淺議污水處理廠的污泥資源化

1、    淺議污水處理廠的污泥資源化    孫麗娜 李靜摘要：指出了城市污水處理是一種高能耗的產(chǎn)業(yè)，高能耗造成污水處理的運營成本增加，同時也加劇了我國現(xiàn)階段的能源危機。從城市污水處理廠的污泥處理以及管理方面，提出了污泥厭氧消化工藝的節(jié)能降耗，特別是污泥資源化途徑。關(guān)鍵詞：污水處理廠；污泥；資源化；回收利用：x703：a ：16749944（2014）060164021 國內(nèi)污泥處理處置狀況隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市現(xiàn)代化的建設(shè)，城市污水的產(chǎn)生及其數(shù)量也在不斷增長，而污泥是城市污水處理過程中不可避免的副產(chǎn)物。污水處理量的增長導(dǎo)致了污泥數(shù)量的大量增加。據(jù)估算，目前我國

2、城市污水處理廠污泥量以每年10%的增長率增長。截至2010年我國各城市共有污水處理廠2630座，城鎮(zhèn)污水廠污泥產(chǎn)量已達(dá)3000萬t（以含水率80%計）。污泥厭氧消化不僅能夠使污泥處理基本實現(xiàn)穩(wěn)定化、無害化和減量化，而且污泥消化過程中產(chǎn)生的沼氣是一種清潔能源。我國北京市的高碑店污水處理廠等就是采用比較完善的污泥厭氧消化處理系統(tǒng)，產(chǎn)生的沼氣用于消化池攪拌和發(fā)電，沼氣發(fā)電機的熱水作為消化污泥加熱的熱源，實現(xiàn)了熱電聯(lián)供和資源的綜合利用。然而，在我國現(xiàn)有的污水處理設(shè)施中有污泥穩(wěn)定處理設(shè)施的還不到25%，處理工藝和配套設(shè)施較為完善的還不到10%，絕大多數(shù)污水廠的污泥熱能白白棄掉，而厭氧消化產(chǎn)生的沼氣，沒有

3、有效地加以利用，又白白放空，造成了更大的浪費。國外由于很重視污泥能源的回收利用，污水廠的能源自給率已經(jīng)達(dá)到50%以上，可見若充分回收污泥中的能源，則厭氧消化將成為產(chǎn)能工藝。2 污泥的厭氧消化污泥是污水處理廠凈化污水過程中的產(chǎn)物，污水處理工藝不同，其產(chǎn)生的污泥量或者種類也不相同，但主要成分都是水分、泥砂、腐殖質(zhì)以及細(xì)菌等無機物和有機物。在所有污泥處理單元中，污泥穩(wěn)定是最重要的環(huán)節(jié)，污泥穩(wěn)定主要有兩個作用：一方面可以提高污泥的可脫水性、消滅病原菌、降解污泥中含有的各種有機物；另一方面在污泥厭氧消化的過程中可以回收大量的能源，即沼氣。比較常用的污泥穩(wěn)定處理工藝有厭氧消化、好氧消化和加熱干化等。目前我

4、國僅有數(shù)量不到一半的污水處理廠建有污泥穩(wěn)定處理設(shè)施，不僅不利于污泥的處置，更重要的是浪費了大量的可回收能源。污泥厭氧消化是在無氧的條件下，由厭氧菌和兼性菌將污泥中的可生物降解的有機物分解成二氧化碳、甲烷和水等，在這一過程中污泥中的病原菌會被消滅，使污泥得到穩(wěn)定。厭氧消化過程中的能耗包括熱耗和電耗，而厭氧消化所生成的沼氣能夠可用于補償消化時耗費的能量。北京市高碑店污水處理廠的污泥處理采用中溫及高溫兩級厭氧消化工藝，穩(wěn)定運行平均日產(chǎn)沼氣 4 萬m3，相應(yīng)平均日發(fā)電量可望達(dá)到7.5萬kw·h1。然而，目前我國在污泥實現(xiàn)資源化回收利用方面存在諸多問題，一些污水廠雖然建設(shè)了沼氣回收利用系統(tǒng)，卻

