河道底泥的處理處置途徑分析

PAGEPAGE4河道底泥的處理處置途徑分析景長勇霍保全（中國環(huán)境管理干部學(xué)院，河北秦皇島066004）摘要：主要介紹了河道底泥的主要成分和特征，闡明了河道底對水體水質(zhì)的危害，并對河道底泥的處理處置途徑進(jìn)行了闡述和研究，指出了河道底泥資源化處置的方向和存在的問題。關(guān)鍵詞：河道底泥，處理處置，資源化河道底泥是城市市政排水系統(tǒng)的副產(chǎn)品，主要來源于城市排水系統(tǒng)，包括排水管道、泵站和污水處理廠。一般地，以無機(jī)物為主要成分的稱為“沉渣”，呈大顆粒，易脫水，不腐化且流動性差。以有機(jī)物為主要成分的稱為“污泥”，如污水處理廠的剩余污泥等。根據(jù)不同的處理方法和穩(wěn)定化程度，污泥還可分為生物泥、熟污泥、化學(xué)污泥等。不同種類的污泥，其性狀特點(diǎn)有著較大的差異，采取的最終處理處置措施也應(yīng)具有針對性。1．河道底泥的組成和性狀特點(diǎn)污泥成分對處理方案的選擇具有重要意義，一般以下指標(biāo)是確定污泥性質(zhì)的主要依據(jù)：含水率、有機(jī)物和無機(jī)物在干物質(zhì)中的含量、無機(jī)物與惰性成分、揮發(fā)性成分（如氯等）的百分比、金屬等重污染物的濃度。1.1含水率污泥顆粒中水有不同的相性，包括可經(jīng)重力沉淀和機(jī)械作用去除的自由水、必須通過較復(fù)雜或需要較高的能量（如加熱、焚燒等）才能去除的物理性結(jié)合水、間隙水、膠態(tài)表面吸附水、化學(xué)性結(jié)合水、生物細(xì)胞內(nèi)的水和分子水等。水分在污泥中的存在形式與含量，直接影響具有重要減量化處理效果的污泥工藝的選擇。市政污泥的親水性較污水處理廠污泥低，相當(dāng)部分的水分以自由間隙水的形式存在于污泥中，易于在機(jī)械脫水過程中去除，但由于無機(jī)砂含量較高，對脫水機(jī)械的磨損也較為嚴(yán)重。1.2有機(jī)物和無機(jī)物在干物質(zhì)中的含量污水經(jīng)生物處理產(chǎn)生的污水污泥中很大一部分是微生物團(tuán)，因污泥成分不同，未消化的市政污水污泥的有機(jī)物含量約占干物質(zhì)的60%~75%，高效厭氧消化處理后可降至38%左右，其中有機(jī)硝酸鹽構(gòu)成污泥中的有機(jī)物有效成分，當(dāng)施用到土壤，硝酸鹽經(jīng)生物降解可改善土壤。在污水處理過程中，細(xì)菌及大部分寄生生物在初級和二級沉淀中沉積下來，并與污泥混合，病毒則吸附在污水中的顆粒上，再隨顆粒的沉淀沉積在污泥中。大腸菌、大腸糞菌、糞鏈球菌由哺乳動物直腸正常排出，它們的數(shù)量在污水和污泥中均保持恒定。相對應(yīng)的，各種病原菌如沙門氏菌、痢疾菌、腸道病毒（例如脊髓灰質(zhì)炎病毒、柯薩奇病毒、肝炎病毒、輪狀病毒等）和寄生生物（例如蛔蟲、鞭蟲、阿米巴蟲等）在污水污泥中的比率同當(dāng)?shù)貍魅静〉牧餍杏嘘P(guān)。市政污泥雖然有機(jī)物含量僅接近消化污泥的水平，但仍具有污染環(huán)境的能力，必須進(jìn)一步處理并安全利用或消納。1.3無機(jī)物與惰性成分污泥中的無機(jī)物或礦物質(zhì)主要由下列物質(zhì)組成：礦物鹽（硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨鹽等）、石灰（干CaO或含水的Ca(OH)2等）、砂(SiO2)和灰分。在污水處理廠中，生物處理的細(xì)菌種類并不影響污水和污泥中的礦物質(zhì)成分。惰性成分來源于污水中的沙粒、灰分和鹽分等。1.4揮發(fā)性成分污泥中的揮發(fā)性成分如高濃度氯可導(dǎo)致污泥處理設(shè)備的腐蝕，而且腐蝕也會妨礙污泥作為燃料的應(yīng)用。