展。

五、项目的技术基础

城市污泥无害化农用技术是在高温堆肥技术的基础上，研究电厂粉煤灰或草粉的各种特性，并吸收德国ETH/OAM再生公司应用粉煤灰和污泥在德国农业应用的研究技术，解决了脱水污泥含水率高不宜发酵的关键技术。其工艺是将脱水污泥按一定比例与添加物质均匀混合，按一定的炭氮比，在一定温度条件下，通过堆肥完成对污泥的脱水和有机物熟化处理。此项技术生产的基本

2.城市污水处理厂污泥的综合利用与资源化 篇二

关键词：污泥,污泥处置,综合利用

城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物,含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等,如果不加处理的任意排放和投弃会对环境造成严重的污染。随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化,污泥的产生量必将有较大的增长。如何妥善地处置污水厂污泥,并将其作为一种新的资源加以有效利用,变废为宝,已成为城市污水厂和相关部门面临的一个重要课题。

1 污泥堆肥

污泥脱水后堆肥农用是目前国内一些污水处理厂正在进行研究和开发的课题,污泥中含有大量的有机质、氮、磷、钾等植物需要的养分,其含量高于常用牛羊猪粪等农家肥,可以与菜籽饼、棉籽饼等优质的有机农肥相媲美。但污泥中也含有对植物及土壤有危害作用的病菌、寄生虫卵、难降解有机物、重金属离子以及N,P的流失对地表水和地下水的污染,甚至可能含有一些致癌物质,目前对重金属污染研究较多。因此,在作农田林地利用前,应进行堆肥处理以杀死病菌及寄生虫卵,同时还应去除这些有害物质。目前普遍的问题是检测手段跟不上要求,处理成本无法和经济效益相平衡,化肥的普遍应用造成销售市场难以开发等,这些使得此种处置方式尚未得到普遍的推广。

2 污泥硝化制沼气

污泥厌氧硝化不仅是现在,而且也是未来应用最为广泛的污泥稳定化工艺。

但当处理厂规模较小,污泥数量少,综合利用价值不大时,也可采用污泥好氧硝化。它的主要优点是:运行操作比较方便和稳定、处理过程需排出的污泥量少。但运行费用大、能耗多。

在具体工程实践中,污泥处理采用哪种工艺,厌氧硝化还是好氧硝化,应视具体情况而定。

3 污泥燃料化技术

污泥燃料化方法目前有两种:一种是污泥能量回收系统,简称HERS法(Hyperion Energy Recycle System);第二种是污泥燃料化法,简称SF法(Sludge Fuel)。

1)HERS法。HERS法是将剩余活性污泥和初沉池污泥分别进行厌氧硝化,产生的硝化气经过脱硫后,用作发电的燃料。混合硝化污泥离心脱水至含水率80%,加入轻溶剂油,使其变成流动性浆液,送入四效蒸发器蒸发,然后经过脱轻油,变成含水率2.6%、含油率0.15%的污泥燃料。轻油再返回到前端做脱水污泥的流动媒体,污泥燃料燃烧产生的蒸汽一部分用来蒸发干燥污泥,多余用来蒸汽发电。

HERS法所用的物料是经过机械脱水的硝化污泥。污泥干燥采用的多效蒸发法一般是用蒸发干燥法,不能获得能量收益,而采用CG法可以有能量收益;污泥能量回收有两种方式:即厌氧产生硝化气和污泥燃烧产生热能,然后以电力形式回收利用。

2)SF法。SF法工艺将未硝化的混合污泥经过机械脱水后,加入重油,调制成流动浆液送入四效蒸发器蒸发,然后经过脱油,变成含水率约5%、含油率10%以下,热值为23 027 kJ的污泥燃料。重油返回作污泥流动介质重复利用,污泥燃料燃烧产生蒸汽,作为污泥干燥的热源和发电,回收能量。

HERS法与SF法的不同:1)前者污泥先经过硝化,硝化气和蒸汽发电相结合回收能量。后者不经过污泥热值降低的硝化过程,直接将生成污泥蒸发干燥制成燃料。2)HERS法使用的污泥流动媒体是轻质溶剂油,粘度低,与含水率80%左右的污泥很难均匀混合,蒸发效率低,而SF法采用的是重油,与脱水污泥混合均匀。3)HERS法轻溶剂油回收率接近100%,而SF法重油回收率较低,流动介质要不断补充。

4 污泥的建材利用

污泥的建材利用大致可归结为以下方法:制轻质陶粒、制熔融材料和熔融微晶玻璃,生产水泥、制砖、生化纤维板等。过去大部分以污泥焚烧灰作原料生产各种建材,近年来,为了减少投资(建设焚烧炉),充分利用污泥自身的热值,节省能耗,直接利用污泥作原料生产各种建材的技术已开发成功。

污泥制轻质陶粒的方法按原料不同可分为两种:用生污泥或厌氧发酵污泥的焚烧灰造粒后烧结。这种方法20世纪80年代已趋向成熟,并投入应用。利用焚烧灰制轻质陶粒需要单独建设焚烧炉,污泥中的有机成分没有得到有效利用。近年来开发了直接从脱水污泥制陶粒的新技术。

污泥熔融制得的熔融材料也可以做路基、路面,混凝土骨料及地下管道的衬垫材料。但是以往的技术均以污泥焚烧灰做原料,投资大,污泥自身的热值得不到充分利用,成本高,阻碍了进一步推广应用。近年来开发了直接用污泥制备熔融材料的技术,大大降低了投资和运行成本,提高了产品附加值。

近年来,日本利用城市垃圾(污泥)焚烧灰和下水道污泥为原料生产水泥获得成功,用这种原料生产的水泥叫生态水泥,2001年已建成第一座生态水泥厂,年生产能力为11万t。一般认为污泥作为生产水泥原料时,其含量不得超过5%,按此估算,日本东京污水处理厂的污泥可年产200万t生态水泥。由此可知,污泥生产水泥既是污泥资源化利用的重要途径,也是行之有效的方法,已引起国内外的高度重视。

污泥制砖的方法有两种:1)用干化污泥直接制砖;2)用污泥灰渣制砖。用干化污泥直接制砖时,应对污泥的成分作适当调整,使其成分与制黏土砖的化学成分相当。当污泥与黏土按重量比1∶10配料时,污泥砖可达普通红砖的强度。利用污泥焚烧灰渣制砖时,灰渣的化学成分与制黏土砖的化学成分是比较接近的,制坯时只需添加适量黏土与硅砂。比较适宜的配料重量比为:灰渣∶黏土∶硅砂=100∶50∶(15~20)。

污泥制生化纤维板,主要是利用活性污泥中所含粗蛋白(有机物)与球蛋白(酶)能溶解于水及稀酸、稀碱、中性盐的水溶液这一性质,在碱性条件下加热、干燥、加压后,发生蛋白质的变性作用,从而制成活性污泥树脂(又称蛋白胶),使之与漂白、脱脂处理的废纤维压制成板材。其品质优于国家三级硬质纤维板的标准。

5 活性污泥做粘结剂

污泥本身含有有机物,如蛋白质、脂肪和多糖,既具有一定的热值,又有一定的粘结性能。活性污泥做粘结剂将无烟粉煤加工成型煤,而污泥在高温气化炉内被处理,防止了污染;污泥作为型煤粘结剂,替代白泥可改善在高温下型煤的内部孔结构,提高了型煤的气化反应性,降低了灰渣中的残炭,提高炭转化率,污泥既可以作为一种粘结剂,同时也是一种疏松剂,污泥的热值也得到了利用,且污泥处理量大。

6 剩余污泥制可降解塑料

聚羟基烷酸(PHA)是许多原核生物在不平衡生长条件合成的胞内能量和碳源贮藏性物质,是一类可完全生物降解,具有良好加工性能和广阔应用前景的新型热塑材料。在化学合成塑料所造成的“白色污染”日益严重的今天,PHA作为合成塑料的理想替代品,已成为微生物工程学研究的热点。目前利用纯种发酵生产是获得PHA的主要途径,但由于生产成本过高制约了其大规模的商业化应用。因此,降低PHA的生产成本是大规模商业化应用PHA所需解决的首要问题。活性污泥是废水处理系统中自然形成的微生物和有机物的聚集体,1974年有人从活性污泥中提取到PHA,为利用活性污泥生产PHA奠定了基础。

7 污泥低温热解制燃料油

污泥低温热解是一种发展中的能量回收型污泥热化学处理技术,利用污泥有机质在催化剂作用下无氧加热条件下的部分热裂解过程,产生活性衍生燃料的技术。经此过程污泥转化为燃烧特性优越的油、炭和可燃气,过程所需的能量由产生的燃料燃烧提供,剩余能量以燃料油的形式回收。此技术由Bayer和Bridle进行了实验室研究,Canada进行了中试研究,证明是一个能量自给有余的过程,有可观的应用前景。

8 结语

城市污泥经过碱容、稳定和无害化处理后,可以作为资源加以综合利用,不仅可以处置污泥,而且还可以充分利用资源,节约资源,为污水处理厂的污泥处置与处理找到一条化害为利、变废为宝的理想出路,实现经济利益与社会效益同步增长。我们应立足于本地区的实际情况,在兼顾环境生态效益、社会效益和经济效益平衡的前提下,审慎地、全面地论证各种综合利用方案实施的可行性,选择适合我国国情的有前途的综合利用方式。

参考文献

[1]周少奇.城市污泥处理处置与资源化[M].广州:华南理工大学出版社,2002.