5、未能正常使用。3 污泥的資源化污水處理廠污泥的資源回收利用為污水處理行業(yè)實現(xiàn)節(jié)能降耗和能量自給提供了可行的途徑。在城市污水處理過程中產(chǎn)生大量的剩余污泥，應(yīng)充分利用污泥中的有用成分，實現(xiàn)其變廢為寶。目前常用的污泥處置方法如填埋，并沒有真正解決污泥問題，污泥沒有被利用，還可能造成二次污染。污泥資源化技術(shù)有堆肥利用技術(shù)、土地利用技術(shù)、材料化利用技術(shù)、能源化利用技術(shù)等2。污泥消化制沼氣就屬于污泥的能源化利用技術(shù)之一。一般污水處理廠的剩余污泥中含有65%的揮發(fā)性有機成分，這其中有大約45%可使用厭氧消化來穩(wěn)定，消化過程中產(chǎn)生的沼氣是一種可燃?xì)怏w。沼氣的主要成分甲烷是一種理想的氣體燃料，純甲烷的發(fā)熱量為3

6、4000kj/m3，沼與其它燃?xì)庀啾?，沼氣的抗爆性能較好，是一種很好的清潔燃料。4 消化沼氣的利用污泥厭氧消化是實現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化相統(tǒng)一的有效手段，是可同時削減污染和產(chǎn)生生物能的經(jīng)濟(jì)實用技術(shù)。如果充分發(fā)揮城市污泥厭氧消化的作用，其產(chǎn)生的沼氣量將相當(dāng)可觀，沼氣回收利用具有很大的發(fā)展空間。沼氣作為能源利用已有很長的歷史。我國的沼氣利用最初主要為農(nóng)村沼氣池。沼氣池產(chǎn)生的沼氣用于農(nóng)村家庭的炊事逐漸發(fā)展到照明和取暖。目前的沼氣利用技術(shù)主要包括沼氣發(fā)電技術(shù)和沼氣燃料電池技術(shù)。一般大中型城市污水處理廠的沼氣發(fā)電量可補償全廠用電量的30%，降低了污水處理廠的電能消耗及運行費用。產(chǎn)生的沼氣除

7、了用于污水處理廠自身的能源消耗以外，還可將其作為一種公共能源加以廣泛利用。例如，瑞典沼氣的年總產(chǎn)量為1400gwh，主要產(chǎn)自200多家市政污水處理廠的污泥消化池，其產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的60%。瑞典已經(jīng)成功將沼氣作為車用燃料應(yīng)用于汽車、火車，并建設(shè)了一批沼氣動力汽車加氣站。城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥沼氣是真正的綠色環(huán)?？稍偕那鍧嵞茉?，取之不盡，用之不竭。提純后的沼氣作為汽車燃料的替代品，能夠解決城市最突出的大氣污染問題，同時還能夠緩解汽車燃油不足的壓力。5 結(jié)論城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥數(shù)量可觀，如不進(jìn)行合理處置及利用，將造成大量資源及能源的損失及浪費。將污泥資源化，加強能量回收后污水廠自身的使用，甚

8、至將其應(yīng)用于公共領(lǐng)域，不僅能為緩解我國的能源危機發(fā)揮積極作用，同時也可為污水處理廠帶來可觀的經(jīng)濟(jì)利潤。參考文獻(xiàn)：1 李 維，楊向平，李建軍.高碑店污水處理廠沼氣熱電聯(lián)供情況介紹j.給水排水，2003（12）：1720.2金 波，李寶鑫.城市污水處理廠污泥的綜合利用探討j. 環(huán)境科學(xué)與管理，2010，35（5）：106109.discussion of sludge recycling of wastewater treatment plantsun li'na1， li jing2（1. tianjin academy of environmental sciences， tianji

