制糖废水处理站污泥的处理处置及工艺选择_资源化
导读:：活性污泥法降解工艺的投资较低。本文对常用污泥处理处置技术进行比较和评估。污泥资源化。
关键词：制糖废水处理站，污泥，处理处置，资源化
1 引言
甘蔗制糖行业对整个国民经济的发展和社会稳定有着不可缺少的推动作用，广西是全国最大的甘蔗糖主产区，产糖量连续多年居全国首位。甘蔗制糖业废水排放量大，化学需氧量(COD)浓度高，成分复杂，废水处理具有相当难度，废水若不经处理直接排入水体，将会对水资源造成严重污染，破坏生态环境。近年来，为了工业污染源达到国家“一控双达标”的要求，对于不能达标排放的企业，采取了“关、停、转”的措施，其中受冲击较大的是当地的制糖企业。为此，各个制糖企业越来越重视环境保护和污水综合治理。
目前国内对制糖废水的末端处理均趋向于活性污泥法降解。活性污泥法降解工艺的投资较低，操作条件简单，但是它处理中产生的大量剩余污泥通常含有一定量的有毒有害物质(如寄生虫卵、病原微生物、重金属)及未稳定化的有机物，如果不进行妥善处理与处置，将会对环境造成直接或潜在的污染[1]。污泥处理装置的投入和运行费用巨大，可占整个污水处理厂投资及运行费用的25%到65%之间[2]，显而易见，污泥的处理与处置成为环境领域的一大难题。因此资源化，本文对常用污泥处理处置技术进行比较和评估，以便甘蔗制糖行业对今后污泥处理处置工艺技术的选择提供参考依据。
2 污泥的处理技术
2.1污泥湿式氧化法
湿式空气氧化技术(WO法)是将污泥置于密闭反应器中，在高温高压条件下通入空气或氧气作氧化剂，按浸没燃烧原理使污泥中有机物氧化分解，将有机物转化为无机物的过程，该法主要适用于处理各种难降解的有机污泥[3]。
2.2臭氧氧化
臭氧氧化使污泥减量的机理是即臭氧的强氧化性能通过各种作用破坏污泥中微生物的细胞壁，使细胞质进入到污泥中。对回流污泥使用臭氧氧化，能使回流中BOD增加，加大了细胞的可生化性，使剩余污泥量减小模板。
2.3蚯蚓处理污泥
波兰的BnrskO和Zambrow利用蚯蚓有效地处理废水筛余物和污泥，得到一种无气味、类似腐殖质且含有高营养的蚯蚓肥料。经过蚯蚓净化处理，污泥中的Cu、Zn、Ni含量均有明显降低;污泥经处理后转变为无臭、疏松、高效的有机颗粒肥料，但处理污泥后的蚯蚓体内有重金属富集，因此不宜作为饲料以免进入人体食物链[4]。
2.4膜生物反应器
膜生物反应器是指将膜分离技术中的膜系统与污水生物处理工程中的生物反应器相互结合而成的新工艺。膜生物反应器中污泥的停留时间很长，甚至可避免排泥，但是膜的堵塞和膜材料价格问题限制了该方法的推广应用。
2.5污泥人工湿地处理技术
污泥人工湿地处理技术是一种新型污泥处理技术，它是集污泥浓缩、脱水、降解于一体，可以大量节减基建投资和运行费用。据报道，丹麦采用人工湿地芦苇床系统进行污泥脱水与矿化处理，污泥由于脱水及矿化在床中减少率年平均为90%及96%。人工基质为微生物的生长提供稳定的依附表面，为耐水耐污植物提供载体和营养物质，并通过一些物理和化学途径降解污泥;耐水耐污植物除直接吸收利用污泥中的营养物质及吸附、富集一些有毒有害物质外，还有输送氧气到根区和维持水力传输的作用;微生物的代谢作用是污泥中有机污染物降解的主要机制[5]。同时它们相互联系，互为因果，形成一个系统，如图1所示。
图1污泥湿地处理工艺立面图
2.6等离子体处理
该法是最近研究成功的，它利用电弧等离子体技术产生高温突跃处理脱水污泥，使污泥中的有机物发生物理化学变化，从中快速制得可燃气体，其主要成分是CO，产物气体可直接点火燃烧。
3 污泥资源化
3.1 污泥农林利用
活性污泥含有大量的有机质和N，P，K，Mg，Ca，S，Fe等植物生长元素，是一种良好的肥料和土壤改良剂。田间实验表明污泥用于农田后能改良土壤的物理化学性质，增加土壤营养成分，提高土壤可耕作性;在绿化工程中施用无害化处理的活性污泥，绿化植物长势好、绿期延长、观赏性提高，既可远离食物链，又可就近消化污泥资源化，减少运输费用，还能减少化学肥料的用量。并且制糖废水污泥中不含有重金属，这就决定污泥能农林利用的主要因素。
3.2 污泥制作动物饲料
制糖废水活性污泥本身含有有机物，如蛋白质、脂肪、纤维素、及少量吸收元素，都是动物所需的营养物质且不含有重金属及其他有害物质。污泥中70%的粗蛋白质是以氨基酸形式存在，以蛋氨酸、胱氨酸和缬氨酸为主、且各种氨基酸之间相对平衡，是一种很好饲料蛋白。
3.3 污泥的建材利用
