富磷污泥的處理

1、.富磷污泥摘要：通過對(duì)城市污水處理廠富磷污泥處理與處置方法的比較，指出經(jīng)機(jī)械濃縮、脫水后，進(jìn)一步經(jīng)堆肥或造粒后土地利用，是適合我國目前經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展水平的技術(shù)路線。 在出現(xiàn)嚴(yán)重有機(jī)物污染的同時(shí)，我國大部分湖泊和部分河流、近海水體還存在嚴(yán)重富營養(yǎng)化的問題。近年來，時(shí)有湖泊藍(lán)藻、綠藻等的季節(jié)性爆發(fā)現(xiàn)象。水質(zhì)富營養(yǎng)化問題給生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，經(jīng)濟(jì)損失也十分慘重，甚至影響到供水安全1。在此情況下，氮、磷污染物控制與去除技術(shù)成為水環(huán)境污染控制日益緊迫的重要課題，我國城市污水處理技術(shù)進(jìn)入了具有除磷脫氮功能的深度二級(jí)生物處理階段，各地相繼建設(shè)了一批具有脫氮除磷功能的污水處理廠。有脫氮除磷環(huán)節(jié)的處理工藝比無

2、此環(huán)節(jié)的工藝產(chǎn)生更多的污泥，而且，同僅以去除有機(jī)污染物為主要目的的工藝相比，污泥處理工藝的選擇對(duì)污水處理效果的影響尤為明顯。因此，能否解決好污泥問題是污水凈化成功與否的決定性因素之一；同時(shí)，城市的污泥處理與利用技術(shù)體系完善與否對(duì)一個(gè)城市是否能達(dá)到可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略所要求的環(huán)境管理目標(biāo)有很大的影響。1富磷剩余污泥的形成機(jī)理在厭氧條件下（DO0，NOx0），兼性細(xì)菌將溶解性BOD轉(zhuǎn)化為VFAs（低分子發(fā)酵產(chǎn)物），聚磷菌吸收VFAs，同化成胞內(nèi)碳能源存貯物（PHB/PHV），所需的能量來源于聚磷的水解以及細(xì)胞內(nèi)糖的降解，并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。在好氧區(qū)，細(xì)菌以聚磷的形式存貯超出生長需求的磷量，通過PHB/P

3、HV的氧化代謝產(chǎn)生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能鍵的形式存貯，磷酸鹽從液相去除，合成新的貯磷菌細(xì)胞，產(chǎn)生富磷污泥，通過剩余污泥排放，將磷從系統(tǒng)中除去2。2富磷剩余污泥的濃縮通常情況下，富磷剩余污泥的含水率達(dá)到99%以上。因此，污泥處理首先要考慮的問題就是如何降低污泥含水率，從而減小污泥體積，為進(jìn)一步的處理創(chuàng)造條件，壓縮建設(shè)與運(yùn)行費(fèi)用。傳統(tǒng)上，我國城市污水處理廠污泥濃縮以重力濃縮為主。由于剩余污泥的重力沉降性能較差，往往將其與初沉污泥混合進(jìn)行濃縮，對(duì)富磷剩余污泥而言，這存在著明顯的弊端。由上述富磷污泥的形成機(jī)理可知，污水生物除磷包含兩個(gè)必要的過程：首先將溶解性含磷物質(zhì)轉(zhuǎn)化成不溶

4、性的懸?。w粒）性形態(tài)，然后通過懸?。w粒）固體的去除將磷從污水中除去。在污泥的重力濃縮過程中，由于初沉污泥中含有大量的顆粒性有機(jī)物，這些有機(jī)物在濃縮池經(jīng)過長時(shí)間停留轉(zhuǎn)化為可快速降解有機(jī)物；同時(shí)，由于較長的濃縮時(shí)間，必然在濃縮池中形成厭氧環(huán)境，污泥中的磷不像化學(xué)污泥中的磷那樣穩(wěn)定，和生物除磷工藝中磷的代謝一樣，在厭氧狀態(tài)下聚磷菌會(huì)將體內(nèi)儲(chǔ)存的磷釋放出來，從而造成磷的再次溶解和釋放，最終都返回到污水處理系統(tǒng)中，增加了水處理系統(tǒng)磷的負(fù)荷量?；亓髁棕?fù)荷超過一定限度時(shí)，將會(huì)使污水處理廠的除磷效果惡化。因此，為達(dá)到穩(wěn)定地除磷的目的，在富磷污泥的減量化階段，不宜對(duì)其采用重力濃縮，而應(yīng)針對(duì)富磷污泥的特點(diǎn)，相

5、應(yīng)的采用機(jī)械濃縮的方式來達(dá)到減容化的目的。青島市團(tuán)島污水處理廠（A2/O工藝）采用轉(zhuǎn)鼓濃縮機(jī)濃縮剩余污泥的運(yùn)行結(jié)果表明，濾液中磷含量等同于二沉池出水中的磷含量，從而在污泥濃縮階段有效地避免了磷的回溶。3富磷剩余污泥的穩(wěn)定歐美、日本、獨(dú)聯(lián)體等國家和地區(qū)污泥穩(wěn)定化處置以中溫厭氧消化為主，采用該法處理的污泥約占其所產(chǎn)污泥量的一半以上；污泥的中溫厭氧消化法為我國的部分污水處理廠所采用，它不僅能將污泥中的有機(jī)物降解，同時(shí)能殺死部分病原菌和寄生蟲（卵），從而使污泥達(dá)到穩(wěn)定化及部分無害化，而且消化產(chǎn)生的沼氣還可做能源回收。但是，以下兩個(gè)問題的存在，限制了厭氧消化在富磷污泥穩(wěn)定上的應(yīng)用。3.1厭氧狀態(tài)下磷的釋