9、n 300191， china；2. tianjin united environmental engineering design co.， ltd.， tianjin 300191， china）abstract： urban sewage treatment is a high energy consumption industry， which not only results in the increase of operating costs of sewage treatment， but also exacerbates the energy crisis at the pre

10、sent stage of china. this article proposes the energy saving ways of the anaerobic digestion process of sludge and sludge recycling ways for sludge treatment and management of sewage treatment plant .key words： wastewater treatment plant； sludge； resources； recyclingendprint摘要：指出了城市污水處理是一種高能耗的產(chǎn)業(yè)，高能耗

11、造成污水處理的運營成本增加，同時也加劇了我國現(xiàn)階段的能源危機。從城市污水處理廠的污泥處理以及管理方面，提出了污泥厭氧消化工藝的節(jié)能降耗，特別是污泥資源化途徑。關(guān)鍵詞：污水處理廠；污泥；資源化；回收利用：x703：a ：16749944（2014）060164021 國內(nèi)污泥處理處置狀況隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市現(xiàn)代化的建設(shè)，城市污水的產(chǎn)生及其數(shù)量也在不斷增長，而污泥是城市污水處理過程中不可避免的副產(chǎn)物。污水處理量的增長導(dǎo)致了污泥數(shù)量的大量增加。據(jù)估算，目前我國城市污水處理廠污泥量以每年10%的增長率增長。截至2010年我國各城市共有污水處理廠2630座，城鎮(zhèn)污水廠污泥產(chǎn)量已達(dá)3000萬t（以含水率80

12、%計）。污泥厭氧消化不僅能夠使污泥處理基本實現(xiàn)穩(wěn)定化、無害化和減量化，而且污泥消化過程中產(chǎn)生的沼氣是一種清潔能源。我國北京市的高碑店污水處理廠等就是采用比較完善的污泥厭氧消化處理系統(tǒng)，產(chǎn)生的沼氣用于消化池攪拌和發(fā)電，沼氣發(fā)電機的熱水作為消化污泥加熱的熱源，實現(xiàn)了熱電聯(lián)供和資源的綜合利用。然而，在我國現(xiàn)有的污水處理設(shè)施中有污泥穩(wěn)定處理設(shè)施的還不到25%，處理工藝和配套設(shè)施較為完善的還不到10%，絕大多數(shù)污水廠的污泥熱能白白棄掉，而厭氧消化產(chǎn)生的沼氣，沒有有效地加以利用，又白白放空，造成了更大的浪費。國外由于很重視污泥能源的回收利用，污水廠的能源自給率已經(jīng)達(dá)到50%以上，可見若充分回收污泥中的能源

13、，則厭氧消化將成為產(chǎn)能工藝。2 污泥的厭氧消化污泥是污水處理廠凈化污水過程中的產(chǎn)物，污水處理工藝不同，其產(chǎn)生的污泥量或者種類也不相同，但主要成分都是水分、泥砂、腐殖質(zhì)以及細(xì)菌等無機物和有機物。在所有污泥處理單元中，污泥穩(wěn)定是最重要的環(huán)節(jié)，污泥穩(wěn)定主要有兩個作用：一方面可以提高污泥的可脫水性、消滅病原菌、降解污泥中含有的各種有機物；另一方面在污泥厭氧消化的過程中可以回收大量的能源，即沼氣。比較常用的污泥穩(wěn)定處理工藝有厭氧消化、好氧消化和加熱干化等。目前我國僅有數(shù)量不到一半的污水處理廠建有污泥穩(wěn)定處理設(shè)施，不僅不利于污泥的處置，更重要的是浪費了大量的可回收能源。污泥厭氧消化是在無氧的條件下，由厭氧

