水环境治理中废弃污泥固化利用技术

2022-01-05 15:13:58 来源:写作指导

摘 要:废弃污水处理厂污泥大部分为生活污染型高氮磷泥沙,营养盐和有机物含量较高,含水率较高,具有明显的层序结构,成分复杂,对生态环境危害较大,处理不当会对环境造成二次污染。通过某废弃污水处理厂污泥固化试验,将污染物含量较高,满足不了城镇第二类工业用地建设工程地基填土使用要求的污泥,固化脱水处理为达到园林绿化种植土标准,有效实现了污泥“减量化、无害化、资源化”处理。

关键词:水环境治理;污泥;固化利用;资源化

党的十八大以来,生态文明建设作为“五位一体”的重要内容正大力推进。水环境治理是保护城镇生态环境的重要途径,在水环境治理中废弃污水处理厂污泥污染治理面临较大难题,如何科学有效处置污泥,避免污泥对水、土壤造成污染,是我们当前研究的重点。经调查论证,城镇中废弃污水处理厂大部分含有大量污泥,其主要为生活污染型高氮磷泥沙,较为疏松、营养盐和有机物质含量较高,含水率较高、有较多的黏性颗粒,具有明显的层序结构,成分复杂,臭味较明显,对生态环境危害较大。该类污泥如果处置不当会对水环境和土壤等造成污染,需要研究相关对策对污泥进行科学有效处理。污水处理厂污泥中的含水除了一些自由水、间隙水、絮凝剂所吸附的水分以外,还有微生物和植物的结合水。污泥的这些特点,是底泥直接堆存造成大量有害渗滤液的主要原因,因此直接填埋会造成土壤污染。污水处理厂污泥具有含水率较高、体量大、处理难等特点,常使用的污泥处理方法是将污泥运转至垃圾填埋场进行深土卫生填埋等,该方法程序简单、成本低、效率高,但不利于实现污泥的“减量化、无害化、资源化”利用,同时,将造成土壤及地下水污污染。

1 污泥处置常见问题

由有机残片、无机颗粒、细菌菌体等物质组成的污泥具有含水率较高、体量大、有机物含量高等特点,实践发现,仅通过沉降的方式使固液分离的难度较大。污泥无害化和资源化处置还存在许多困难,如污泥上浮、污泥膨胀、污泥老化、污泥回流等常见问题。针对这些常见问题,如何结合实际妥善解决直接关系污泥处置工作的进度与质量。同时季节性因素对污泥处置工作也起着举足轻重的作用,如低温对活性污泥的影响较大,因此秋冬季需要对污泥处置工艺进行调整,尤其是北方的污水处理厂。一般情况下,冬季工况的调整会提前到秋季,以便控制污泥龄,观察生物适应性,及时改善污泥有机份,兼顾厂内脱泥产能,如人为提高微生物耐寒性、通过污泥置换来降低进水无机物比例等。调整原则是保证出水水质稳定达标。

2 污泥科学处置思路

实践中,污水处理厂进行污泥处理分为以下两个过程:一是完成污水处理厂污泥开挖转运工作,主要目的是将污泥简单脱水,当污泥含水率降至60%以下时,将污泥转运至新建污泥固化场地;二是污泥的固化处理,污泥处理以脱水固化为主,污泥底泥在临时搅拌处理厂按一定配比加入固化剂进行无害化固化处理后,试验检测达到环保要求后作为园林绿化种植土等,最终实现污泥资源化利用。

3 污泥处理方法

根据多种方案的综合比较,固化剂固化法具有成本较低、固化利用效果显著等特点。通过固化搅拌试验,确定掺加固化剂后,在新建搅拌固化场污泥底泥中加入固化剂,搅拌均匀,固化脱水后,可将污泥含水率从85.5%降至60%以下,经过污泥成分检测达到要求后运出作为园林绿化种植土。(1)污泥固化试验。污泥固化试验主要是通过对污泥掺加不同配比的固化剂后进行检测,确定固化剂的最优配比,为污泥固化处理场进行大批量污泥固化搅拌处理和填埋做好基础数据准备工作。根据《城镇污水处理厂污泥园林绿化利用泥质标准》(GB/T23486—2009),通过搅拌固化方式处理污泥,进行污泥混合填埋时,应当使其含水率和pH值满足以下要求:污泥含水率<60%,pH值为5.5~8.5。对某废弃污水处理厂污泥进行固化试验。根据现场污泥状况,在废弃污水处理厂合适位置对场地进行硬化防渗处理后,砌筑砖墙并做防渗处理作为固化试验池。使用机械设备将污泥转运至试验池,在污泥表面均匀铺洒已拌和均匀的固化剂,反复混掺使固化剂充分溶解后,静置一段时间,分别测定已处理污泥性能参数,进而确定固化剂最佳配比和最佳掺量。拟定固化剂配比:PO42.5占18.5%,石灰占16.3%,半水石膏占19.2%,高铝酸盐水泥熟料占43.7%,硫酸钠占2.3%;固化剂掺量:1#试验池掺量为20%,2#试验池掺量为25%,3#试验池掺量为30%。污泥固化处理流程见图1。(2)污泥固化处理。污泥通过封闭环保运输车从现场运输至搅拌固化场地,倾倒在污泥搅拌池内,根据前期固化试验确定的固化剂配比和掺量将固化材料掺入,反复搅拌底泥与复合固化剂,使其充分反应约1d。充分反应后,将底泥送至固化土堆场养护,养护周期为2~5d。固化后的污泥土,经试验检测达到环保要求后,及时运出进行资源化利用。资源化利用不仅是污泥处置的核心步骤,也是环境保护可持续化发展的关键。固化法是污泥处理方法中成本低、效果好的方法之一。某废弃污水处理厂污泥经检测污染物含量较高,满足不了城镇第二类工业用地建设工程地基填土使用要求,经掺加固化剂进行搅拌固化脱水处理后达到园林绿化种植土标准,有效实现了污泥“减量化、无害化、资源化”处理。

4 结语

我国正在全面加强环境污染综合整治,坚决制止摈弃破坏生态环境的发展方式,实现绿色发展。水环境治理中污水处理厂污泥处置不应对环境造成二次污染,因此应不断创新污泥处理方式,减少污泥处置经济、环境成本,推进污泥处理的资源化利用,实现生态环境可持续发展。

作者:熊松 乔典福 单位:中国安能集团第二工程局有限公司 南昌分公司