污泥建材利用是污泥资源化方式的一种，其内容包含了利用污泥及其焚烧产物制造砖块、水泥、陶粒、玻璃、生化纤维等。污泥制砖有干化污泥直接制砖和污泥灰渣制砖两种方法。用干化污泥直接制砖时，当污泥与黏土按质量比1:10时，污泥砖可达普通红砖强度;利用污泥灰渣制砖时，由于灰渣与制砖黏土的化学成分比较接近，制砖时只需添加黏土与硅砂，比较适宜的配料质量比为灰渣:黏土:硅砂=100:50: (15-20)。由于焚烧温度高达1 200℃，污泥中病原体被彻底毁灭，燃烧过程中产生的有害废气(如二垩英)被彻底分解，又无残留灰渣，彻底避免了对环境的污染;同时为建材生产厂提供了再生资源，降低建材产品的单位成本。
3.4 污泥的沼气利用
目前，我国不但缺乏废水处理站的建设资金更缺乏运行费用，废水处理站的电费开支始终占据了很大部分，有的废水处理站建成后因缺乏运行费用而停产，有的开工不足，而按我国目前的技术水平，利用沼气解决废水处理站的能源要求是可以做到的。污泥发酵产生的污泥气可作燃料，消化池所产生的污泥气能完全燃烧，保存运输方便，是一种清洁燃料。污泥气发热量为20850-25020kJ/m3，1m3气体约相当于1kg煤[6]，污水厂用污泥气发电可降低电耗和运行费用。污泥气的主要成分是CH4和CO2，将污泥气净化，除去CO2，即可得到CH4。
3.5 污泥制备碳源和生物活性炭
在生物处理系统内，初沉污泥是最具发展潜力的可利用碳源。通过生物热解、化学水解及生物水解等，可将其中的固态有机物转化为易于生物利用的低分子溶解态有机物(即快速碳源)，重新投加于污水处理系统，从而获得较高的脱氮除磷效率。
日本以脱水污泥滤饼为原料，开发出了高性能活性炭。在500℃-600℃下碳化脱水，经酸洗除杂质，再用碱活化。该法制得的活性炭其细孔的比表面积是市售品的1.8倍以上，吸附能力大大增强。
3.6 污泥的其他利用
污泥低温热解制油技术是在无氧微正压条件下，加热污泥至一定温度(300-600℃)，污泥中的脂类、蛋白质等有机物经过蒸馏和热分解作用转化为油、反应水、非凝性气体和污泥炭等4种可燃产物。
4 甘蔗制糖行业污泥处理的技术
我国目前还是一个拥有相当大面积中低产田的农业大国，同时化肥又严重不足资源化，每年需花费20多亿元大量进口，尽管如此，每年仍有10%左右的缺口。伶俐糖厂废水处理站根据污泥量，污泥性质等作具体分析，每天得到剩余污泥7t，且制糖废水中不含重金属及其他有毒有害物质，因此可考虑将现行的污泥简单填埋处理方式改变成为综合资源化利用的方式，即将部分剩余活性污泥通过化学水解和生物水解，将其中的固态有机物转化为碳源，重新投加于活性污泥法处理系统，降低废水处理站固定投加碳源的成本，其余的剩余污泥通过无害化处理后可送给与糖厂签订种植甘蔗协议的农户作为高效有机复混肥和土壤改良剂，减少合作农户的种植成本，增加农户每亩种植甘蔗的收入，糖厂自身也可以通过污泥的利用大大减少了污泥填埋所需的各项支出和土地占用，既促进农业生产发展，又实现农业生态环境的良性循环。
5 结语
甘蔗制糖行业废水处理站污泥处理与处置必须遵循“减量化、稳定化、无害化、资源化”的处置原则，不能将污泥处理与处置仅限于“减量化、稳定化、无害化”，因把“资源化”作为污泥处置的最终目标。只有进行综合利用，才能有效地彻底解决污泥对环境污染。因此，应加强污泥资源化的开发利用研究，寻求新的应用途径、加工技术，变废为宝，从而取得良好的经济效益和环保效益。
参考文献
[1]梁鹏,黄霞,钱易.污泥减量化技术的研究进展[J].环境污染治理技术与设备, 2003, 4(1): 44-52.
[2]Yu Liu,etal.Strategy for minimizationof excess sludge production from the activated sludge process[J].BiotechnologyAdvances, 2001, (19): 97-107.
[3]牛樱,陈季华.剩余污泥处理技术进展[J]. 工业用水与废水, 2000, 31(5): 4-6.
[4]朱南文,高廷耀,周增炎.我国城市污水厂污泥处置途径的选择[J].上海环境科学, 1998, 17(11): 40-42.
[5]Paul C, Mark S, Henrietta M. The designand performance of nitrifying vertical-flow reed bed treatment system[J]. WaterScience and Technology, 1997, 35(5): 215-221.
[6]唐受印,汪大翠等.废水处理工程[M]. 北京:化学工业出版社, 2000: 311-326.
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