1.5金屬等重污染物的濃度重金屬的存在妨礙污水污泥在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用，1984年5月18日國家建設(shè)部發(fā)布并于1985年3月1日實(shí)施了《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)主要為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法（試行）》、防治農(nóng)用污泥對土壤、農(nóng)作物、地面水、地下水的污染而制訂，對污泥中金屬的含量提出了嚴(yán)格的要求。一般城市污水由生活污水和工業(yè)污水兩部分組成，且工業(yè)污水所占比例較高（大于40％），歷年監(jiān)測結(jié)果表明，個別重金屬含量指標(biāo)超標(biāo)的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。2.河道底泥的處理處置技術(shù)分析2.1河道底泥處理處置的目的針對河道底泥的處理與管理而言，其主要目的在于：（1）減量化所謂減量化是指減少最終處理（處置）污泥的容積。污泥一般由比較松散的小塊組成，含水率較高，故污水污泥的容積可達(dá)其所含固體容積的許多倍，減量化處理可為污泥最終處理（處置）減少技術(shù)上的困難和經(jīng)濟(jì)上的壓力。（2）無害化如前所述，由于污水污泥含有的大量污染物，必須通過無害化處理避免其造成二次污染并使最終產(chǎn)品的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)達(dá)到要求。（3）資源化污水污泥富含營養(yǎng)物質(zhì)，有的還具有較高的熱值，具備一定的資源化利用的條件，但在制定污水污泥管理策略時，必須充分注意到污泥的資源化和再利用價值只能作為確定處理工藝時附加考慮的因素，即必須首先滿足無害化、減量化的目的，才能在安全規(guī)范的前提下制定再利用的方案。2.2河道底泥處理處置常見技術(shù)介紹2.2.1傳統(tǒng)處理技術(shù)由于城市污水處理廠的普及率快速提高，針對污水處理廠污水污泥的傳統(tǒng)處理技術(shù)發(fā)展較為完整、成熟，主要工藝包括：濃縮、消化、自然干化、機(jī)械脫水、消毒等，主要依據(jù)污水處理工藝技術(shù)特點(diǎn)和預(yù)測的污水污泥泥質(zhì)特性加以選擇確定。污泥濃縮的主要方式有重力濃縮、氣浮濃縮、離心濃縮。通過濃縮一般可使污泥體積減少50%～70%，使后續(xù)處理的規(guī)模、能耗大幅度降低并為之創(chuàng)造條件。污水污泥的消化處理是污泥穩(wěn)定化的過程，可分為好氧消化和厭氧消化，工程上一般采用厭氧中溫消化，厭氧消化過程中產(chǎn)生的沼氣可通過集中收集后加以利用，通過消化過程，污泥中的有機(jī)物含量可降低至40%左右，達(dá)到初步穩(wěn)定化效果。值得指出的是，經(jīng)污水處理廠消化（穩(wěn)定化）處理后的污泥，仍未失去其較強(qiáng)的污染環(huán)境的能力，而脫水污泥的排放問題一直困擾著污水處理廠的管理者們，因此污泥的后處置技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用不僅是必要的也是必須的。污泥自然干化的目的在于進(jìn)一步降低污水污泥的含水率，從而減小其體積。污泥自然干化過程的完成一般在污泥干化場內(nèi)，根據(jù)泥質(zhì)的不同，干化機(jī)理可分為滲濾作用、蒸發(fā)或撇除。污泥干化場占地面積較大，受環(huán)境氣候條件有得到充分利用。其連年對五大湖區(qū)進(jìn)行疏浚，產(chǎn)生了大量的底泥，最終處置也僅僅是土地回用（未污染部分），或衛(wèi)生填埋（受污染部分）。以下是一些國內(nèi)外研究的相關(guān)成果。3.1國外研究概況及水平a.日本利用下水道污泥制瀝青-中國建材報2003.01.21b.