城鎮(zhèn)自來水廠污泥和污水處理廠污泥聯(lián)合處理處置
行業(yè)動態(tài)
城鎮(zhèn)自來水廠在凈水過程中會產(chǎn)生大量的排泥水，城鎮(zhèn)污水處理廠也產(chǎn)生大量的有機污泥。在中國，自來水的供應(yīng)逐漸實現(xiàn)了城鎮(zhèn)全覆蓋，城鎮(zhèn)污水處理廠也已運行三千多座。實現(xiàn)水凈化和污水處理的同時，自來水廠污泥和污水廠污泥產(chǎn)生的問題也越來越嚴重，可行的污泥處理處置技術(shù)已成為目前研究的熱點。過去主要的技術(shù)路線還是基于兩種污泥的來源和性質(zhì)不同，各自分別處理處置。實際上，兩種污泥的不同特性，在合適的條件下具有一定的互補性；而隨著城鎮(zhèn)供排水一體化管理體制的形成，兩種污泥 聯(lián)合處理處置也具有一定可行性。
1 城鎮(zhèn)污泥特性
1.1 自來水廠污泥的特性
城鎮(zhèn)自來水廠的傳統(tǒng)凈水工藝主要包括：混凝、沉淀、砂濾和消毒。深度水處理工藝一般在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上增加臭氧活性炭或膜處理工藝等。在水處理過程中一般需要投加絮凝劑，如聚合氯化鋁（PAC），硫酸鋁或者氯化鐵等化學(xué)藥劑。在沉淀池實現(xiàn)泥水分離，產(chǎn)生大量的沉淀池排泥水；后續(xù)濾池截留的微小絮體在反沖洗后也產(chǎn)生大量的排泥水；如采用深度處理工藝，則還有生物活性炭濾池反沖洗的排泥水或膜濾產(chǎn)生的濃液。這些排泥水往往通過濃縮，再加入聚丙烯酰胺（PAM）調(diào)理后進行脫水，形成60%左右含水率的干污泥再進行處置。
可見，排泥水中含有原水中攜帶的大量泥砂、剩余絮凝劑、絮凝劑水解反應(yīng)產(chǎn)物（鋁鹽或鐵鹽等）；經(jīng)過脫水后的排泥水污泥還增加了剩余PAM和PAM的反應(yīng)產(chǎn)物。
1.2 污水處理廠污泥的特性
城鎮(zhèn)污水處理廠普遍采用格柵、沉砂、初沉、生化、二沉、消毒等處理工藝。生化池大都采用活性污泥法。初沉池排出原水中存在的大量沉淀污泥；生化池產(chǎn)生的剩余活性污泥在后續(xù)的二沉池排出。污泥往往通過濃縮，再加入聚丙烯酰胺（PAM）等調(diào)理后進行脫水，形成70%～80%含水率的干污泥再進行處置。污水廠污泥是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。污泥的主要特性是含水率高（可高達99%以上），有機物含量高，容易腐化發(fā)臭，并且顆粒較細，比重較小，呈膠狀液態(tài)。使得這種污泥脫水難度大、增加了后續(xù)處置的困難。
2 水廠污泥對污水廠污泥的調(diào)理作用
2.1 自來水廠污泥對污水廠污泥的化學(xué)調(diào)理
目前污水處理廠一般采用化學(xué)藥劑調(diào)理的方式來解決污泥脫水困難的問題，很多學(xué)者對污水處理廠污泥的化學(xué)調(diào)理做了研究，其中陰離子聚丙烯酰胺，陽離子聚丙烯酰胺，普通聚丙烯酰胺，表面活性劑，聚合氯化鋁，陽離子淀粉，微生物絮凝劑能有效改善污泥的沉降性，降低污泥比阻，增大顆粒的粒徑，降低污泥的含水率?；瘜W(xué)藥劑在污泥調(diào)理過程中起到破壞污泥膠體穩(wěn)定性，電性中和，吸附架橋和網(wǎng)捕卷掃的作用。污泥是呈膠狀結(jié)構(gòu)的親水性物質(zhì)，污泥一般帶負電荷，因此污泥顆粒之間不易聚結(jié)而分散于水中?；瘜W(xué)調(diào)理劑由于對膠體具有很強的吸附性，在吸附的同時對帶電的污泥膠體顆粒起電性中和作用，會形成較大粒徑的污泥聚集體。因此投加化學(xué)調(diào)理劑之后能使小顆粒變成大顆粒，通過壓縮雙電層，降低Zeta電位，從而改善污泥沉降性，降低污泥比阻和含水率。