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[4]宋秀兰,李亚新.污泥资源化技术的研究进展[J].化工环保,2006(4):291-293.

3.城市污泥资源化利用途径探讨 篇三

【关键词】城市；污泥；污染；资源化利用；能源化利用

随着城市人口的增加，城市污水处理量也日益增加。大量污水處理厂投入运行，必将产生大量污泥，污泥是污水处理过程产生的沉淀物质以及污水表面的漂浮物，属于一种固体废弃物。污泥中含有大量无机及有机固体污染物和病原微生物及寄生虫卵重金属和有毒有害物质，因此，污泥的处理显得尤为重要。传统的处理方法有填埋、填海、焚烧、土地利用等，但随着其有害面的凸显，这些方法在应用上受到了限制。

1、当前城市污泥处理现状

污泥的处置与利用是当前环境科学中的重要课题。国际上，西方发达国家经济雄厚，技术先进，处理程度较高。各个国家和地区根据自己的实际情况来选择较为合适的处理方法。例如，西欧主要以间接热干化为主，美、英以填埋、农用为主，而日本主要采用焚烧。欧洲如德国、荷兰等国建有大型污泥预干化厂，预干化的污泥含水量达60％后，进入电厂焚烧或堆肥农用，实现能源再利用。

在我国，由于经费和技术上的问题，目前污泥尚无稳定而合理的出路，总的状况还是以填埋、堆放为主。有资料表明，建成的污水处理厂中90％以上没有污泥处理的配套设施。在一些地方，由于滥用污泥，使致重金属、有机物以及病虫害等直接危及人体健康，造成对环境的二次污染。

2、污泥资源化利用的途径

2.1 污泥的土地利用

（1）农田利用与堆肥

污泥中含有大量农作物所需的营养成分，如N、P、K和微量元素Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等，所以相对于传统的污泥填埋或焚烧处理工艺，污泥农田利用是一种更合适的处置方法。污泥可以作为土壤调节剂，改善土壤的通气性和对酸碱的缓冲能力，提供养分交换和吸附的活性位点。然而，由于污泥中含有重金属和病原菌等有害物质，大量施用会对地下水和土壤造成严重污染，尤其是在秋冬季节，所以污泥直接农用受到了一定程度的限制。

污泥农用的另一种方式就是堆肥，是克服污泥直接农用中种种弊端的最佳预处理方法。污泥在堆肥过程中，温度可达50℃～70℃时，几乎可以杀死所有病原菌，大量细菌被降解成可以利用的有机质，重金属元素也得到了稳定处理，所以较之污泥直接农田利用不但肥效甚增、挥发分减少，而且污泥中的有机污染物和重金属也有所降低，减少了对土壤和农作物的污染，是一种有效的资源化方法。

（2）林地利用与绿化利用

污泥除了农用之外，还可以用在森林土壤的改良中。污泥中含有丰富的营养成分和微量元素，可以补充森林土壤由于长期使用而带来的营养成分不足，增强土壤肥力，改善树木的生长状况。自1973年，Murray等研究发现，施用污泥堆肥可使草坪土壤的吸热、吸水与保水、保温能力增大，草的发芽率增高，至今，已有很多学者投身污泥绿化利用的研究行列。薛澄泽等的研究证明，在不利于植物生长的高速公路绿化带施用污泥堆肥以后，可给绿化带土壤引入植物生长所需要的养分和有机质，改善植物的生长状况。随着这些研究的不断进展和社会的发展，污泥将越来越多地应用于长沙的园林绿化，包括林地、草地、高速公路的隔离带、市政绿化、育苗基地、高尔夫球场、草坪等的绿化，给人们营造更好的生活环境。

2.2 污泥能源化

（1）污泥消化制沼气

厌氧消化是利用无氧环境下生长于污水和污泥中的厌氧菌菌群的作用，使有机物经过液化、气化而分解成为稳定物质，病菌寄生虫卵被杀死，固体达到减量和无害化的方法。这些菌群可分为以下两类：兼性厌氧菌和转型厌氧菌。污泥消化过程分为两个阶段：一是酸性消化阶段，即高分子有机物首先在胞外的作用下水解与酸化；二是碱性消化阶段，即专性厌氧菌将第一阶段由兼性厌氧菌产生的中间产物和代谢产物分解成甲烷、二氧化碳和氨。

有机污泥经消化后不仅使有机污染物得到进一步的降解、稳定和利用，而且污泥数量迅减（在厌氧消化中，按体积计约减少1/2），污泥的生物稳定性和脱水性大大改善。污泥厌氧消化过程中产生的能量（甲烷）有时超过废水处理过程所需的能量，可以为厂区及附近居民提供能源。污泥消化在废水生物处理厂中是必不可少的，它同废水处理结合在一起，构成一个完整的处理系统，才能达到有机物无害化处理的目的。

（2）污泥制合成燃料

城市污泥中含有大量的有机物，约占70％～80％左右，脱水污泥的发热量也很高，因此可以将污泥制成合成燃料。苏铭华介绍了一种可以替代矿石燃料的技术，污泥质废弃物衍生燃料技术。将污泥废弃物衍生燃料以25％～30％的比例掺入矿石燃料中，已经在多家印染厂导热油锅炉试用，燃烧情况稳定。Otero采用热接种量分析法评估了污泥的掺入对煤燃烧的影响，结果表明在污泥掺入量≤10％时，煤的重量损失和热量损失都是可忽略不计的。

（3）污泥热解制油

污泥热分解是在无氧或低于理论氧气量的条件下，加热到一定的温度（高温500℃～1000℃，低温﹤500℃），在催化剂的作用下把污泥中有机物转化为碳氢化合物，由于干馏和热分解作用使污泥转化为反应水以及油、不凝性气体和炭3种可燃产物。该技术首先由Bayer等人提出，各国科研人员在污泥热解方面做了大量的工作，如Dominguez等采用微波热解污泥得到的气体比传统的热解方法要高。该方法不仅克服了传统污泥制油可能带来的环境影响和毒效应，还能保留原污泥中的养分如脂肪酸和氧化有机物。

2.3 污泥的建材利用

（1）污泥制生态砖

污泥制生态砖的方法有以下两种：一种是用干污泥直接制作生态砖；另一种是用污泥焚烧灰渣制作生态砖。用干污泥直接制砖时，应该在成分上做适当的调整，使其成分与制砖黏土的化学成分相类似。当污泥与黏土按质量比1：10配料时，污泥砖可达到普通红砖的强度。将污泥干燥后，粉碎成制砖的粒度要求，在其中掺入黏土与水，混合搅拌均匀，制坯成型焙烧。一般情况下，污泥焚烧灰的成分与制砖黏土成分接近，制坯时只需添加适量黏土与硅砂，比较适宜的配料质量比为：m（焚烧灰：黏土：硅砂）＝100：50：（15～20）。

研究发现在污泥质量分数达到20％时，制成的砖仍可符合国家标准；此外，通过毒物浸出测试表明金属的浸出浓度很低；并得出了880℃～960℃下，掺入10％含水量为24％的污泥所制的砖质量是最好的。