14、菌和兼性菌將污泥中的可生物降解的有機物分解成二氧化碳、甲烷和水等，在這一過程中污泥中的病原菌會被消滅，使污泥得到穩(wěn)定。厭氧消化過程中的能耗包括熱耗和電耗，而厭氧消化所生成的沼氣能夠可用于補償消化時耗費的能量。北京市高碑店污水處理廠的污泥處理采用中溫及高溫兩級厭氧消化工藝，穩(wěn)定運行平均日產(chǎn)沼氣 4 萬m3，相應(yīng)平均日發(fā)電量可望達(dá)到7.5萬kw·h1。然而，目前我國在污泥實現(xiàn)資源化回收利用方面存在諸多問題，一些污水廠雖然建設(shè)了沼氣回收利用系統(tǒng)，卻未能正常使用。3 污泥的資源化污水處理廠污泥的資源回收利用為污水處理行業(yè)實現(xiàn)節(jié)能降耗和能量自給提供了可行的途徑。在城市污水處理過程中產(chǎn)生大量的剩

15、余污泥，應(yīng)充分利用污泥中的有用成分，實現(xiàn)其變廢為寶。目前常用的污泥處置方法如填埋，并沒有真正解決污泥問題，污泥沒有被利用，還可能造成二次污染。污泥資源化技術(shù)有堆肥利用技術(shù)、土地利用技術(shù)、材料化利用技術(shù)、能源化利用技術(shù)等2。污泥消化制沼氣就屬于污泥的能源化利用技術(shù)之一。一般污水處理廠的剩余污泥中含有65%的揮發(fā)性有機成分，這其中有大約45%可使用厭氧消化來穩(wěn)定，消化過程中產(chǎn)生的沼氣是一種可燃?xì)怏w。沼氣的主要成分甲烷是一種理想的氣體燃料，純甲烷的發(fā)熱量為34000kj/m3，沼與其它燃?xì)庀啾?，沼氣的抗爆性能較好，是一種很好的清潔燃料。4 消化沼氣的利用污泥厭氧消化是實現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化和

16、資源化相統(tǒng)一的有效手段，是可同時削減污染和產(chǎn)生生物能的經(jīng)濟(jì)實用技術(shù)。如果充分發(fā)揮城市污泥厭氧消化的作用，其產(chǎn)生的沼氣量將相當(dāng)可觀，沼氣回收利用具有很大的發(fā)展空間。沼氣作為能源利用已有很長的歷史。我國的沼氣利用最初主要為農(nóng)村沼氣池。沼氣池產(chǎn)生的沼氣用于農(nóng)村家庭的炊事逐漸發(fā)展到照明和取暖。目前的沼氣利用技術(shù)主要包括沼氣發(fā)電技術(shù)和沼氣燃料電池技術(shù)。一般大中型城市污水處理廠的沼氣發(fā)電量可補償全廠用電量的30%，降低了污水處理廠的電能消耗及運行費用。產(chǎn)生的沼氣除了用于污水處理廠自身的能源消耗以外，還可將其作為一種公共能源加以廣泛利用。例如，瑞典沼氣的年總產(chǎn)量為1400gwh，主要產(chǎn)自200多家市政污水處

17、理廠的污泥消化池，其產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的60%。瑞典已經(jīng)成功將沼氣作為車用燃料應(yīng)用于汽車、火車，并建設(shè)了一批沼氣動力汽車加氣站。城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥沼氣是真正的綠色環(huán)?？稍偕那鍧嵞茉?，取之不盡，用之不竭。提純后的沼氣作為汽車燃料的替代品，能夠解決城市最突出的大氣污染問題，同時還能夠緩解汽車燃油不足的壓力。5 結(jié)論城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥數(shù)量可觀，如不進(jìn)行合理處置及利用，將造成大量資源及能源的損失及浪費。將污泥資源化，加強能量回收后污水廠自身的使用，甚至將其應(yīng)用于公共領(lǐng)域，不僅能為緩解我國的能源危機發(fā)揮積極作用，同時也可為污水處理廠帶來可觀的經(jīng)濟(jì)利潤。參考文獻(xiàn)：1 李 維，楊向平，李建軍.高碑

