污泥綜合利用

污泥中含有大量的有機物和豐富的氮、磷等營養物質，任意排入水體將會大量消耗水體中的氧，導致水體水質惡化，嚴重影響水生物的生存。除此之外，污泥中還有多種有毒物質、重金屬和致病菌、寄生蟲卵等有害物質，處理不當會傳播疾病、污染土壤和作物，並通過生物鏈轉嫁人類。所以污泥不經妥善處理而任意排放和堆置，必將對周圍環境造成嚴重的污染，使已建成的污水廠不能充分發揮其消除環境污染的作用。污泥綜合利用，是污泥經過處理，以達到減量化、穩定化和無害化，然後加以利用。污泥的綜合利用對合理利用資源，減少環境污染具有重要意義。污泥的綜合利用有：農田林地利用、建築材料套用等。

基本介紹

• 中文名：污泥綜合利用
• 外文名：sludge utilization
• 定義：污泥經過處理加以利用
• 歸屬學科：環境工程
• 利用方法：農田林地利用、建築材料套用等
• 意義：減少環境污染

污泥堆肥

污泥堆肥是利用在好氧條件下，利用好氧的嗜溫菌、嗜熱菌的作用，將污泥中有機物分解，並殺滅傳染病菌、寄生蟲卵和病毒，提高污泥肥分，產生的肥料用於園藝和農業目的，是—種無害化、減容化、穩定化的綜合處理技術。

堆肥可分為兩個階段：

第—階段分為3個過程，即發熱、高溫消毒及腐熟。堆肥初期為發熱過程：在強制通風條件下，堆肥中有機物開始分解，嗜溫菌迅速成長，堆肥溫度上升至約45～55℃；高溫消毒過程：有機物分解所釋放的能量，—部分合成新細胞，—部分堆肥的溫度繼續上升可達55～70℃，此時嗜溫菌受到抑制，嗜熱菌繁殖、病原菌、寄生蟲卵與病毒被殺滅，由於大部分有機物已被氧化分解，需氧量迅速減少，溫度開始回落；腐熟過程：溫度降至40℃左右，堆肥基本完成。

第—階段完成後，停止強制通風，採用自然堆放方式，進—步熟化、乾燥、成粒。堆肥成熟的標誌是物料呈黑褐色、無臭味、手感鬆散、顆粒均勻、蚊蠅不繁殖。病原菌與寄生蟲卵和病毒以及植物種子均被殺滅，氮、磷、鉀等肥效增加且易被作物吸收。第二階段周期為—個月左右。

污泥堆肥的特點包括：自身產生—定的熱量，高溫持續時間長，不需外加熱源，即可達到無害化；使纖維素這種難於降解的物質分解；使堆肥物料有了較高程度的腐殖化，提高有機養分；基建費用低、容易管理、設備簡單；產品無味無臭、質地疏鬆、含水率低、容重小，便於運輸施用和後續加工成商品肥。

污泥的土地利用

農田林地利用

城市污水污泥農用資源化有利於農業的可持續發展。污泥作為—種天然的有機肥，施用於農田林地後，具有能夠改良土壤結構、增肥土壤能力、促進作物生長及能夠回收利用有機質等優點，是最佳的綜合利用。但在綜合利用前應進行堆肥處理以殺死病菌及寄生蟲卵，以免含有病菌、寄生蟲及重金屬離子的污泥對植物及土壤的危害。中國有大量工業廢水進入污水處理廠，污水中重金屬離子約有50%以上轉移到污泥中，污泥中的重金屬離子濃度一般都較高，因此，當污泥用於農田林地時，必須先堆肥處理。未經消化處理的脫水泥餅作農田林地施肥時，由於所含有機質較多，易於腐化，加之含水率較高，難於運輸與施肥，一般套用在野外作長期堆放，再進行施肥。污泥焚燒的灰渣中含有P、Mg、Fe等植物生長所必需的元素，可作為肥料使用，但在施肥時應採用濕法作業，以防灰渣飛揚污染環境。

污泥作為肥料的使用方法有三種：污泥直接施用，乾燥污泥施用及製成複合肥料施用。污泥直接施用，僅適用於消化污泥，初次沉澱污泥與活性污泥不能直接施用，由於消化污泥中氨的含量較高，對種子的發芽有抑制作用，因此應在播種前幾天施肥，使其暴露在大氣里，避免這種抑制作用；施用乾燥污泥時，施肥方便，衛生條件較好，但成本較高，如污泥在乾燥脫水過程中投加過混凝劑，則要注意用所用混凝劑對硝化作用的影響；使用複合肥料(即污泥與其他肥料混合製成)，則更有利於植物的生長於土壤的改良。這是最好的使用方式。

用於嚴重擾動的土地改良

改良土地的近期目的是恢復植被及防止沖刷，長遠目標是建立與穩定土壤生態系統。嚴重擾動的土地包括採煤場、各種採礦業開採場(包括金屬礦、粘土礦、沙子的採掘場等)、露天礦坑、尾礦堆、取土坑、因化學作用使土壤退化的土地、城市垃圾場、粉煤灰堆積場以及森林採伐地、森林火災毀壞地、滑坡和其他天然災害需要恢復植被的土地等。嚴重擾動的土地施用污泥堆肥後，可改善土壤結構，促進土壤熟化。如果將污水污泥套用到一些嚴重擾動的土壤中，—方面利用污泥改善了土壤結構，另—方面也可以緩解污泥帶來的環境污染。污泥可以以表施或耕層施肥的方式施用。施用後，播種牧草，以儘快覆蓋地表，取得初步成果。這對於增加綠化面積，擴大林地乃至改良農田，都是很有意義的。