（2）生产生态水泥

污泥中含有硅、钙、铝等化学组分与水泥原料大致相同，因此污泥可以作为水泥生产的替代原料。生态水泥的制作工艺与传统水泥基本相当。一般生产1t生态水泥需要垃圾灰0.5t、脱水污泥0.3t、石灰石及黏土等原料0.3t。上述原料经过粉磨、均化、成粒，在1350℃温度下煅烧成熟料，再加入石膏，粉磨制成生态水泥。生态水泥的性能与普通水泥相近，只是凝结时间短，在配制混凝土时需要加入缓凝剂，另外，该水泥含Cl较高，只能配制素混凝土。利用污泥做生产水泥原料有以下3种方式：一是直接脱水污泥：二是干燥污泥；三是污泥焚烧灰。不管是哪种方式，关键是污泥中所含无机成分的组成必须符合生产水泥的要求。

（3）生产陶粒

污泥扣除烧失量后其化学成分与黏土相近，理论上可以代替黏土参与陶粒的配料。污泥陶粒最早是由S.Nakouzi等提出，以城市污水处理厂污泥为主要原料，掺加适量黏结材料和助熔材料，经过加工成球、焙烧而成的。污泥轻质陶粒的方法按原料的不同可分为以下两种：一是用生污泥或厌氧发酵污泥的焚烧灰制粒后烧结，但是此方法需要单独建焚烧炉，污泥中的有机成分没有得到有效的利用；二是直接从脱水污泥制陶粒，含水率50％的污泥与主材料及添加剂混合，在回转窑焙烧生成陶粒。

2.4 污泥活化制吸附剂

剩余污泥中大约含有60％～70％的粗蛋白质，25％左右的碳水化合物，无机成分占5％左右。在一定的高温下以污泥为原料通过改性可以制得含碳吸附剂。制得的吸附剂有较高的COD去除率，是一种性能优良的有机废水处理剂，吸附饱和后如果不能再生，可以用作燃料在控制尾气条件下进行燃烧，使污泥中的有害因子被彻底的分解。赵毅等在最佳工艺条件下，即活化温度为500℃，活化剂为40％的氯化锌，活化时间20min，污泥与活化剂固液比为1：3，制备的活性炭附碘值达580mg/g；方平等人采用ZnCl2活化法制备的污泥含碳吸附剂去除水中Cu2＋，取得了较好的效果；也有研究实现了对SO2、H2S等的有效吸附。

3、污泥资源化利用的注意事项

污泥处理是污水处理的重要组成部分，只有污水处理的后继部分得到妥善处理，也就是污泥的处理与资源化利用相结合，才能避免污泥造成的二次污染，所以在污泥资源化利用的同时应该充分考虑其环境效益、社会效益及经济效益，从而应该注意以下几点：

(1)不是所有的污泥都可以通过堆肥化去除其有害成分，来成为土壤改良剂和植物营养源的，很多工业废水中含有许多重金属和有机物不能作为肥料和土壤改良剂。此外，剩余污泥中含有重金属离子、呋喃等有害物质，若长期将剩余污泥用于土地，会因为有害物质的积累而影响人体健康。

(2)当处理厂规模较小、污泥数量少时，采用污泥厌氧消化制沼气综合利用价值就不会大，这时可考虑采用污泥好氧消化处理。

(3)污泥制轻质陶粒要得到广泛的应用，还必须先解决成本和流通上的问题；利用污泥生产水泥时，要解决好污泥的储存、生料的调配及恶臭的防治等，确保生产出符合国家标准的水泥熟料；生态水泥含氯盐较高，会使钢筋锈蚀，然而水泥原料的脱氯技术已经开发成功，生态水泥的质量有望得到提高，其应用范围必将不断扩大。

4、结束语

总之，污泥的产量未来几年还会大量增长，污泥的處理将成为了环境治理工作的新难点、新挑战。因此，污泥的处理应从长远考虑，化废为宝，变废为宝，加强污泥资源化和能源化的开发利用，积极寻求新的利用途径，将大量的污泥变为有利于保护环境的可用物质，追求更高的经济效益和环保效益。

参考文献

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[2]班福忱,刘明秀,李亚峰,张吉库.城市污水处理厂污泥资源化研究探讨[J].环境科学与管理,2006年05期.

4.城市污水处理厂污泥的综合利用与资源化 篇四

摘要：城市污泥如果处理不当进入环境，会对周围环境造成一定的危害。污泥经过减容、稳定和无害化处理后，可以作为资源加以综合利用。当前国内外各污水处理厂传统的污泥处理方法主要有调理、浓缩、脱水、干燥、消化、堆肥等，这些方法在工程实践中不断的暴露出一些缺点和不足，于是又有一些新的污泥处理方法被应用到实践中，包括污泥湿式氧化法、蚯蚓处理污泥、膜生物反应器、污泥酸化、污泥人工湿地处理技术、污泥焚烧。污泥的处置方法主要有2种：卫生填埋、污泥投海。在污泥的资源化利用上，各种技术也得到大力的发展，有污泥发电、制作建材、污泥作吸附剂、土地利用与堆肥、低温热解、提取重金属、污泥制动物饲料、污泥制油、污泥作粘结剂等多种技术。防止了污泥的二次污染，也为污水处理厂解决污泥处理问题带来了可观的经济效益和社会效益。关键词：城市污泥；处理处置；资源化 Sludge disposal and reutilization Abstract：If mishandled sewage sludge into the environment, can cause certain harm to the environment.Sludge after reducing capacity, stable and harmless handling, can be used as a comprehensive utilization of resources.The current domestic and foreign various sewage treatment plant sludge treatment methods mainly include traditional nursing, concentration, dehydration, drying, digestion, composting, etc., these methods in engineering practice constantly exposed some shortcomings and the insufficiency, and some new methods of sludge treatment is applied to the practice, including wet oxidation process, the earthworm treatment sludge, sludge membrane bioreactor, sludge acidification, sludge artificial wetland treatment, sludge incineration technology.Sludge disposal method mainly has two kinds: sanitary landfill, sludge to the sea.On the resource utilization of sludge, the development of various technologies have been vigorously, power generation and production of building materials with sludge, sludge adsorbent, land use, extraction of heavy metals, sludge and compost, under low temperature pyrolysis animal feed, as binder in fabrication of sludge oil, sludge and other technology.To prevent the secondary pollution of the sludge, and also for the sewage treatment plant sludge treatment solution has brought considerable economic benefits and social benefits.Keywords: Urban sludge；treatment & disposal；Resource recovery 引言

随着我国经济的高速发展，城市化建设步伐的不断加快，环境污染日益严重。人们对环境质量的要求日益提高，环保意识不断增强，环境保护与治理已成为国家可持续发展中不可或缺的一个重要工作。城市中大量的污水处理厂建立起来，而污水处理过程中产生的大量污泥,其含水率高,还含有大量的N、P、K、Ca及有机质，且 N、P以有机态为主，可以缓慢释放，具有长效性。有机物部分充满着各种各样的细菌、病毒和寄生物,容易腐烂发臭;污泥中还浓缩了锌、铜、铅和镉等重金属化合物,有毒的有机化合物等,如不妥善处理,会形成严重的二次污染。我国目前的环保基础建设全由政府投资,建成后运行费用还要政府补贴,每年的投入预算都不小,因此必须对此予以足够的重视。进行资源化利用,使污泥中的有用成分变废为宝,这是符合可持续发展的战略方针,有利于建立循环型经济,近年来获得广泛的关注。本文旨在通过对当前污泥处理与处置技术及其发展趋势的分析，探讨我国城市污水处理厂污泥如何进一步综合利用并使其达到资源化，从而使我国城市污水处理厂污泥的达到最佳的无害化处理、资源化利用与产业化发展。2 城市污泥的成分、特性和分类 2.1

城市污泥的成分、特性

城市污泥是城市污水处理的产物，成分很复杂，它包括混入生活污水或工业废水中的泥砂、纤维、动植物残体等固体颗粒及其凝结的絮状物、由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物、重金属元素和盐类、少量的病原微生物、寄生虫卵等综合固体物质[1]。污泥的主要特性是含水率高（可高达99%以上），有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小，呈胶体液状。2.2

