污水处理过程中的污泥资源化利用

王林

摘 要：近年来，我国的现代化建设的发展迅速，多数污水处理厂采用活性污泥法处理污水，但存在着进水碳源不足的问题，导致脱氮除磷效果不佳;外加碳源能够提高处理效率但处理成本大大提高，因此开发“内碳源”成为行业发展的新趋势。开发利用“内碳源”在降低处理成本的同时，还可以使产生的剩余污泥无害化，起到一定的环境保护作用。

关键词：污水处理过程;污泥资源化;利用

引言

在城市污水处理中，污泥的资源化利用可以高效地解决污泥排放问题，人们可以将其作为一个新兴产业，进而促进经济的发展。最重要的是，污泥的资源化利用可以改善生态环境，提高环境质量。

1城市污水污泥处理所面临的问题

目前城市污水处理采用活性污泥法，主要包括生物脱氮和除磷两大过程。脱氮过程中，反硝化反应需要大量的有机碳提供电子，从而将NH4+-N最终转化成N2，去除氮，除磷过程中，主要是聚磷菌发挥作用，小分子有机碳可作为能量来源，从而去除磷。而大部分城市污水处理厂均存在C/N较低的问题，导致碳源不足，脱氮除磷效率低，很难达到排放标准。目前常用外加碳源的方法来提高C/N，虽然提高了污水处理效率，但也使得成本大大增加。另一方面，现有的污水处理工艺会产生大量的剩余污泥，对其处理费用占整个污水处理厂运行费用的很大一部分，一般都超过50%。因此寻求合适的方法来有效地实现污泥资源化、减量化、无害化具有很好的应用前景，也是城市污水处理厂未来处理处置污泥的趋势。从目前的研究现状来看，污泥资源化主要就是将其中不溶性的蛋白质和碳水化合物转化为溶解性的物质，既提高了污泥的利用率、又减少了污泥产量。

2城市污水污泥资源化利用的意义

2.1改善城市环境

污泥是城市污水的重要组成部分，近些年，我国城市发展进程不断加快，城市污水污泥产生量不断增加。为了保证城市的可持续发展，人们迫切需要对污泥进行科学处理，以充分利用污泥，保护生态环境。污泥成分复杂，常见的有金属元素、携带病原体的微生物和有机物等。污水污泥是重要的污染源，但同时含有部分营养物质。因此，要有效治理污泥，充分利用其中的营养物质，改善城市生态环境，同时保证资源的合理利用。

2.2提升我国污水处理水平

当前，每个城市都建有污水处理厂，以有效处理污水，保护城市环境。但是，现有污水处理技术仍然存在较多弊端，尤其是污泥处理方面。现阶段，大多数污水处理厂都没有有效处理污泥资源，其采用的污泥处理方案不仅未有效改善城市生态环境，还可能导致污泥污染，影响城市的可持续发展。污泥处理成为促进城市发展的基础项目，各个城市要加大污泥处理的投入力度，改善城市生态环境，提高污水处理水平。

2.3有效提升城市的资源利用率

城市污水污泥含有多种可利用的物质。当前，人们要做好污泥处理，尽可能提高资源的利用率，重复利用资源。在当今的城市发展进程中，经济发展需要丰富的资源作为基础，而污泥深度处理可以促进资源循环利用，满足社会发展需求，促进城市经济可持续发展。

3污水处理过程中的污泥资源化利用

3.1pH值和含水率

pH值对污泥处理来说是十分重要的条件.有研究表明，国内污水处理厂的污泥pH值均在6～9之间.本研究采集污泥的pH值在4.84～8.67之间，其中有3家单位超过了《农用污泥污染物控制标准（GB4284-2018）》对其限值（5.5～8.5），这是因为少数污水处理厂污水来源为工业产酸或产碱废水，因此导致其pH值过低或过高;49家污水处理厂中有39家污水污泥pH值在6.0～7.0之间，在污泥农用时不会对土壤的酸碱度造成大的影响，86%的污水处理厂脱水污泥含水率均在70%以上，因此，高含水率污泥不宜直接施用于不同处置方式中，需将对应污泥进行下一步脱水处理才可以利用.污泥脱水工艺分为自然干化工艺和机械脱水工艺，自然干化的方法操作简单但脱水周期长且脱水不彻底，机械脱水方式脱水率较高，一般可采用真空过滤脱水、离心脱水和压滤脱水的方式来降低污泥含水率.

