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33個「汙泥」基礎知識(入行必備)

  • 發布時間: 2025-02-12

01  汙泥按照來源的分類? 

汙泥是汙水處理過程所產(chan) 生的固體(ti) 沉澱物質。由於(yu) 各類汙泥的性質變化較大,分類是非常必要的,其處理和處置也是不盡相同的。根據其來源,可以劃分為(wei) :

 

  • 市政汙泥,主要指來自汙水廠的汙泥,這是數量最大的一類汙泥。此外,自來水廠的汙泥也來自市政設施,可以歸入這一類。

  • 管網汙泥,來自排水收集係統的汙泥。
  • 河湖淤泥,來自江河、湖泊的淤泥。
  • 工業汙泥,來自各種工業生產所產生的固體與水、油、化學汙染、有機質的混合物。
在非特指環境下,汙泥一般指市政排水汙泥。

02  汙泥如何從(cong) 廢水中產(chan) 生? 

 

汙泥是由一係列物理化學和生物處理過程中產(chan) 生的,是經各級汙水處理後產(chan) 生的固形物,是汙水處理廠不可避免的副產(chan) 品。

 

03  什麽(me) 是汙泥幹化? 

 

汙水處理所產(chan) 生的汙泥具有較高的含水量,由於(yu) 水分與(yu) 汙泥顆粒結合的特性,采用機械方法脫除具有一定的限製,汙泥中的有機質含量、灰分比例特別是蓄凝劑的添加量對於(yu) 最終含固率有著重要影響。一般來說,采用機械脫水可以獲得20%-30%的含固率,所形成的汙泥也被稱為(wei) 泥餅。泥餅的含水率仍然較高,具有流體(ti) 性質,其處置難度和成本仍然較高,因此有必要進一步減量。此時,在自然風幹之外,隻有通過輸入熱量形成蒸發,才能夠實現大規模減量。采用熱量進行幹燥的處理就是熱幹化。

04  汙泥幹化關注的經濟參數有哪些? 
汙泥幹化是水分蒸發的過程。為了進行幹化項目的調研,以確定減量處理的規模,必須了解有關汙泥項目的一些經濟參數,這些參數包括:
  • 機械脫水後的濕泥含固率
  • 最終處置的目的、類型
  • 當地能夠找到的廉價熱能及其價格指數
 
05  幹化工藝關注的汙泥技術參數有哪些? 

 

汙泥成分是根據汙水廠的來水水質變化的,當然在很大程度上也會受到汙水處理工藝的影響。最終會對幹化工藝產生重大影響的內容則是蓄凝劑添加量。對幹化工藝來說,以下內容值得注意,這些內容通常是通過試驗來確認其幹化效果的:
  • 汙泥中蓄凝劑含量;

  • 汙泥的粘度、彈性;

  • 有機物在幹物質中的比例

  • 磨蝕性成分的比例(如沙、石等)

  • 腐蝕性成分的濃度(如氯、硫等)

  • 油脂類物質的百分比

06  脫水汙泥是怎麽(me) 來的? 

 

汙水中的汙染物和營養成分在大量繁殖的細菌作用下,在化學藥劑的作用下形成聚集,逐漸增大的團粒結構最終在水中沉澱下來,形成汙泥。進一步添加高分子絮凝劑,采用物理方法濃縮,可以脫去大部分或一部分所謂的自由態水,形成我們所見到的脫水汙泥。  
因此經生物處理所得到的汙泥,其有機物構成主要就是這些微生物細菌。因汙泥成分不同,未消化的市政汙水汙泥的有機物含量可能占到幹物質的60%-75%,高效消化處理後減半。 
 
有機硝酸鹽是汙泥中的主要有效成分。施用到土壤裏,硝酸鹽經生物降解可改善土壤。

 

07  脫水汙泥為(wei) 什麽(me) 含水率很高?

 

汙水廠汙泥脫水車間出來的汙泥具有很強的流動性,這是因為(wei) 其含水率很高,一般在75%-85%,這是汙泥本身的性質決(jue) 定的。根據分析,汙泥與(yu) 水分子的結合非常緊密,並具有不同的相態:

 

  • 自由態水:可經重力沉澱和機械作用去除
  • 物理性結合水:須更多能量去除(如加熱)
  • 毛細管/間隙水
  • 膠態/表麵吸附水
  • 化學性結合水:隻有打破化學鍵才能去除,被稱為“平衡水”
  • 細胞內的水
  • 分子水

 

08  汙泥對人體(ti) 是否有害? 

 

在汙水處理過程中,細菌及大部分寄生生物留存在汙泥中,病毒可以吸附在汙水中的顆粒上,隨顆粒的沉澱也沉積到汙泥中。
  
生汙泥中病原菌的數量每克以億計,這些微生物包括:大腸菌、大腸糞菌、糞鏈球菌、噬菌體、沙門氏菌、痢疾菌屬、銅綠色極毛杆菌、寄生蟲卵/幼蟲、蛔蟲、鞭蟲、群體鞭蟲、弓蛔蟲、膜翅目幼蟲、腸道病毒等。 
 