城市污泥的分类

污泥的分类方法有很多。按污泥的性质，可将其分为有机污泥和沉渣；按污水的处理方法可分为：①初沉污泥②活性污泥③腐殖污泥④化学污泥；依据污泥的不同产生阶段可分为：①生污泥②消化污泥③浓缩污泥④脱水干化污泥⑤干燥污泥。3 城市污泥的处理与处置 3.1

城市污泥的处理

当前国内外各污水处理厂的污泥处理方法主要有调理、浓缩、脱水、干燥、消化、堆肥等。这些方法在工程实践中不断的暴露出一些缺点和不足，于是又有一些新的污泥处理方法被应用到实践中。

3.1.1 污泥湿式氧化法

湿式空气氧化技术(WO法)是将污泥置于密闭反应器中，在高温高压条件下通入空气或氧气作氧化剂，按浸没燃烧原理使污泥中有机物氧化分解，将有机物转化为无机物的过程。该法主要适用于处理各种难降解的有机污泥，缺点是设备复杂，运行和维护费用高。3.1.2 蚯蚓处理污泥

蚯蚓能够有效地处理废水筛余物和污泥，得到一种无气味、类似腐殖质且含有高营养的蚯蚓肥料。经过蚯蚓净化处理，污泥中的 Cu、Zn、Ni 含量均有明显降低；污泥经处理后转变为无臭、疏松、高效的有机颗粒肥料，但处理污泥后的蚯蚓体内有重金属富集，因此不宜作为饲料以免进入人体食物链。3.1.3 膜生物反应器

膜生物反应器是指将膜分离技术中的膜系统与污水生物处理工程中的生物反应器相互结合而成的新工艺。膜生物反应器中污泥的停留时间很长，甚至可避免排泥，但是膜的堵塞和膜材料价格问题限制了该方法的推广应用。3.1.4 污泥酸化

污泥酸化是基于剩余污泥有机物含量高的特点而开发的处理方法[2]。其基本原理是将剩余污泥水解酸化后返回到废水处理系统中一同代谢，从而达到减少或基本无污泥排放的目的。3.1.5 污泥人工湿地处理技术

污泥人工湿地处理技术是一种新型污泥处理技术，它是集污泥浓缩、脱水、降解于一体，可以大量节减基建投资和运行费用。据报道，丹麦采用人工湿地芦苇床系统进行污泥脱水与矿化处理，污泥由于脱水及矿化在床中减少率年平均为90%及96%。该处理技术对污泥处理起主要作用的成分是人工基质、微生物和植物。人工基质为微生物的生长提供稳定的依附表面，为耐水耐污植物提供载体和营养物质，并通过一些物理和化学途径降解污泥；耐水耐污植物除直接吸收利用污泥中的营养物质及吸附、富集一些有毒有害物质外，还有输送氧气到根区和维持水力传输的作用；微生物的代谢作用是污泥中有机污染物降解的主要机制。同时它们相互联系，互为因果，形成一个系统，3.1.6 污泥焚烧

污泥中含有一定量的有机成分，经脱水干燥的污泥可用焚烧加以处理，从而使有机物全部碳化，杀死病原体，最大限度地减少污泥体积。但是其缺点在于处理设施投资大，处理费用高，同时有机物焚烧会产生有毒物质。在国外，特别是西欧和日本已得到了广泛的应用，在日本，污泥焚烧处理已经占污泥处理总量的60%以上，欧盟也在 10%以上。在我国由于其一次性投资和处理成本大、焚烧烟气需进一步处理等问题而一直未得到广泛应用。3.2

污泥的处置

不论用何种方式处理污泥，处理后的污泥处置都是必须要面对的问题。当前国内外污泥的处置方法主要有2种：卫生填埋、污泥投海； 3.2.1 卫生填埋

卫生填埋操作简单，投资费用较小，处理费用较低，适应性强，但是其侵占土地严重，如果防渗技术不够，将导致潜在的土壤污染和地下水污染。在我国，卫生填埋也是主要的处置方法。由于渗滤液对地下水的潜在污染和城市用地的减少等原因，卫生填埋的处理技术标准要求越来越高，许多国家和地区甚至坚决反对新建填埋场。1992年欧盟大约40%的污泥采用填埋处置，近年来污泥填埋处置所占比例越来越小，例如英国污泥填埋比例由1980年的 27%下降到1995年的10%。3.2.2 污泥投海

这是一种操作简单而经济的处理方法，但是，随着生态环境意识的加强，人们越来越多地关注污泥投海对海洋生态环境可能存在的影响。美国于1988 年已禁止污泥海洋倾倒，并于1991年全面加以禁止；日本对污泥的海洋投弃做了严格的规定；中国政府于1994年2 月20日起不在海上处置工业废物和污水污泥[3]。4 城市污水处理厂污泥的综合利用 4.1

发电

目前城市污水处理厂污泥发电的方法主要有两种：一种是污泥燃烧发电，另一种是污泥厌氧发酵产沼气发电。而污泥燃烧发电又有两种：一种是利用污泥中含有的大量有机物，使污泥与煤、生活垃圾、农产品秸秆等混合燃烧来进行热力发电，还有一种是将污泥（已经机械脱水过）首先进行热干燥，然后再在沸腾炉中燃烧产生高压蒸汽，推动蒸汽机发电[2]。4.1.1 污泥燃烧发电

污泥通常是由有机残体、菌体、无机颗粒、胶体等组成，其中活性污泥有机物含量高达 60%~70%[4]，将污泥干化处理后可与煤、生活垃圾、农产品秸秆等混合焚烧具有相当高的热值。绍兴市垃圾和污泥处理综合利用（焚烧发电）工程可日处理绍兴市污水处理厂产生的 1000~1500t 污泥和市区、绍兴县的1200t生活垃圾，年上网电量 2.66×108kW•h，每小时供蒸汽150t以上，实现了污泥与生活垃圾的联合利用。苏州市区娄江污水处理厂产生的污泥，被运往吴中区江远热电厂焚烧发电，6t污泥经能量置换后相当于1t原煤，实现了污泥的无害化和资源化。另外，美国Hyder环保公司提出了一种将污泥（已经机械脱水过）首先进行热干燥，然后再在沸腾炉中燃烧产生高压蒸汽，推动蒸汽机发电的综合系统。和焚烧系统相比，全年处理9.5×104t干污泥，可节省资金 60%。在脱水污泥中加入引燃剂、催化剂、疏松剂和固硫剂等添加剂制成合成燃料的污泥处置方法，目前也引起了人们的重视，该合成燃料可用于工业和生活锅炉，燃烧稳定，热工测试和环保测试良好，是污泥有效利用的一种理想途径[4]。

4.1.1 污泥厌氧发酵产沼气发电

主要是通过污泥厌氧发酵，产生沼气，然后沼气在燃气内燃机的气缸内燃烧做功，把化学能转换成机械能，最终产生电能和热能。这种方法无需对污泥进行脱水处理，经厌氧罐发酵后，能消化75%~80%的污泥，剩余20%~25%的沼渣经脱水无害化处理后，还可制成有机肥；产生的沼气回收到沼气罐内，随时可用于发电，供污水处理厂循环自用；发电产生的余热一部分用来加温发酵池，剩下部分用于区域供热，实现热电联产。麦岛污水处理厂就是利用污泥厌氧发酵，产生沼气，产生的沼气回收到沼气罐内，随时用于发电。污泥发电不仅可以得到电能，经厌氧罐发酵后，也能将污泥的臭味去除，同时减少污泥的体积，节约土地。经调查，到2008年6月，青岛市麦岛污水处理厂的四台500kW沼气发电机组分别顺利完成试车，运行2台机组可给厂内提供700kW•h 的电力输出，每天可节约市电 16800kW•h，节省费用可达1.2万元；运行3台机组可给厂内提供1100kW•h的电力输出，每天可节约市电 26400kW•h，节省费用可达到1.9万元。目前，青岛市麦岛污水处理厂日均耗电达35000kW•h，沼气发电机组的运行，日均节约电耗可达 48%~75.4%，将大大地减少污水处理厂市场电能消耗，降低运行成本，提高经济效益。4.2

建材

由于城市污水处理厂污泥中含有一定的热能，且污泥无机部分含有较多的SiO2和 Al2O3，无机成分可以调整到与粘土相近，因此城市污水处理厂污泥经过处理后可用来生产一些建材而进行利用，如陶粒、水泥、砖瓦等等。4.2.1 污泥制取水泥质材料