6、放即使大幅度增加了建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用，采用了機(jī)械濃縮方式，避免了濃縮階段磷的再次溶解和釋放，但在厭氧消化條件下，包括聚磷菌在內(nèi)的污水處理微生物死亡、解體，同樣將磷釋放出來，必將惡化水處理流程除磷效果。3.2鳥糞石的形成鳥糞石的主要成分為磷酸氨鎂（MgNH4PO4）沉淀，是污泥厭氧消化中一個(gè)公認(rèn)的問題，而富磷污泥中磷的釋放使消化液中PO43-濃度進(jìn)一步增加，大大加快了磷酸氨鎂沉淀的析出速度。通常這些沉淀會(huì)在消化池的出泥管線中沉淀出來，尤其是在彎頭處，沉淀的逐漸積累最終會(huì)導(dǎo)致出泥管線的堵塞，從而使消化池?zé)o法正常運(yùn)行。因此，對(duì)富磷污泥的穩(wěn)定不宜采用厭氧消化的方式。4適合我國國情的富磷污泥處理與處置技

7、術(shù)建國以來，我國化肥工業(yè)迅猛發(fā)展，氮肥和磷肥的產(chǎn)量目前分別排在世界第二和第三位，農(nóng)作物施肥結(jié)構(gòu)也已發(fā)生根本變化。70年代以前，農(nóng)家肥料和化學(xué)肥料的比例是73，到了80年代末期，其比例已改變?yōu)?7。由于化學(xué)肥料用量猛增，導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)不斷減少，土壤肥力下降。如何解決養(yǎng)地和用地的矛盾，實(shí)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)的還田，增施有機(jī)肥料已成為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的問題4。與此同時(shí)，隨著人民生活水平的提高，城市綠化面積迅速增長，在長年的養(yǎng)護(hù)過程中，所施肥料也以化肥為主，同樣存在土壤養(yǎng)分含量低、有機(jī)質(zhì)貧乏、土壤肥力嚴(yán)重不足問題。而富磷污泥中除了有機(jī)物外，還含有大量植物生長所必需的肥分(氮、磷、鉀)、微量元素及土壤改良

8、劑（有機(jī)腐殖質(zhì)）。青島市團(tuán)島污水處理廠富磷污泥的植物養(yǎng)分見表1。同化肥相比，污泥中的腐殖質(zhì)可有效改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤的保水保肥能力，是一種良好的土壤改良劑；污泥灰分中的一些礦物質(zhì)使植物生長茂盛、木質(zhì)部增大，同時(shí)還起形成葉綠素、防止病害的作用。并且，污泥中的單元素釋放緩慢，有助于植物長時(shí)間的利用，同時(shí)污泥還有助于為植物提供一個(gè)健康的微生物群落，防止作物出現(xiàn)病害。磷能促進(jìn)植物根部的生長，加速成熟和增加對(duì)病蟲害的抵抗力。因此，對(duì)于我國這樣一個(gè)發(fā)展中國家來說，有機(jī)污泥的根本出路和基本方向應(yīng)該是資源化，使有機(jī)質(zhì)還田，使污泥納入生態(tài)良性循環(huán)，既可以解決環(huán)境污染問題，又可為農(nóng)業(yè)、園藝業(yè)開辟有機(jī)肥源.

9、表1青島市團(tuán)島污水處理廠富磷污泥的植物養(yǎng)分（單位：%）在看到富磷污泥作為肥料的巨大利用價(jià)值的同時(shí)，也必須考慮到其中所含的重金屬可能帶來的危害。如果富磷污泥所含重金屬濃度及有毒有害物質(zhì)符合農(nóng)田肥用的標(biāo)準(zhǔn)，則可以經(jīng)堆肥或造粒后，施用于農(nóng)田；即使重金屬濃度超標(biāo)，仍可用于城市綠化，以避免在農(nóng)作物中重金屬的富集。青島市團(tuán)島污水處理廠富磷污泥的重金屬含量見表2。表2青島市團(tuán)島污水處理廠富磷污泥重金屬成分及含量(mg/kg)結(jié)合富磷污泥處理過程中磷的控制和處理后的資源化利用，可采用如下工藝對(duì)富磷污泥進(jìn)行處理與處置。圖1富磷污泥處理與處置工藝流程5結(jié)語從城市污水廠實(shí)際運(yùn)行效果看，脫氮除磷工藝污水處理廠在創(chuàng)造條件充分發(fā)揮聚磷菌的過量吸收磷的能力后，在污泥濃縮階段應(yīng)采用機(jī)械濃縮方式，在污泥穩(wěn)定階段應(yīng)避免使用污泥厭氧消化方法，從而避免磷的回溶。有機(jī)富磷污泥的根本出路和基本方向應(yīng)該是資源化，結(jié)合我國具體情況而言，在機(jī)械濃縮脫水后，經(jīng)堆肥穩(wěn)定或干燥造粒后作農(nóng)業(yè)或綠化用肥是最為