18、店污水處理廠沼氣熱電聯(lián)供情況介紹j.給水排水，2003（12）：1720.2金 波，李寶鑫.城市污水處理廠污泥的綜合利用探討j. 環(huán)境科學(xué)與管理，2010，35（5）：106109.discussion of sludge recycling of wastewater treatment plantsun li'na1， li jing2（1. tianjin academy of environmental sciences， tianjin 300191， china；2. tianjin united environmental engineering design co.，

19、ltd.， tianjin 300191， china）abstract： urban sewage treatment is a high energy consumption industry， which not only results in the increase of operating costs of sewage treatment， but also exacerbates the energy crisis at the present stage of china. this article proposes the energy saving ways of the

20、 anaerobic digestion process of sludge and sludge recycling ways for sludge treatment and management of sewage treatment plant .key words： wastewater treatment plant； sludge； resources； recyclingendprint摘要：指出了城市污水處理是一種高能耗的產(chǎn)業(yè)，高能耗造成污水處理的運營成本增加，同時也加劇了我國現(xiàn)階段的能源危機。從城市污水處理廠的污泥處理以及管理方面，提出了污泥厭氧消化工藝的節(jié)能降耗，特別是污

21、泥資源化途徑。關(guān)鍵詞：污水處理廠；污泥；資源化；回收利用：x703：a ：16749944（2014）060164021 國內(nèi)污泥處理處置狀況隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市現(xiàn)代化的建設(shè)，城市污水的產(chǎn)生及其數(shù)量也在不斷增長，而污泥是城市污水處理過程中不可避免的副產(chǎn)物。污水處理量的增長導(dǎo)致了污泥數(shù)量的大量增加。據(jù)估算，目前我國城市污水處理廠污泥量以每年10%的增長率增長。截至2010年我國各城市共有污水處理廠2630座，城鎮(zhèn)污水廠污泥產(chǎn)量已達(dá)3000萬t（以含水率80%計）。污泥厭氧消化不僅能夠使污泥處理基本實現(xiàn)穩(wěn)定化、無害化和減量化，而且污泥消化過程中產(chǎn)生的沼氣是一種清潔能源。我國北京市的高碑店污水處理廠等

22、就是采用比較完善的污泥厭氧消化處理系統(tǒng)，產(chǎn)生的沼氣用于消化池攪拌和發(fā)電，沼氣發(fā)電機的熱水作為消化污泥加熱的熱源，實現(xiàn)了熱電聯(lián)供和資源的綜合利用。然而，在我國現(xiàn)有的污水處理設(shè)施中有污泥穩(wěn)定處理設(shè)施的還不到25%，處理工藝和配套設(shè)施較為完善的還不到10%，絕大多數(shù)污水廠的污泥熱能白白棄掉，而厭氧消化產(chǎn)生的沼氣，沒有有效地加以利用，又白白放空，造成了更大的浪費。國外由于很重視污泥能源的回收利用，污水廠的能源自給率已經(jīng)達(dá)到50%以上，可見若充分回收污泥中的能源，則厭氧消化將成為產(chǎn)能工藝。2 污泥的厭氧消化污泥是污水處理廠凈化污水過程中的產(chǎn)物，污水處理工藝不同，其產(chǎn)生的污泥量或者種類也不相同，但主要成分

23、都是水分、泥砂、腐殖質(zhì)以及細(xì)菌等無機物和有機物。在所有污泥處理單元中，污泥穩(wěn)定是最重要的環(huán)節(jié)，污泥穩(wěn)定主要有兩個作用：一方面可以提高污泥的可脫水性、消滅病原菌、降解污泥中含有的各種有機物；另一方面在污泥厭氧消化的過程中可以回收大量的能源，即沼氣。比較常用的污泥穩(wěn)定處理工藝有厭氧消化、好氧消化和加熱干化等。目前我國僅有數(shù)量不到一半的污水處理廠建有污泥穩(wěn)定處理設(shè)施，不僅不利于污泥的處置，更重要的是浪費了大量的可回收能源。污泥厭氧消化是在無氧的條件下，由厭氧菌和兼性菌將污泥中的可生物降解的有機物分解成二氧化碳、甲烷和水等，在這一過程中污泥中的病原菌會被消滅，使污泥得到穩(wěn)定。厭氧消化過程中的能耗包括熱