污泥含有大量的灰分，尤其是混凝法处理废水的污泥中含有大量的Al、Fe 等成分，是建筑材料可用的添加剂。不过在作为建筑材料之前，有关强度的提高、凝结特性和长期稳定性还需进一步研究。另外，成本高，而且人们对产品的安全产生忧虑，仅在日本等国有少量投产。4.2.1 污泥制陶粒

轻质陶粒一般可做路基、混凝土骨料或花卉覆盖材料使用。污泥制轻质陶粒的方法按原料不同可以分为两种，一是用生活污泥或厌氧发酵污泥的焚烧灰造粒后烧结，这种方法20 世纪 80 年代已趋成熟，并投入应用。利用焚烧灰制轻质陶粒需要单独建设焚烧炉，污泥中的有机成分没有得到有效利用。近年来开发了直接从脱水污泥制陶粒的新技术[1]。4.2.1 污泥制微晶玻璃 微晶玻璃类似人造大理石，可以作为建筑内外装饰材料应用。生产微晶玻璃的原料目前常用污泥焚烧灰，沉砂池的沉砂和废混凝土。原料调整后，熔融温度控制在 1 400～1 500 ℃。熔融物放置一定时间，然后注入模具中成型，随温度的降低生成晶核（FeS），再加热处理，促使晶体成长。热处理后自然冷却，得到各种形状的微晶玻璃。4.2.1 污泥制砖

台湾的一个研究小组发现，下水道污泥可压制成普通的建筑用“生态砖”。这种污泥生态砖是在黏土砖中混入10%污泥，并在900℃条件下烧制，可达到最佳效果。这种方法不仅处理了污泥，还在烧制过程将有毒重金属都封存在污泥中，也杀死了所有有害细菌和有机物，而且这种砖完全没有异味。4.3 吸附剂

活性污泥具有良好的吸附性，通过对剩余污泥经高温分解或添加化学活化剂等方法进行再活化，可以将城市污水处理厂的污泥制成具有良好吸附性的吸附剂。陈春云等[10]通过对污泥吸附剂的制备及其吸附性能的研究表明，按一定比例添加活化剂ZnCl2于处理过的干污泥中，在 550℃下恒温热解 60min后具有最大比表面积，污泥与活化剂质量比为5：3。利用量大面广的城市污水处理厂活性污泥制备吸附剂，达到以废治废的目的，符合国家的产业政策，是变废为利的综合利用途径。但因使用了较贵的氯化锌而使研制成本较高，且与商品活性炭相比，污泥改性吸附剂的吸附性能尚有一定差距，需进一步研究。4.4

土地利用与堆肥

污泥的土地利用就是把污泥或污泥堆肥用于林地、育苗、观赏植物、草皮、公园、农田、牧草、果树、蔬菜、高尔夫球场、垦荒地、填埋矿坑、固定海滩、高速公路绿化带及建筑供游乐的海岛等。城市污水处理厂的污泥是一种十分有效的生物资源，它含有丰富的有益于植物生长的养分（N、P、K 等）和大量的有机物质，可以进行有效的利用来进行堆肥。但是由于污泥的含水率很高，易腐烂发臭，且含有病原菌、重金属及毒性有的降解相差不大。污泥堆肥可采用自动控制系统大大的提高了污泥堆肥的效率与成功率，堆肥的产品稳定性更佳。高定等[11]通过对城市污泥堆肥过程自动测控系统进行的研究表明，与定时控制相比，利用堆肥自动测控系统进行自动监测和控制的堆肥时间缩短了28%，有机物降解更加充分，减量化明显，可以提高堆肥产品质量，后续脱水成本较低，具有明显的优越性。与传统堆肥相比，堆肥时间至少可缩短15~30d，堆肥的成功率和堆肥产品质量得以明显提高。采用堆肥过程控制系统可以更准确、更及时、更有效地监控堆肥过程，产品质量稳定，同时可以节约大量的人力、财力和物力。莱芜污水处理厂污泥堆肥经检测，处理污泥后水分含量≤30%，非毛秺孔隙度≥15%，蠕虫卵死亡率>95%，未检出沙门氏菌等具有传染性的病原体。肥质比较疏松，无明显的恶臭，有机质含量在 250g/kg以上，pH值在6.5~8.0之间，基本符合园林绿化介质土的准入条件。莱芜市市区园林绿化面积1000hm2，以腐熟堆肥每亩施用1t计，则仅园林地种植笑纳腐熟堆肥量就为 1.5万t，而本工程年堆肥1.2万t，因此具有很大的市场空间，预计经济效益明显。4.5

低温热解

污泥可通过干馏提取油、气等，不但可做燃料也可以用于制造四氯化碳等化工产品，具有工业利用前景，且能量回收率高，其经济性优于对污泥的焚烧。但现在对于污泥低温热解的热解机理和动力学研究还比较欠缺，在工艺和设备的改进方面有待新的突破，待这些理论与工艺问题解决后，低温热解将是一种极有前途的污泥资源化技术。4.6 提取重金属

城市污水处理厂的污泥中还会含有部分重金属，如：Hg、Pb、Cu、Zn 等，可以通过对污泥的调理，向污泥中添加化学药剂等，改变污泥中重金属的形态，利用重金属或其化合物的特性从污泥中分离提取出来。向污泥中添加一些还原剂可以将Hg等挥发性重金属还原为金属单质，然后对污泥低温加热使Hg等挥发性重金属挥发进行提取，从而回收利用。也可使一些重金属生成沉淀物沉淀下来，或利用离子交换对重金属进行分离提纯。但由于污泥中重金属的含量较低，分离提纯的成本较高，现在很少在城市污水处理厂里有实际应用，大多数还停留在研究阶段。4.7 污泥制动物饲料

污泥中含有大量有价值的物质，粗蛋白占 28.7%～40.9%、灰分占26.4～46.0%、纤维素占26.6%～44.0%、脂肪酸占0～3.7%。污泥蛋白中含有几乎所有家畜饲料所需的氨基酸，且各种氨基酸之间相对平衡，因此可以作为饲料蛋白加以利用[1]。4.8 污泥制油

把含水率为65%的干污泥在隔绝空气下，加热升温450℃左右，在催化剂作用下把污泥中的有机物转化为碳氢化合物，其性质与柴油相似。目前加拿大正在进行中试实验，澳大利亚Perth也正在建造利用热化学方法将污泥制油的工厂[1]。4.9 污泥作粘结剂

活性污泥作粘结剂将无烟粉煤加工成型煤，而污泥在高温气化炉内被处理，防止了污染；污泥作为型煤粘结剂，替代白泥可改善在高温下型煤的内部孔结构，提高了型煤的气化反应性，降低灰渣中的残炭，提高碳转化率，污泥既可作为一种粘结剂，同时也是一种疏松剂。5 结语与展望 目前，国内污泥处理利用技术较国外一些发达国家还比较落后，人们对污泥资源化利用的必要性认识还不够，许多问题亟待解决。城市污泥的处理方法多种多样，我们应根据污泥量，污泥性质，重金属含量等具体情况作具体分析；一种有效的污泥处置方法,应当兼顾到环境生态效益、社会效益和经济效益。不同地区应当因地制宜采用不同的处理方法,尽量走资源化的道路,减少对环境的影响,避免形成二次污染。为了解决国内污泥处理处置中存在的问题，充分利用污泥资源，必须大力发展污泥资源化利用的各种技术，建立与完善污泥处理处置相关的技术、产业政策，制定污泥处理处置过程中相应的标准和法律法规；尤其要鼓励污泥资源化利用的科学技术进步，如污泥的等离子体气化，积极开发应用新工艺、新材料和新设备，降低现有工艺（如污泥发电、建材利用等）的成本，使污泥的资源化利用向低能耗、低成本、高效率的方向发展，为污水处理厂解决污泥处理问题并带来可观的经济效益和社会效益，这应是今后研究中的重点。参考文献：

