【污水處理廠工藝】城市污水處理中污泥處理的可持續(xù)性分析
1 污泥處理的思路
由于城市污水和工業(yè)污水收集率的提高和污水處理效率的改進（如化學(xué)法除磷可使污泥量增加30%），使得在世界范圍內(nèi)污泥總量急劇增加。
土地應(yīng)用仍是污泥處置中可持續(xù)發(fā)展的一條出路，主要取決于如下因素：
碳和營養(yǎng)物的回用；
周圍有無農(nóng)業(yè)用地及其距離；
低投入和運行花費；
嚴格的法律規(guī)定和控制程序以保證污泥安全和有肥效。
然而，根據(jù)實際情況或當?shù)匾?guī)定，污泥生產(chǎn)者在土地應(yīng)用前不得不進行高級，更昂貴的處理以滿足進一步的要求，如堆肥、高溫消化處理或高溫消毒。
但是，很大一部分污泥因為顯而易見的原因不能用于農(nóng)業(yè)，如微污染物、病菌超標或缺乏肥效、距離太遠等等。有時也可能由于公眾的不信任而不被接受。這樣，污泥或被填埋或通過高溫氧化硝毀。
2 污泥處理的可持續(xù)性戰(zhàn)略
在進行任何技術(shù)研究之前，應(yīng)先對公眾是否接受進行評估。即使是從技術(shù)、成本和環(huán)境影響方面來講都是最好的處理方法，也可能由于沒有很好的向公眾進行解釋而遭到否定。不管最終處理方法是什么，能確定的是將來的處理應(yīng)是安全、環(huán)保（保護人和動植物）并且應(yīng)當增值（物質(zhì)和／或能源的回收）。為了這些目的，污泥處理應(yīng)減小污泥體積，改進污泥質(zhì)量，減少有害物的排放。
本文將簡介一些重要工藝，以滿足運營者的需要，并且其中涉及到其他技術(shù)或法規(guī)約束問題。
2.1 土地應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略
為一個先決條件，污泥至少應(yīng)當是穩(wěn)定的，在實際運行上即是要求沒有臭味。當?shù)鼗驅(qū)淼姆煽赡芤髸撸何勰嗫赡鼙灰笙荆褪铣Ｏ疽筮_到一個強制的目標：病原體如腸道病毒、傷寒菌、線蟲、寄生蟲卵等在處理后的樣品中應(yīng)當檢測不到。
生物處理。利用生物工藝處理揮發(fā)性污泥。如厭氧消化（AD）、自養(yǎng)好氧消化（ATAD）工藝。
化學(xué)處理。抑制腐敗揮發(fā)性有機物的降解。如酸性亞硝酸鹽SAPHYRTM工藝。
物理處理。抑制腐敗揮發(fā)性有機物的降解。如污泥焚燒。
這些工藝大部分都有穩(wěn)定和消毒，但是消毒的程度取決于一些參數(shù)如HRT（水力停留時間）或化學(xué)投加量。
顯然熱氧化工藝遠遠超出了污泥穩(wěn)定、消毒和巴氏消毒的要求。因為有機物被完全或幾乎完全消解。
污泥的生物穩(wěn)定
液態(tài)（濃縮后）：消化
我們最熟悉的是傳統(tǒng)的污泥處理方法——消化，它可以減少產(chǎn)泥量。無論好氧或厭氧，它都涉及到很多的能量。目前多數(shù)較大的處理廠或地區(qū)污泥中心都是采用該種方法，此種工藝在數(shù)量上還是領(lǐng)先的。同時，其他一些操作或在消化前或在消化后，也提供了強化的處理能力。
附著態(tài)污泥（脫水后）：堆肥
堆肥是現(xiàn)有的唯一可以把污泥從廢物變成產(chǎn)品的工藝，并被很多嚴格規(guī)定或標準認可。因為污泥變成一種新產(chǎn)品，容易操作（可堆積）而無味，消毒良好并且較干燥。這種工藝越來越流行。另一方面，由于它不減少最終的體積，需要很大的占地面積和較多人員。而且，為了滿足新規(guī)定中（臨時EU標準或EPA A級）關(guān)于消毒和氣味的要求，與傳統(tǒng)的“粗糙”工藝如曝氣靜態(tài)堆相比，需要更先進的工藝如“攪拌式反應(yīng)廊道”，它影響最終的運行費用。
這個工藝主要是通過一個移動的輪子攪拌并推動混合物，同時鼓風(fēng)機在曝氣，加速的生物降解產(chǎn)生一個均勻的泥堆?？偟耐Ａ魰r間可以減小到2周，消毒效果非常好。
污泥的化學(xué)穩(wěn)定。污泥的化學(xué)穩(wěn)定主要是通過一個投加裝置對待穩(wěn)定污泥投加化學(xué)藥劑，以防止發(fā)酵和氣味。大計量投加可使病原體衰減。這種工藝一般投資便宜并且容易操作。但是，泥量不會減少，并且運行費用較高。
