[发明专利]城市污水处理厂污泥处置及资源化利用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥处置的方法，具体涉及一种城市污水处理厂污泥处置及资源化利用的方法。

背景技术

城市污水处理厂所产的居民生活污泥主要是随城市居民生活污水所排放的污泥，这部分污泥主要是以沉积物的形式存在于污水中，该污泥主要来自于城市居民的日常活动，如餐饮、宾馆、商场等行业运营过程中的洗涤、盥漱、冲刷活动等用水项目形成的。以沉积物形式出现的污泥其主要组成成分有：人、畜的排泄物、食物残渣、油脂、毛发、泥土、纤维、牙膏及化装品洗涤剂中添加剂和磨料等等，污泥中的固体物大部分是可燃物，占70％左右，剩余不可燃烧的部分主要由泥土/尘土和牙膏磨料等组成，其主要化学成分有二氧化硅（SiO₂）、三氧化二铝（Al₂O₃）、碳酸钙（CaCO₃）,还有微量钾、钠、镁等盐化合物。由于较粗的悬浮物在污水处理过程中已被打捞干净，出厂污泥中基本不含塑料制品成分，以后在燃烧的过程中产生二恶英的几率甚微。

随着城市规模的扩大，人口的增多，城市污泥呈现出逐年递增的状态，对于日益增长的城市污泥的处理，是人们共同关注的热点问题之一。污泥中含有大量的粗纤维、蛋白质、脂肪等有机物，还含有大量的病原菌、寄生虫/卵、铜、锌、镉、汞等重金属，盐类及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物质，这些物质如果处理不当，将对会环境和人类及动物健康造成较大的危害。

目前对城市污泥处理厂所产的居民生活污泥其采取的主要处理措施是以填埋为主，其它的处理方式有干化焚烧、堆肥处理、污泥超声波破解技术。

污泥填埋分为单独填埋和混合填埋，现大多采用的是将脱水污泥与城市垃圾混合填埋较多，该是目前污泥处理的最主要的方法，但是该方法的缺点是占地大，而且由于填埋时会产生大量的渗沥液，且其所含的重金属、病原菌等，增加了渗沥液处理的负担，造成了严重的二次污染。污泥填埋前必须经过脱水处理，一般都是先经过机械脱水，在污泥内添加部分添加剂，使污泥的含水率控制在65-70%左右，而脱水泥饼直接填埋本身是对资源的严重浪费，此外，还可能对填埋场形成诸多困难：（1）填埋场一般是一层垃圾一层覆土，然后进行碾压，以确保更好的空间利用，污泥的高含水率、高粘度经常使得碾压机械打滑甚至是深陷其中，给填埋场操作带来困难；（2）污泥的流变性使得填埋体易变形和滑坡，成为人为的沼泽地，给填埋场带来了极大的安全隐患；（3）污泥的高含水率大大增加了填埋场渗滤液处理量，由于污泥细小，经常堵塞渗滤液收集系统和排水管，加重了垃圾坝的承载负荷，给填埋场安全和管理带来困难，清理收集系统的费用极为昂贵。随着土地利用日益紧张和污泥的产生量迅速的增加，填埋技术将不再适合污泥处理的长期发展。

污泥焚烧技术其突出的优势在于可以迅速和较大程度的使污泥达到减量化，且在恶劣的天气条件下不需存储设备，同时可以回收其中的热量，杀死病原菌，但是由于某种原因污泥中含水率较高，一般脱水污泥的含水率在30%左右，热值较低，如果将污泥直接的焚烧，需要消耗大量的辅助燃料，焚烧运行的成本很高；而且焚烧过程可能会产生污染，如废气、噪声、震动、热和辐射，因此，该方法也不合适污泥处理的长期发展。

污泥堆肥技术实质上是利用污泥中的好氧微生物对污泥进行好氧发酵的处理过程，借助于混合微生物群落，对多种有机物进行氧化分解，使有机物转化为植物容易吸收的生物代谢作用，使污泥中有机物转化成富含植物营养物的腐殖质，反应的最终产行是二氧化碳、水和热量，大量的热量使物料维持在60℃以上的持续高温，可有效降低物料的含水率，有效去除病原体、寄生虫卵和杂草种子，经过10-15天的堆肥发酵后物料的含水率降至25%左右，堆肥发酵后的物料的一部分作为菌种培养基循环利用，另一部分可作为营养土，在好氧菌作用下稳定熟化，易于植物吸收，可直接用于园林绿化、植被恢复、回填土等。其缺点是占地面积大，堆肥周期长，易产生臭气，很难实现无人操作等。

污泥超声波破解技术是一项污泥稳定化、减量化、资源化新技术，它可以应用于污泥消化预处理以强化消化效率，将剩余污泥破解后回流再处理达到减少外排污泥的目的，破解丝状菌消除污泥膨胀、破解固体物提高废水消毒效果等，超声降解污泥主要利用超声波的能量，即利用极短时间内的超声空化作用形成的局部高温、高压条件，伴随强烈的冲击波和自由微射流、轰击微生物细胞，达到污泥中微生物细胞壁破裂的目的，细胞壁破裂，细胞内含物溶出，变固体性COD为溶解性COD，大幅度加速污泥的水解速率。但是该方法由于成本较高，而且不适合大规模的处理污泥，因此也不适合于处理城市污泥。