[1] 周少奇编著.2002.城市污泥处理处置与资源化[M].广州:华南理工大学出版社.150-168.[2] 朱小山.2002.城市污泥的处理技术及资源化展望[J].四川环境，1(4):8-12.[3] 徐强.2003.污泥处理处置技术及装置[M].北京:化学工业出版社.156-180.[4] 杨子江.城市污泥的综合利用研究[J].再生资源研究，2004,25（1）：32-36.Yang Zi-jiang.Study on the utilization of urban sludge [J].Recycling Research，2004, 25（1）：32-36（.in Chinese）[5] 刘亮，张翠珍.污泥燃烧热解特性及其焚烧技术[M].长沙：中南大学出版社，2006.Liu Liang，Zhang Cui-zhen.Characteristics of Sludge Combus － tion Pyrogenation and Incineration Techniques[M].Changsha： Central South University Press，2006（.in Chinese）

5.城市污水处理厂污泥的综合利用与资源化 篇五

摘要：文章分析总结了活性污泥膨胀的假说与形成原因,阐明在污水处理厂建设工程实际中控制污泥膨胀的具体措施和方法,为污水处理厂运行和理论研究提供一定的经验指导.作 者：温国芬 李国良 作者单位：温国芬(河南石油勘探局)

李国良(河南油田工程咨询有限公司)

6.城镇污水污泥的建材资源化利用 篇六

1 污水污泥的组成及特性

污泥的组成、性质和数量主要取决于废水的来源和污水处理工艺。污泥按照来源可分为:栅渣来源于格栅, 包括粒径足以在格栅上去除的各种物质;无机固体颗粒来源于沉砂池, 其数量约为30 cm3/m3, 这些固体颗粒中可能含有有机物, 特别是油脂;初次沉淀污泥来源于初次沉淀池, 通常为灰色糊状物;剩余活性污泥来源于二次沉淀池, 是传统活性污泥工艺等生物处理系统中排放的剩余污泥, 其中含有生物体和化学试剂;化学污泥来源于化学沉淀池, 指混凝沉淀工艺中形成的污泥, 其性质取决于采用的混凝剂种类[2]。城镇污水处理厂污泥的基本理化成分如表1所示。

污泥含有多种有毒有害物质, 易于腐化发臭、颗粒较细, 相对密度约1.02, 含水率高且不易脱水, 属于胶状结构的亲水性物质[3]。一般来说, 污泥由固相和流动相组成。固相包括有机物和无机物, 有机物包括生物质类物质如纤维素、木质素等, 化合物如腐殖质、醇、酸、芳香族等, 以及微生物和毒害性有机物等。无机物包括毒害性元素以及无机矿物元素Si, Al, Fe, Ca。无机矿物元素通常对环境而言是惰性的, 但对污泥中重金属存在形态和污泥制建材的适用性有较大影响。污泥流动相主要由水及溶于水中的各种有机和无机物质组成。

污泥特性是污泥利用、处置的重要依据, 其主要特性如下:污泥中营养物质含量高, 如蛋白质、碳水化合物和脂肪, 以及N、P、K等植物生长所必须的微量元素;污泥中重金属离子含量高, 如Cu, Pb, Cd, Zn, Cr, Ag和Ni等有害有毒重金属;污泥中有毒有机物与微生物含量高, 病原体主要有细菌类、病毒与虫卵, 随着污水污泥的排放, 将会对居住环境和人体健康造成不利影响;污泥的C/N比、p H值和碱度高;污泥的可燃性和热值较高, 污水污泥的燃烧热值为5 000 k J/kg~12 000 k J/kg, 个别达到15 386 k J/kg[4], 污泥的可燃性有利于污泥的建材资源化利用, 大多数建材制品在生产过程中均需要烧制, 利用污泥的热值可以节约能源。

2 污水污泥的建材资源化利用

污泥中含有丰富的营养物质, 可以作为肥料, 但污泥中也含有有毒有害的重金属元素以及多种病原体, 可能会对环境和人体健康造成不利影响, 因此污泥在农业方面的应用受到了极大的限制。而污泥填埋需要占用大量的田地, 处理成本很高, 而且随着城市的发展, 需找填埋用地也变得愈发困难。污泥焚烧可以显著减少污泥废弃物的处置量, 但成本过高, 且污泥焚烧带来的二次环境污染也极大地限制了这种处置方式的推广应用。通过对污泥成分和组成的分析可知, 污泥中除了有机物外, 还含有20%~30%的无机物, 主要是富含Si, Al, Fe, Ca等元素的矿物质, 这与许多建筑材料的原料组成相近, 因此用污泥制造建筑材料具有明显的可行性和可持续性。

2.1 污泥制砖

污泥制砖主要有3种方法[3,5], 一是使用干化污泥直接制砖;二是用污泥焚烧灰制砖;第三种是将脱水污泥与配料 (粉煤灰、页岩等) 混合制砖。

用干化污泥直接制砖时, 需对污泥的化学成分作适当调整, 使其与制砖粘土的化学成分相当。为了提高制砖强度, 首先对污泥进行除臭处理, 然后加水使其含水率达到90%以上, 再用化学方法 (按水不溶和弱酸不溶) 去除重金属, 同时进行破胶处理 (防治污泥胶结, 影响污泥脱水) 、助滤及颗粒分离, 最终进行重力真空分离生产制砖材料[3]。赵伟等[6]研究了利用污泥为部分原料生产页岩砖的生产试验。研究表明, 在页岩粉中加入质量百分比为10%的干污泥烧结成砖, 砖的各项性能符合国家标准, 不仅可以节约燃煤和矿物资源, 提高砖的隔热保温性能, 还可以大量利用污泥。李淑展等[7]将污泥粉与配料加水混合后, 压制成型或烧制地砖, 通过对砖的抗压、抗折、抗磨损性能、腐蚀性能及影响因素进行检测和分析, 表明随污泥含量增加, 砖的抗压强度显著下降, 抗折强度略有增加;细粒径污泥粉配料有利于提高制品整体强度;采用复合材料结构可提高制品的抗压强度;成品的抗磨损性能优于普通砖, 略低于普通市售陶瓷砖。这种地砖的水浸出液不具有腐蚀性能, 且污泥中所含重金属被很好固化在砖中不能渗出。

将污泥焚烧灰与粘土混合制砖, 其中污泥焚烧灰的掺量可高达50%, 砖的综合性能好, 但没有利用污泥的热值。Nagaharu Okuno[8]曾报道过用100%的下水道污泥燃烧灰制砖, 在日本已有8家这样的公司。污泥燃烧灰制砖的成型压力很高, 100%灰粒的最佳成型压力为98 MPa, 在1 020℃左右烧成。但也存在一些问题, 在湿气的作用下, 砖表面会生长苔藓或是泛白。要解决这些问题, 可以提高烧成温度与进行表面化学处理[9]。

利用污泥烧制建材制品时可将含水率约为85%的污泥与粉煤灰或页岩等原料以适当比例混合, 这种方法可有效利用污泥中的水分, 减少污泥的处理工艺, 具有一定经济效益。任伯帜等[10]进行了粉煤灰-粘土砖烧制过程处理污泥的试验研究, 结果表明, 在生产粉煤灰-粘土砖时可以掺入30%污泥, 显著减少了粘土用量, 烧制成品性能可达国家标准《烧结普通砖》 (GB 5101-2003) 要求。在整个粉煤灰-粘土烧制砖过程中, 含水率为80%的污泥的资源化利用率高达50%。

2.2 污泥制陶粒

陶粒可以用于配置轻集料混凝土、生产轻质墙体材料、做屋面保温等。陶粒及其制品具有性能优良、节能显著、用途广泛等特性, 自20世纪中期问世以来, 在各国大量使用。污水污泥含有较高的有机质, 烧结收缩率大, 不能单独烧制陶粒, 必须配合其他材料一起烧制。

污泥陶粒最早是由S.Nakouzi等提出, 以污水污泥为主要原料, 掺加适量粘结材料和助熔材料, 经过加工成球、焙烧而成。K.J.Mun[11]用湿的污水污泥与烘干磨细粘土混合, 制备出密度700 kg/m3~900 kg/m3, 吸水率20%~25%的陶粒, 并进行了配制混凝土的研究。Ing-Jia Chiou[12]等用污水污泥焚烧灰、膨胀粘土进行了烧制陶粒的研究。Su-Chen Huang等[13]用采矿重金属污水污泥和高炉飞灰通过隧道窑制备陶粒。Chen-Chiu Tsai等[14]研究了利用污水污泥制备陶粒时Si O2与Al2O3的比例的影响, 结果显示, 无定形的Si O2可以显著降低融化温度并能增强发泡, 而Al2O3有助于提高强度。重庆大学钱觉时等[15]发明了一种污水污泥页岩陶粒的制备方法, 是以污水处理厂直接排放的污水污泥和普通页岩以及石灰石粉或电石渣粉等助熔材料为原料, 先将页岩磨细成页岩粉, 再将污水污泥、磨细的页岩粉以及助熔材料混合均匀, 再造粒成球, 然后入窑经过干燥、预热、焙烧的烧制过程后, 出窑自然冷却而成。经测试, 采用此发明方法制备的污水污泥页岩陶粒的主要性能达到或超过《轻集料及其试验方法》 (GB/T 17431.1-1998) 的要求。