這兩種工藝不相互排斥，填埋土地的性質(zhì)決定著工藝的選用：如果土壤是酸性的，則可以選擇加石灰，但如果土壤是堿性的，則SAPHYRTM工藝可能更適合，因為它操作簡單，運行費用省。
污泥的物理穩(wěn)定——加熱干燥。加熱干燥主要是通過熱驅(qū)動力除去剩余的自由水和鍵連接水。根據(jù)加熱的媒介的不同，加熱干燥可分為兩可分為兩種：一種是氣態(tài)在高溫和湍流狀態(tài)下流過干燥器（直接加熱），一種是用加熱液體（通常是蒸汽或加壓的水）傳遞熱量給污泥，通過干燥器的加熱壁（間接干燥）。加熱干燥的目的是使到達下游的污泥具有焚燒的熱持續(xù)性（一般30～35%）或者是容易處理和儲存的干燥污泥（60%）。如果要達到長時間的穩(wěn)定（幾個月），干固體含量應(yīng)達到90%或更多（最終干燥），而且顆粒的狀態(tài)也是容易操作使用的（包括農(nóng)田應(yīng)用）。另一個最終干燥的優(yōu)點是它可以方便的面對各種最終的處理方法，如農(nóng)田應(yīng)用、焚燒后用于水泥生產(chǎn)、或城市垃圾焚燒。它的缺點：第一是運行費用高，尤其是能源消耗，一般在熱干燥中，每蒸發(fā)一噸水需要3400MJ的熱量。但在脫水步驟中，除去一噸水只要6MJ（電能）；第二需要較多工作人員來清除死角中的粉末以防止火災(zāi)。
2.2 可持續(xù)性熱氧化戰(zhàn)略
焚燒。流化床焚燒爐（FBF）就工藝性能來講，被證明是焚燒污泥最好的方法（湍流方式，燃燒后高達850度的溫度）。而且它運行可靠（在爐內(nèi)沒有轉(zhuǎn)動部分）。在40年的時間里，威望迪公司已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)建造了幾十座流化床焚燒爐（如歐盟、俄羅斯、土耳其）。
通常，在穩(wěn)定狀態(tài)不需要添加額外的燃料，熱平衡的持續(xù)性是可以達到的。如果污泥的熱值LCV太低（如低揮發(fā)性固體和/或固體含量），尾氣/氣熱交換器應(yīng)該足夠大以增加風(fēng)室的溫度。如果達不到（如延時曝氣的污泥含20%DS），則需要在前面加熱干燥。
關(guān)于干灰的處置，對于沒有工業(yè)污染的純市政污泥，重金屬不是問題。因為灰是以氧化物形式存在，他們滲透性不強，所以可以回用作水泥，用于工業(yè)和道路建設(shè)。
最后的副產(chǎn)物是酸步驟的清除。由于重金屬的污染，他們只能填埋在特殊的地方，但數(shù)量很小。
與城市固體廢物共同焚燒。為了減少投資，城市垃圾和市政污泥通常用一個焚燒爐。通常，一個人口當量每天產(chǎn)生150～250克的脫水后粘性污泥和1～3公斤的垃圾。根據(jù)焚燒爐的設(shè)計，可以通過10～25%（泥／垃圾）的粘性污泥來控制爐子的溫度。為了達到最優(yōu)化的燃燒，并且不會由于未燃燒的有機污泥污染熟料, 可以用處理能力為1m3/h的 PyromixTM 設(shè)備，通過壓縮空氣把污泥轉(zhuǎn)成滴狀污泥。實際上，這種運行方式只有在污水廠離城市垃圾焚燒爐較近時有利，否則處理運輸?shù)馁M用將很高。此時污泥只在系統(tǒng)需要時作為控制流使用。
濕式空氣氧化法。威望迪水務(wù)系統(tǒng)研發(fā)的ATHOSTM設(shè)備在“中性”溫度（240度）和壓力（45巴）條件下被證明是高效的。80%的總COD被氧化，剩下20%是可溶的和高度可生物降解的。不需要后續(xù)脫水步驟，廢氣沒有毒性，固體礦物副產(chǎn)品包含重金屬是以一種不可滲透形式存在的。它們可以用于道路建設(shè)。而且液態(tài)部分，含有可生物降解的COD，可以很方便的用作污水廠的反硝化的碳源。
污泥中的有機氮先降解成可溶性的氨。這些氨，部分被吹脫后通過催化反應(yīng)轉(zhuǎn)換成氮氣進入大氣。
結(jié)論
激烈的競爭、嚴格的規(guī)范和環(huán)境保護的需要要求不斷開發(fā)新的工藝或用更為有效的工藝。對一個具體的項目，通過對工藝的合理選用可以滿足用戶的要求，需要考慮的是該工藝要能保護環(huán)境，造福于人，要能優(yōu)化物質(zhì)和能源的回收利用，以達到可持續(xù)性的發(fā)展的目的。
此文【污水處理廠工藝】城市污水處理中污泥處理的可持續(xù)性分析關(guān)鍵詞：污水處理,污水處理技術(shù),污水治理,污水處理廠工藝,城市污水處理中污泥處理的可持續(xù)性分析
