污泥固化处理技术

　　1、污泥固化影响因素分析

　　城市污水污泥固化过程中的影响因素很多，本文以水泥渗量、养护时间为例，就其产生的影响分析如下。

　　1.1 水泥掺量对城市污水中的污泥固化影响

　　在污水污泥中加入石灰以及煤灰，其掺入比例为2%、10%，养护时间为6d。在此过程中，先以无水泥掺入作为对照实验，固化块抗压强度及其COD浓度为66.2kPa与535.3mg/L。以不同比例的水泥掺入作为对照，固化块抗压强度与浸出液中的COD浓度对比如下图所示。

　　从图1可知，水泥掺入量不断增加的同时污泥固化块的抗压强度呈上升之势，从0时的66.2kPa逐渐上升到20%比例时的215.4kPa。而且随着水泥加入量不断增加，污泥固化块的强度逐渐增大。值得一提的是，当水泥掺量比从12%开始，污泥固化块自身的抗压强度增幅逐渐变小。由此可知，水泥掺量比在12%时，污泥固化块胶结趋于稳定，水泥掺量适宜。同时，随着水泥掺量比的不断增大，浸出液中的COD浓度逐渐降低，从原来的535.3mg/L下降到289.5mg/L，说明水泥添加有利于促进城市污水中的污泥结构稳定性提高，使其固化。

　　1.2 养护时间对城市污水中的污泥固化影响

　　研究表明，水泥以及煤灰对污水污泥的固化处理效果非常的显著，养护天数达到7d，此时固化块自身的抗压强度可达到500kPa，固化块可达到填埋要求。结合国内城市每天所需接纳的污泥情况，在填埋处理基础之上应当尽可能减少污泥固化块养护时间，养护天数可以选择3天、4天以及6天和7天等，甚至可以达到8天的养护时间，并以此为基础来研究养护时间对固化块本身的抗压强度以及浸出液中的COD含量(浓度)产生的影响。

　　水泥以及石灰或者煤灰掺入量和比例固定以后，养护时间不断增加的同时，污泥固化块抗压强度逐渐增大，养护3d时其强度为142.5kPa，养护8d时其强度达到了250.1kPa，由此可见固化块抗压强度随养护时间的不断延长而呈现出逐渐增大之势，养护处理对于污泥固化块抗压强度的增大非常有利。养护时间在4d至6d时，污泥固化块的强度增幅显著。超过6d，污泥固化块强度增幅逐渐变小。总体而言，养护时间控制在6d为宜。

　　综合上述两个影响因素，水泥掺入量不断增加，直至固化块稳定，水泥掺量对污泥固化块强度增大以及稳定性提高有促进作用。随着养护时间的不断增加，浸出液中的COD浓度逐渐下降，养护天数与污泥固化块强度的增强关系密切，以6d时间最为合适。

　　2、污泥固化处理方法

　　基于以上对城市污水中的污泥固化效果影响分析，笔者认为实践中应当充分考虑污泥固化影响因素，在此基础上选择合适的污泥固化处理技术方法。

　　2.1 物理处理技术方法

　　城市污水处理厂在处理污泥时，可采用的有效方法有很多种，本文以热处理技术方法为例进行分析。热处理方法是基于对污泥加热处理，破坏其中的絮体，促进厌氧有机物水解。具体而言，主要有四个过程，即污泥絮体解体、污泥细胞破碎以及释放其中的有机物、有机物水解、美拉德反应。其中，有机物水解过程中需要的温度相对较高，同时固体物溶解、絮体破碎以及有机物水解是最为关键的环节。就加热预处理后的污泥而已，较之于直接采用厌氧消化方式进行处理所需的时间要短，而且甲烷产生效率更高。通过对剩余污水中的污泥厌氧消化之前进行热水解，随着温度的不断升高，其水解速率和程度均随之提高，而且容易厌氧消化。值得一提的是，在此过程中并非温度越高效果就越好，当水解温度升高至200℃时，就会美拉德反应，即水解还原糖的氨基酸以及醛基，并且生成降解难度较大的褐色多聚氮。虽然热水解可促进厌氧消化，但是温度过高会产生难以降解的产物，而且该种物质在某种程度上会对厌氧消化产生抑制作用，该种技术方法在剩余污泥固化处理过程中应用效果非常的显著。

　　2.2 化学处理技术方法

　　污泥固化处理过程中还可以采用化学处理法，其中臭氧氧化法最为典型。臭氧是常见的一种氧化剂，而且已经被广泛应用在污泥处理之中，其能量消耗比较少，裂解细胞能力非常的强，可有效杀灭污泥中的活性微生物，氧化细胞并释放有机质。污泥经臭氧氧化，胞外聚合物以及细胞壁、细胞膜等被臭氧氧化成微小的分子物质，其构造受损导致新陈代谢难以进行，继而穿透细胞膜将膜内脂蛋白以及脂多糖破坏掉，以此来改变污泥微生物细胞通透性，最终使微生物溶解、死亡。臭氧氧化法与厌氧消化法结合使用，可有效解决城市污水厂污泥固化问题，通过臭氧预处理将污泥破碎掉，然后释放大量的细胞质，从而使污泥水解加速和提高厌氧反应速率。值得一提的是，臭氧投入量不断提高，污泥会逐渐减量。当投入量足够时，其减量效果就会不明显，甚至出现负效果。臭氧浓度不变的情况下，随着污泥浓度的增加，其中的蛋白质溶出率逐渐增多。臭氧氧化方法的应用，较之于其他方法，比如超声波法破解以及热处理技术方法等，破解污泥的能力更强，而且与臭氧氧化技术结合使用，可减少污泥处理排放量。

　　2.3 生物处理工艺

　　污泥固化处理过程中的生物处理技术方法中，最为典型的是厌氧流化床技术工艺。对于厌氧流化床方法而言，其作为独特的厌氧消化系统，实际上也是一种高效生物膜处理法。其以火山岩颗粒以及活性炭颗粒等作为载体，厌氧微生物基于膜的形式结在火山岩表面，利用流态化技术手段使污水呈现出流化状态。其中的微生物与有机物接触并吸附在一起，可以分解有机物，达到有效处理之目的。

　　3、结束语

　　总而言之，随着污泥处置问题的日渐突出，实践中应当根据城市污水处理厂的污泥情况，合理选择污泥处理技术和方法，对污泥进行有效的固化处理。(来源：净化控股集团股份有限公司)