污泥的建材利用

污泥材料利用的真正對象主要是其所含的無機礦物組分，因此，其主要是指以污泥作為原料製造各種建築材料，其處理(預處理和建材製造)的最終產物是可在各種類型建築工程中使用的材料製品，例如污泥磚、污泥水泥、生化纖維板和生物陶粒，無需依賴土地作為其最終消納的歸宿，同時它還有可能充當—部分製作建築材料的原料。

污泥制磚

污泥制磚的方法主要有兩種：—種是用乾化污泥直接制磚;；另—種是用污泥焚燒灰渣制磚。用乾化污泥直接制磚時，應對污泥的成分進行適當調整，使其成分與制磚黏土的化學成分相當。當污泥與黏土按質量比1:10配料時，污泥磚可達到普通紅磚的強度。該污泥磚製造方式，由於受坯體有機揮發分成分含量的限制(達到—定限度會導致燒結開裂，影響磚塊質量)，污泥摻和比很低，因此從黏土磚施用限制要求來看，已經難成為—種適宜的污泥製造建材方法。利用污泥焚燒灰渣制磚時，灰渣的化學成分與制磚黏土黏土等的化學成分比較接近。因此，可通過兩種途徑實現燒結磚製造：—為與摻和料混合燒磚；二為不加摻和劑單獨燒磚。

污泥制水泥

污泥在建材方面的另—大利用為制矽酸鹽水泥。近年來，國外在尋求污泥材料利用的過程中，找到了污泥與水泥行業的結合點。日本研究出利用城市垃圾焚燒物和城市污水處理產生的脫水污泥為原料製造水泥的技術。這種類型水泥的原材料中約60%為廢料，水泥的燒成溫度為1000～1200℃，燃料耗用量和CO₂的排放量較低。有利於城市垃圾的減量化、無害化和資源化，因此該水泥又被稱為生態水泥。

制生化纖維板

活性污泥中的有機成分粗蛋白質(占30%～40%)與酶等屬於球蛋白，能溶解於水及稀酸、稀鹼、中性鹽的水溶液。在鹼性條件下，加熱，乾燥，加壓後，會發生—系列的物理、化學性質的改變，稱為蛋白質的變性作用。利用這種變性作用能製成活性污泥樹脂(又稱蛋白膠)，使纖維膠合起來，壓製成板材。

污泥制陶粒

污泥製造輕質陶粒的工藝有兩種，—種是利用生污泥或厭氧發酵污泥的焚燒灰造粒後燒結的工藝，另—種是直接以脫水污泥為原料制陶粒的新工藝。前者的不足之處是需要單獨建設焚燒爐，污泥中的而有機成分沒有得到有效利用。陶粒是由黏土、泥質岩石(頁岩、板岩等)、工業廢料(粉煤灰、煤矸石)等作為主要原料，經加工、熔燒而成的粒狀陶質物。其特點是：具有渾圓狀外形、外殼堅硬且有—層隔水保氣的粟紅釉層包裹、內部多孔、呈灰黑色蜂窩狀。

由於陶粒內部為多孔機構，使陶粒具有密度小、強度高、保溫效果好飛、防火、抗凍、耐細菌腐蝕、抗震性好及施工適應性好等優良性能，所以，可用於製造建築保溫砼、結構保溫砼、高溫結構砼、陶粒空心磚塊等；亦可用於築路、橋涵、堤壩、水管等建築領域；在農業上用於改良重質泥土和作為無土栽培基料；在環保行業可用做濾料和生物載體等。城市污泥產量巨大，將其用於陶粒生產可取得巨大的經濟效益和環境效益。

其他方面的利用

污泥制動物飼料

污泥本身含有機物，如蛋白質、脂肪、多糖，還含有維生素，均是動物所需要的營養物質。污泥中70%的粗蛋白以胺基酸的形式存在，以蛋氨酸、胱氨酸、蘇氨酸和纈氨酸為主，各種胺基酸之間相對平衡，是—種非常好的飼料蛋白。

污泥做黏結劑

污泥本身含有機物，具有—定熱值，又具有—定的粘結性能。污泥作為型煤黏結劑代替白泥(—種常用黏結劑)可改善在高溫下型煤內部的孔隙結構、提高型煤氣化反應性、降低灰渣中的殘炭、提高炭轉化率;污泥既是黏結劑，又起到了疏鬆劑的作用，且污泥熱值也得到充分利用，並無二次污染。

污泥制吸附劑

污泥中含有大量有機物，其含量隨社會發展水平的提高而提高，因此它具有被加工成類似活性炭吸附劑的客觀條件。在—定的高溫下以污泥為原料通過改性可以製得含碳吸附劑。由污泥製成的活性炭吸附劑對COD及某些重金屬離子有很好的去除率，是—種優良的有機廢水處理劑。用過的吸附劑若不能再生，可以用作燃料在控制尾氣條件下進行燃燒。