此外, 用污泥烧制陶粒可以显著降低重金属的危害。重金属具有剂量小、危害大、易富集等的特点, 一直是限制污泥农业利用的最主要的原因。即使是植物必须的微量元素, 如Cu和Zn等, 其在土壤中的含量超过了一定浓度, 也会对植物产生毒害作用。同时, 这些有害重金属元素也会随着食物链和水源进入人体, 威胁人体健康。而利用污泥烧制陶粒, 重金属可被固化于陶粒中不易浸出, 不会对环境造成污染[16]。

2.3 污泥制水泥

水泥行业对污泥这种二次资源的利用会产生节约原材料和能源两方面的效益, 而且对环境的污染最小。污泥虽然成分复杂, 且含有大量的有害物质, 但是污泥具有较高的烧失量和热值, 扣除烧失量后, 其化学成分与粘土质原料相近, 污泥中的主要化学成分是Si O2、Al2O3和Fe2O3, 这和水泥原料中的硅质原料相同。在水泥生产中, 污泥不仅可以部分替代粘土用于配料, 而且还起到提供热值节约燃料的作用[17]。漆宏[18]利用重庆市长寿、涪陵、渝北、垫江及丰都5个区县的活性污泥, 探讨了利用城市污泥中有机和无机成分生产水泥的可行性, 结果证明, 采用水泥窑头窑尾污泥双掺组合生产工艺, 用污泥生产生态水泥是可行的。日本[19]研究人员将城市垃圾烧成灰 (日本称之为烧却灰) 和下水道污泥作为原料制造水泥, 不仅能降低废弃物处理的负荷, 还节约了资源和能源。

2.4 污泥制生化纤维板

利用污泥中蛋白质的变性作用, 在碱性条件下将其加热、干燥、加压后, 可制成活性污泥树脂, 再与漂白、脱脂后的废纤维胶合起来, 压制成板材, 即生化纤维板, 可以达到国家的三级硬质纤维板的标准[20]。

3 结语

7.城市污水处理厂污泥的综合利用与资源化 篇七

关键词：排海沟；间歇式活性污泥法；盐度；去除率

随着社会的发展，人民生活水平的提高，水资源越来越匮乏，滨海地区利用海水资源将是一个重要趋势。但由于海水含盐量很高，利用后的海水排入现有污水处理系统必然会对其造成影响[1～2]。常规污水处理厂中活性污泥工艺在进水所含海水比例超过48%时出水无法达标，并且SVI值较低[3～4]。

滨海微生物

本文研究如何利用滨海微生物提高污水处理系统在较高盐度下的处理能力，为实际污水厂运行提供一种污泥来源的新思路。

1 实验部分

1.1 水质

（1）实验用海水采用人工配制的方式，向自来水中投加定量的海盐素来模拟自然海水，其盐度为35000mg/L（绝对盐度是指海水中溶解物质质量与海水质量的比值），Cl-浓度为19000mg/L。

（2）实验用营养母液采用如下配方配制，进水COD按营养液实际稀释倍数而定。如需调整COD等指标，需调整稀释倍数，具体进水指标以测得数据为准。

1.2 实验流程

采用SBR工艺驯化污微生物，反应器采用两个15L塑料桶。

图1 驯化用反应器

1.3 实验用污泥来源

实验用污泥取自深圳市南澳码头，在码头生活聚居区有一条排水沟，白天由生活污水冲刷，晚上海水倒灌，此处微生物常年经海水和淡水的反复冲刷。考虑到最终培养目标是活性污泥能处理较低盐度的污水，故取泥时间选在白天。

1.4 分析项目及方法

测试项目主要有：化学需氧量（COD）、氨氮、总磷、MLSS、MLVSS、SVI等。

1.4实验步骤

1.4.1 活性污泥的培养

所用污泥取自南澳生活污水排海沟，取回后镜检发现微生物种类丰富，易于沉降。将菌种置于容器中进行间歇培养。培养阶段，每天换一次水（5L），连续曝气22小时，静沉1个小时换水1个小时，并监测各项指标，观察污泥增长情况、沉淀性能及有机物的去除效率。

由于取回的污泥中有机物的含量较低，故培养时间较长。经过2～3d的闷曝后，容器内出现较小絮状体。污泥的颜色由黑色变为灰黄色。再进过两周的培养污泥的沉降性能良好，污泥浓度达到3000mg/L左右，并且对高浓度有机物的去处率较高70%以上。但是生物相趋于单一化，游离微生物占主体，此类微生物体型较小，但非常活跃。

1.4.2 正式驯化阶段

1、含100%海水阶段，连续培养22天，至COD、氨氮、总磷去除率达到相对稳定，此时把反应器中污泥平分到两个15L的容器中，一组反应器在100%海水条件下培养微生物；另一组改变进水盐度，逐渐培养微生物适应较低盐度的生活污水。

2、含80%海水阶段，连续培养15天，各项指标相对稳定后进入第三阶段。

3、含60%海水阶段，连续培养23天，各项指标相对稳定后进入第四阶段。

4、含40%海水阶段，连续培养10天，各项指标满足城镇污水排放二级标准后进入第五阶段。

5、测定40%海水比例生活污水在一个周期中的污染物去除规律。

6、在进行适应低盐度微生物驯化的同时，继续在100%海水中培养滨海微生物，观察其对营养物质的去处情况，在经过两个月培养后观测在一个周期内污染物去除规律。

2 结果与讨论

2.1 海水在污水中占不同比例时，滨海微生物在短期驯化下对营养物的去除效果

不同盐度下各个阶段最后三天的COD、氨氮、总磷的平均运行指数见表4。

由图可以看出在驯化过程中盐度的改变对驯化的微生物有一定的影响，由进水海水比例由100%变为80%时，原反应器一分为二，考虑到初次盐度减低可能导致细胞胞溶现象的发生，故加大进水营养物的浓度，结果显示在有机物浓度较高时出水效果较差，在经过10天左右的调整期后，污染物去除效率增大；进水海水比例由80%降为60%时，微生物去除效率受较大影响，COD去除率一度接近40%，但是经过较短驯化时间后COD去除效果可恢复至80%以上；进水海水比例由60%降为40%时，由于在盐度改变前期曝气原因致使污泥变黑，COD去除率有一定波动，但是改变盐度后COD去除效率未受到明显影响。

在实验中发现随着盐度的改变氨氮的去除率有一定的改变，在较低盐度下氨氮的去除效率高于高盐度。但总磷的去除率一直较高，受盐度影响并不明显。

2.2驯化结束后考察污泥对COD及氨氮的去除效果

在两个反应器中分别加入低浓度的人工配制的污水，自加入污水后每1个小时取样，所取水样均过滤，避免悬浮物带来的干扰。

图三 100%海水比例中驯化后COD去除情况

图四 驯化至40%海水比例时COD的去除情况

由以上两个图中可以看出 驯化后滨海污泥在100%及40%比例海水中COD均可达到较好的去除率，但由于目的盐度驯化时间的不同，100%海水比例情况下在3小时时间内已经达到城镇污水排放标准，而40%海水比例在4小时时间内同样达到处理效果。

8.城市污水处理厂污泥的固化法处置 篇八

摘要：随着城市污水处理事业的迅速发展,城市污泥的产量越来越大.城市污泥的处置与利用已引起人们的.关注.通过对污泥固化工艺和污水厂现场污泥固化实验的介绍,以寻找出污泥安全处理的途径,实现污泥的稳定化、减量化和无害化.作 者：朱宏 孟玉 Zhu Hong Meng Yu 作者单位：朱宏,Zhu Hong(六安市排水有限公司,安徽,六安,237009)

孟玉,Meng Yu(安徽省建设工程勘察设计院,合肥,230001)