24、耗和電耗，而厭氧消化所生成的沼氣能夠可用于補償消化時耗費的能量。北京市高碑店污水處理廠的污泥處理采用中溫及高溫兩級厭氧消化工藝，穩(wěn)定運行平均日產(chǎn)沼氣 4 萬m3，相應(yīng)平均日發(fā)電量可望達(dá)到7.5萬kw·h1。然而，目前我國在污泥實現(xiàn)資源化回收利用方面存在諸多問題，一些污水廠雖然建設(shè)了沼氣回收利用系統(tǒng)，卻未能正常使用。3 污泥的資源化污水處理廠污泥的資源回收利用為污水處理行業(yè)實現(xiàn)節(jié)能降耗和能量自給提供了可行的途徑。在城市污水處理過程中產(chǎn)生大量的剩余污泥，應(yīng)充分利用污泥中的有用成分，實現(xiàn)其變廢為寶。目前常用的污泥處置方法如填埋，并沒有真正解決污泥問題，污泥沒有被利用，還可能造成二次污染。污

25、泥資源化技術(shù)有堆肥利用技術(shù)、土地利用技術(shù)、材料化利用技術(shù)、能源化利用技術(shù)等2。污泥消化制沼氣就屬于污泥的能源化利用技術(shù)之一。一般污水處理廠的剩余污泥中含有65%的揮發(fā)性有機成分，這其中有大約45%可使用厭氧消化來穩(wěn)定，消化過程中產(chǎn)生的沼氣是一種可燃?xì)怏w。沼氣的主要成分甲烷是一種理想的氣體燃料，純甲烷的發(fā)熱量為34000kj/m3，沼與其它燃?xì)庀啾龋託獾目贡阅茌^好，是一種很好的清潔燃料。4 消化沼氣的利用污泥厭氧消化是實現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化相統(tǒng)一的有效手段，是可同時削減污染和產(chǎn)生生物能的經(jīng)濟(jì)實用技術(shù)。如果充分發(fā)揮城市污泥厭氧消化的作用，其產(chǎn)生的沼氣量將相當(dāng)可觀，沼氣回收利用具

26、有很大的發(fā)展空間。沼氣作為能源利用已有很長的歷史。我國的沼氣利用最初主要為農(nóng)村沼氣池。沼氣池產(chǎn)生的沼氣用于農(nóng)村家庭的炊事逐漸發(fā)展到照明和取暖。目前的沼氣利用技術(shù)主要包括沼氣發(fā)電技術(shù)和沼氣燃料電池技術(shù)。一般大中型城市污水處理廠的沼氣發(fā)電量可補償全廠用電量的30%，降低了污水處理廠的電能消耗及運行費用。產(chǎn)生的沼氣除了用于污水處理廠自身的能源消耗以外，還可將其作為一種公共能源加以廣泛利用。例如，瑞典沼氣的年總產(chǎn)量為1400gwh，主要產(chǎn)自200多家市政污水處理廠的污泥消化池，其產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的60%。瑞典已經(jīng)成功將沼氣作為車用燃料應(yīng)用于汽車、火車，并建設(shè)了一批沼氣動力汽車加氣站。城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥沼氣是真正的綠色環(huán)保可再生的清潔能源，取之不盡，用之不竭。提純后的沼氣作為汽車燃料的替代品，能夠解決城市最突出的大氣污染問題，同時還能夠緩解汽車燃油不足的壓力。5 結(jié)論城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥數(shù)量可觀，如不進(jìn)行合理處置及利用，將造成大量資源及能源的損失及浪費。將污泥資源化，加強能量回收后污水廠自身的使用，甚至將其