例如，自來水廠大多采用聚合氯化鋁作為絮凝劑，產(chǎn)生了大量的鋁泥，鋁泥中含有很多鋁的水解物和其他陽離子物質(zhì)，而且自來水廠污泥脫水過程中使用了聚丙烯酰胺。鋁的水解物和聚合聚丙烯酰胺的吸附架橋作用使污泥中的小顆粒形成比較大的顆粒絮體，陽離子物質(zhì)于污水處理廠污泥中的負電荷相互中和降低了Zeta電位，因此能改善污水處理廠污泥的脫水能力。自來水廠污泥中這些物質(zhì)對污水處理廠污泥能起到化學(xué)調(diào)理作用。
2.2 水廠污泥對污水廠污泥的物理調(diào)理
很多學(xué)者對污泥的物理調(diào)理進行的研究表明，其中木屑，粉煤灰，褐煤，水泥，石灰，纖維材料，小麥糠，紅泥，鳥糞石投加到污水處理廠污泥中能有效改善污泥的脫水能力。物理調(diào)理劑能在脫水過程中起到“骨架”的作用，使污泥不容易被壓縮，形成良好的透水通道，且不容易堵塞濾布，使水分能夠順利的通過泥餅，降低機械脫水的難度，從而降低污泥含水率。
由于自來水廠的原水中含有泥砂，在經(jīng)過自來水廠處理之后形成的污泥含有大量的無機顆粒，這些無機顆粒能形成良好的“骨架”。脫水后的自來水廠污泥含水率低，作為一種調(diào)理劑投加到污水處理廠污泥中，對污泥脫水性能會有明顯的改善。
2.3 水池污泥和污水廠污泥聯(lián)合處理的脫水性能
已有研究表明，污水處理廠污泥經(jīng)過自來水廠污泥調(diào)理之后，其沉降性會得到明顯的改善，毛細吸水時間縮短，污泥比阻降低，經(jīng)過離心或者壓濾脫水之后，污泥的含水率更低，一般在60%左右。鋁泥中含有大量無機物，這些無機質(zhì)在混合污泥中起到了良好的“骨架”作用，形成了一定的透水通道，使濾布不容易堵塞，因此能進一步的提高污水處理廠污泥的脫水性能。自來水廠污泥和污水處理廠污泥干重比在1：1的情況下，混合污泥的含固率能從原來的20.8%上升到25.6%。在干重比為1.5：1的情況下，混合污泥經(jīng)過脫水之后，含水率能降低到60%左右。另外，在達到相同的含水率情況下，混合污泥脫水過程中所需的藥劑使用量減半，污泥的處置費用減少20%。
在污水處理廠污泥中投加自來水廠污泥，進行聯(lián)合處理，不僅提高了混合污泥的脫水性能，還減少了藥劑的使用量，降低了污水處理廠污泥的處理成本，有利于后續(xù)的處置。
3 混合污泥的處置方向
一般自來水廠和污水廠的混合污泥聯(lián)合脫水后的含水率可以達到60%左右，接近了填埋場填埋污泥含水率要求，填埋是其中一種可行的污泥處置方式。
自來水廠污泥中含有大量的泥砂、雜質(zhì)及水廠投加的混凝劑，其主要成分為SiO2、Al2O3和Fe2O3等，類似粘土成分，燒失量也較低，可以作為一種主要原料來燒制陶粒或制磚等，而含有大量有機物的污水處理廠污泥可以起膨化劑的作用。有研究表明，采用混合污泥生產(chǎn)出來的陶粒不僅比表面積大、表面粗糙、孔隙率高、容重低，不僅可作為輕質(zhì)建筑材料，還可用于水和污水處理的生物填料等，實現(xiàn)混合污泥的資源化。
但由于混合污泥相比于原污水處理廠污泥無機質(zhì)含量上升明顯，肥效降低，所以不適合堆肥處置。
4 結(jié)語
自來水廠污泥性質(zhì)較穩(wěn)定、易于脫水，因此便于運輸至污水處理廠進行聯(lián)合處理。對于大中型城市，自來水廠和污水廠之間距離較遠，可以將脫水的自來水廠用污泥車運至污水處理廠。對于小型城鎮(zhèn)，自來水廠和污水廠距離近的，通過合理規(guī)劃和建設(shè)，除車運污泥外，也可修建自來水廠至污水廠的專用污泥輸送管道，通過壓力流將自來水廠排泥水輸送到污水廠聯(lián)合處理。
城鎮(zhèn)自來水廠污泥和污水廠污泥聯(lián)合處理處置只是可供選擇的技術(shù)路線之一，仍需要進一步從管理和運營的角度研究其適用性、經(jīng)濟性及可實施性，再加以評價和完善。