3.2回用于农业生产

城市污水污泥虽然含有大量营养成分，它们是农作物生长所需的重要营养物质，但是污泥不可盲目回用于农业生产。城市污水污泥还含有大量污染物，盲目使用不仅会影响农作物的正常生长，还会对土壤产生破坏，促使土壤质量下降，进而影响农作物产量与粮食安全，导致农民收益大幅度下降。城市污水污泥可以以养料的方式运用到农作物生产中，但是人们需要先利用提取技术将污泥中的营养成分提取出来，促使营养成分与污染源分离，不能直接将污泥回用于农业生产。这样才能保障农作物茁壮生长，同时土壤质量和地下水质量都不会遭到破坏。首先需要利用热处理方法烘干污泥，杀死污泥中的细菌。其次便是提取营养物质，然后对污泥进行熟处理。最后按照比例加入其他营养物质并均匀搅拌，最终形成有机肥料。其间，最重要的便是杀菌，尽可能保障农作物的生长不受影响。伴随科学技术的发展，我国现已成功利用无害化技术将污泥中的各种营养物质运用到肥料生产中，保障农业生产的正常资源需求，同时改善城市生态环境。

3.3污泥有机污染物含量分析

污泥是污水处理中有机污染物的主要富集载体，有机污染物含量差异大、种类繁多，决定了污泥构成的复杂性.其中，矿物油来源于洗衣粉，洗涤剂和农药乳化剂等制造废水中，这也是导致污水处理厂矿物油超標的原因，49家污水处理厂污泥矿物油含量集中分布在58.0～398.0mg·kg-1之间，占比为87.0%;97.9%的污泥矿物油含量符合污泥农用A级和B级标准.多环芳烃广泛分布于环境中，任何有机物加工，废弃、燃烧或使用的地方都有可能产生多环芳烃，污泥中的多环芳烃人为源主要来自于工业工艺生产过程和食品制作过程等方面，多环芳烃含量主要分布在0.10～0.81mg·kg-1之间，占比为87.9%;挥发酚主要污染源为煤气洗涤、合成氨、造纸和木材防腐等，存在挥发酚污染的污水处理厂，其含量主要在0.0～1.9mg·kg-1之间，占比为77.6%;多环芳烃和挥发酚含量虽低，但其累积会造成农作物的污染，最终危害人体健康.

3.4污泥资源化设计

由于城市污泥中含有很多的生长元素，在充分了解其含量的基础上，可以种植花卉草坪、农作物、果树等，既可以降低化学肥料的用量，也可以减少污泥所带来的污染，且成本较低。污泥中的微生物和絮凝剂，可以在油水分离和除污水悬浮物等过程中发挥重要的作用，使得其表面的溢油吸附剂效果得到真正提升。活性污泥的粘结剂也可以被加工成无烟粉煤。工业废水和生活污泥排放处置的有机物、重金属、有害微生物都可用于制造砖块、生态、水泥、陶粒、填料等，提升很多制品的实际生产效率，降低处置成本，补充资源缺口，降低成本，提升市场运作效率。

结语

污水污泥是城市发展的必然产物，无法规避，但是人们可以遵循可持续发展理念，通过各种先进的科学技术将污泥转化为有机肥料、燃料和建筑材料等，进而将其运用到社会生产中，有效弥补城市能源缺口，改善城市环境，促进城市经济发展。因此，人们要加大对污水污泥处理技术的投入力度，使养料提取技术、能源转化技术等都能得到飞速发展，有效提升城市污水污泥的资源利用率。

参考文献

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