日本橫濱利用下水道污泥焚燒灰制生態(tài)水泥c.Sewagesludgeashcharacteristicsanditspotentialapplications下水污泥焚燒灰特性及其潛在應(yīng)用途徑d.Reuseofwatertreatmentplantsludgeanddamsedimentinbrick-making凈水廠污泥及大壩沉積物制磚e.Reuseofindustrialsludgeasconstructionaggregate工業(yè)污泥回用于建材集料f.日本采用熔融方法處理污泥，污泥經(jīng)脫水成污泥餅，與百分之五十五焚化爐灰渣磨碎混合后，再以水泥加水固化，即可造成高附加值之骨料，作為填海造地的資源。。

3.2國內(nèi)研究概況及水平a.含重金屬電鍍污泥的利用與處置-清華大學(xué)b.污泥制磚-臺灣c.制革污泥制砌塊探索-南京d.滇池污水處理廠污泥生產(chǎn)輕型建材-中國建材商務(wù)網(wǎng)e.利用水泥窯處置污水處理廠污泥-上海新型建材研究發(fā)展中心。上海新型建材研究開發(fā)中心于1999.12完成“利用水泥窯處置污水處理廠污泥的技術(shù)研究”課題，該課題利用濕法水泥廠或濕磨干燒水泥廠的生產(chǎn)線處理污水處理廠污泥，首先在污泥廠污泥中摻入生石灰，去除有毒氣味，然后，從污泥駁入淘泥機(jī)開始，采用用水或焦化廠黑液拌和稀釋、用泵輸送，使污泥基本處于封閉狀態(tài)，直至送入水泥窯。既不污染廠內(nèi)環(huán)境，也不直接對人體產(chǎn)生不良影響。項(xiàng)目通過小試、研究、測試、中試，已完成了研究計(jì)劃目標(biāo)。其中中試?yán)梦鬯幚韽S污泥510噸（含水率75%）生產(chǎn)水泥4170噸，用污泥生產(chǎn)的水泥質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)，所排放的廢氣達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。3.3河道底泥資源化存在的問題由于河流河段不同，污染源差異較大，因此底泥的污染程度和成分也有一定的區(qū)別，所以應(yīng)加強(qiáng)對河流河段底泥成分和污染程度的相關(guān)性研究，以確保在資源化過程中取得最優(yōu)配方；此外，還應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)品的成本分析，推進(jìn)底泥產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，不僅要實(shí)現(xiàn)底泥的資源化，還要產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。因此，底泥資源化，不僅能夠達(dá)到河道污泥減量化、無害化、穩(wěn)定化的目的，基本避免二次污染，還可變廢為寶，獲取經(jīng)濟(jì)效益，具有著其它方法所不具備的優(yōu)勢。同時，也只有建材行業(yè)才能及時消納數(shù)量如此之大的以無機(jī)物為主要成分的河道底泥，從而保證清淤工程的順利進(jìn)行。4.結(jié)語排污河道底泥本身的特性，決定了其以建材資源化途徑為處置方案的優(yōu)越性。污泥回用于建材，能夠徹底達(dá)到污泥穩(wěn)定化、無害化，不但可以消納污泥，保護(hù)自然資源，利廢增效，節(jié)約耕地，同時還能完善建筑材料的革新。國家為保護(hù)耕地，采取的禁止使用實(shí)心黏土磚的政策，更為利用河道底泥生產(chǎn)環(huán)保磚提供了良好的契機(jī)。排污河道底泥建材資源化如能得到廣泛應(yīng)用，必將取得明顯的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。作者簡介：景長勇：河北秦皇島人，