9.城市污水处理厂污泥的综合利用与资源化 篇九

采用田间小区试验,探讨了城市污泥与湖泊底泥土地利用对土壤-植物系统中养分及重金属Cd、Pb的影响.结果表明,城市污泥与湖泊底泥能有效增加土壤养分含量;重金属Cd、Pb仅累积在土壤耕层,难以向下迁移;随施用量的增加,小麦籽粒产量及其对养分的吸收量均随之增加,但仍有大量养分存留在土壤中;植株对重金属的.富集顺序表现为根系>茎叶>籽粒, Cd>Pb,其中,籽粒中重金属Cd、Pb含量均未超出我国食品中重金属限量的卫生标准;如果该污泥、底泥分别以100,200 t/hm2的施用量施入土壤,可以连续施用5 a和6 a

作 者：付克强 王殿武 李贵宝 王学东 FU Ke-qiang WANG Dian-wu LI Gui-bao WANG Xue-dong 作者单位：付克强,王殿武,FU Ke-qiang,WANG Dian-wu(河北农业大学,资源与环境科学学院,河北,保定,071001)

李贵宝,LI Gui-bao(中国水利学会,北京,100053)

王学东,WANG Xue-dong(首都师范大学,资源环境与旅游学院,资源环境与地理信息系统北京市重点实验室,北京,100037)

10.城市污泥处置与其资源化利用分析 篇十

1 国内外污泥常用处置方法

1.1 国外污泥常用处置方法

城市污泥的处置途径因各国经济、社会发展水平的不同而有所差异, 西方发达国家工业化进程较早, 污泥处理技术较为先进, 处理程度较高, 目前发达国家的污泥处置中填埋、农田利用及焚烧占相当大比例, 美国等发达国家主要采用土地利用, 欧洲主要采用卫生填埋, 德国和日本主要采用焚烧技术。

1.2 国内污泥常用处置方法

我国的污泥处置事业才刚刚起步, 整体科技水平落后于发达国家, 根据污泥的最终去向, 目前我国污泥处置主要方法包括简单填埋、污泥农用、焚烧及其他, 其中卫生填埋约占31%, 焚烧约占3.5%, 农用约占42.3%, 其他方法约占10.5%, 没有处置的约占12.7%, 处置方式仍以填埋、土地利用等为主, 对环境影响大、资源化利用程度低。

总体来说, 目前国内外常用的污泥处置方式包括以下几种:一是填埋处置。单独或者与生活垃圾等共同填埋以及污泥焚烧灰式填埋;二是土地处置。主要用于农用、森林与园艺以及废弃矿场等场地的改良等;三是热处置。可使部分有机物分解及亲水性有机胶体物质水解, 可用作制沼气以及利用热化学方法制油等[4,5,6,7,8]。

2 不同污泥处置方法的优缺点

随着科技的发展和人们环境意识的不断提高, 不同污泥处置方法的局限性逐步凸显, 对环境影响极大, 主要表现在占用土地、造成大气污染、地下水污染严重等问题, 给生态环境带来安全隐患。

2.1 简单填埋

这种处置方法简单易行、投资少, 应用较为广泛, 污泥不需要进行高度脱水。污泥可单独或与其他固体废弃物一起填埋, 但是侵占土地严重, 填埋过程中防渗技术必须达标, 若填埋不慎则会严重污染地下水及周边环境。由于城市土地资源有限, 简单填埋的处置方法具有一定的局限性, 且这种方法具有一定程度的潜在危害性, 从而限制了城市污泥简单填埋处置方法的发展, 我国越来越多的地区开始减少甚至限制垃圾填埋场的建设, 简单填埋不会成为城市污泥最终处置的发展方向。

2.2 焚烧

污泥焚烧是较为传统的城市污泥处置方法, 即将湿污泥干化后直接焚烧。这种污泥处置方法较为普遍, 其使污泥中的可燃性成分均能充分燃烧, 有机物全部被碳化, 最终成为稳定的灰渣。焚烧速度快, 无害化比较彻底, 同时余热还可以用于发电或供热等。但其缺点在于是投资大, 设备维护要求较高, 易产生酸性气体、重金属挥发和二噁英等剧毒物质, 环保风险大, 这些缺点限制了污泥焚烧技术的广泛应用。

2.3 堆肥

堆肥化是我国城市污泥达到稳定化、无害化及资源化的主要手段。堆肥化技术是国际上从20世纪60年代迅速发展起来的一项新兴生物处理技术, 其优点是操作简单, 充分利用污泥中的有机物、氮、磷、钾等资源, 肥效较好, 而且还可以达到改良土壤的效果, 促进植物和农作物生长, 是目前较好的污泥处理方法。但缺点是由于我国大多数地区的生活污泥和工业污泥都没有严格区分开, 污泥中含有重金属离子等一系列超标的污染物, 不能可直接还田, 只有少部分未超标的污泥可直接还田, 这也是导致污泥农用技术在实际应用中遇到较多问题的原因。

3 城市污泥的资源化利用

污泥经过合理的处置后, 不仅可以解决城市污泥带来的环境问题, 而且还可以创造一定的经济价值, 通过污泥资源化利用使污泥变害为利, 将污泥处置与资源化利用相结合对其进行综合利用, 从而达到保护环境的目的。鼓励污泥资源化利用的发展趋势, 加强污泥资源化利用技术的开发与推广, 使污泥的利用和资源化相结合成为研究主流。从而改变将污泥视为危险废弃物和“消灭污泥”的观念, 进而实现我国低碳经济和可持续性发展的目标。现介绍几种主要的污泥资源化利用方式[9]。

3.1 土地利用

污泥的土地利用是一种资源化的、化害为利、最有发展潜力的处置方式。污泥作为肥料施用于农田、城市园林绿地具有一定的生态和经济效益, 同时了遵循了资源循环利用和可持续发展的要求。土地利用科学合理, 减少了污泥带来的负面效应, 充分利用污泥中的可利用成分将有机部分转化成土壤改良剂成分, 可以明显改善土壤理化性状和养分状况, 促进作物生长。这种污泥利用方式既处置了污泥, 减少了污泥对环境的潜在威胁, 又恢复了生态环境, 利用前景十分广阔。

3.2 建筑材料利用

污泥中含有20%~30%的无机物, 经焚烧后, 灰渣中主要含有硅、铝、铁、钙等化合物, 是普通硅酸盐水泥成分, 可用作水泥添加料和制轻质骨料等;将湿污泥与黏土掺混后, 可直接用于烧制红砖, 既节约了黏土和水的用量, 也实现了污泥的无害化处置。目前, 污泥在建筑材料方面可以用来制砖、烧制轻质陶粒、生态水泥等。除上述建材利用以外, 还有研究报道:污泥被高分子聚合物吸收水分后, 在添入固化剂后污泥可用来造沙以及制纤维板、生产融熔微晶玻璃以及铺路等, 可见污泥的建筑材料利用有着良好的发展前景。

3.3 农业利用

我国作为农业大国, 一向很重视农田养护, 原则上只要污泥达到国家有关标准就可以用于农田;污泥参与农田的自然物质循环过程, 污泥中富含的N、P、K及微量元素是良好的农用肥料, 土壤施用污泥后可明显提高土壤肥力, 对农作物有增产作用;污泥中的有机质、腐殖质是良好的土壤改良剂, 可以起到改善土壤结构的作用, 使得污泥堆肥达到资源化。污泥农业利用使生产费用降低, 无论从肥效利用、环境生态效益还是经济效益出发, 污泥的这种资源化农业利用都符合我国基本国情, 同时可以实现资源的循环利用[10,11,12,13]。

3.4 热能利用

污泥中含大量有机物、微生物及其所需的各种营养物质, 可用来发酵, 制沼气;其含有大量可燃烧的有机物和定量纤维木质素, 干污泥颗粒可用作发电厂燃料的掺合料, 清洁无污染;污泥中含大量有机物, 也可通过干馏提取焦油、焦炭、燃料油和燃气等。

3.5 其他资源化利用

污泥低温热解制油、制活性碳、消化制沼气、制吸附剂、用作粘结剂、降解氯代化合物;污泥细菌蛋白可制作蛋白塑料、胶合生化纤维板等;污泥气可用作燃料, 还可制造四氯化碳、有机玻璃树脂、甲醛等化工产品。

4 结语