由於市政汙水的來源是人類生活環境、大腸菌、大腸糞菌、糞鏈球菌等是哺乳動物直腸正常的排出物、它們的數量在汙水和汙泥中基本保持恒定。而其它各種病原菌如沙門氏菌、痢疾菌、腸道病毒(例如脊髓灰質炎病毒、柯薩奇病毒、肝炎病毒、輪狀病毒)和寄生生物(例如蛔蟲、鞭蟲、內阿米巴蟲)在汙水/汙泥中的比率同當地傳染病的流行有關。  
顯然,機械脫水後的汙泥如果處置不當,進入人類的食物鏈,必然會導致疾病的傳播。
09  工業汙泥有哪些特點? 
工業汙泥根據其來源,有著非常大的差異。這些差異主要表現在其粘度、吸濕性、汙染物性質、含油率、含水率、有機質比例、無機物比例等多方麵。
  
比較市政汙泥來說,其粘度大、含油率高、無機物比例高,有時使得其處理難度更高。  
來自化學、製藥工業的汙泥因其高濃度的汙染成份,必須妥善處置。來自石油、冶金、製革、發酵、食品、屠宰等行業的汙泥均可以分別處理並資源化。
10  汙泥的數量是如何估算的?
 
汙泥的數量估算一般有兩個方法:
<1> 根據汙水處理量和含固率進行估算。比如某城市平均汙水含固率0.02%,日處理量60萬噸,脫水汙泥含固率20%,則年產濕泥餅:
600,000 x 0.02% x 360 / 20% = 216,000 噸/年
<2> 根據人口估算。比如某城市2,400,000人口,典型人均日產汙泥(幹)50克,脫水汙泥含固率20%,則年產濕泥餅:
2,400,000 x 50 / 1,000,000 x 360 / 20% = 216,000 噸/年  
後者是國外通行的計算方式,歐共體14國的人均汙泥日產量是58克(2000年數據)。根據專家的測算,可以考慮我國人均日產汙泥為50克(幹物質)。
11  汙泥問題開始提上日程的原因是什麽? 
汙泥問題日益顯得突出的原因在於早期建設的一批汙水處理廠在長期摸索和試驗後,仍然沒有找到好的處置方案,而用於堆放、棄置、填埋的資源越來越少,各地環保部門的監管力度加強,而我國的汙水處理正在以前所未有的速度發展和擴大,汙泥的處置成為一個棘手的問題。  
按照我國的城市人口基數,既便隻有1億人口的汙水被處理,每天也將產生25000噸含固率20%的汙泥泥餅,這部分泥餅如果按照最高2米來堆放,每年需要600個國際標準足球場。對於城市來說,周邊土地資源已經難以滿足需要。因此汙泥的合理處置遲早必須進行。
12  汙泥是一種危險的固體廢物嗎? 
汙泥不同於其它的固體廢物,在於它具有以下幾個主要特征:  
  • 含水率高,多達70%以上,這部分水份難以焚燒,運輸成本高,堆放占地麵積大,直接填埋則會(hui) 使填埋場提前報廢。  

  • 微生物、病原體(ti) 含量高,不加處理,直接施用或棄置,可能會(hui) 汙染食物鏈。  

  • 惡臭汙染環境,同時向大氣排放溫室氣體(ti) (是二氧化碳的20倍)。

  • 超細粉末,在熱幹化和處理過程中存在較大的危險。  

  • 含有重金屬,如果不加控製施用,可能汙染土地,造成不可逆的耕地退化;  

目前汙泥的危害還鮮為(wei) 人知,常常被非法取用,造成土地的重金屬積累超標、土地板結,人類居住環境和食物被無意中汙染和破壞。 

 

歐共體將汙水廠和自來水廠汙泥劃為“特殊垃圾”(不是“危險垃圾”),必須具有資格的企業按照規定的程序進行妥善處理,不得棄置。‍

13  汙泥有利用價(jia) 值嗎? 

 

汙泥因為(wei) 主要成分包含有機質和礦物質,因此可以用來產(chan) 生肥效,改良土壤。 

 

汙泥的有機質具有一定的熱值(2200-3000大卡/公斤·幹汙泥),因此經過處理後,可以作為(wei) 低熱值的燃料加以利用。‍‍

 

由於(yu) 其含有大量的無機質,在處理後也可以作為(wei) 建材的原料。

  

毫無疑問,以上三種現有的利用途徑均要求這些利用在經濟上是可行的,在衛生方麵是安全的。

14  我國汙泥現在是如何處置的? 
我國的汙泥目前絕大部分是棄置或填埋的,隻有極小量的進行幹化後用於製作混合肥。  
由於我國的填埋場標準實施較晚,舊的填埋場接納汙泥,可能造成大量的汙泥汙染物隨滲濾液從地表進入深層,甚至威脅地下水和江河湖海。
  
無規則的棄置仍是主要消納途徑,其中一小部分進入了農田,這些棄置無論在近期還是遠期都將成為地表水和地下水的潛在汙染源。
15  汙泥是否會造成二次汙染? 
汙泥是一種汙染治理工藝的副產物,這種副產物富含微生物、病原體、病毒等,具有較強的汙染性質。 
 
汙泥如果處置不當,其汙染傳播的途徑是很廣泛的。  
首先,汙泥的含水率極高,除了一部分自然蒸發到空氣中外,大部分將滲入地表土層,並在雨水等的衝刷下進入地表水係統或影響地下水,汙泥中的汙染物將沿著這兩種途徑進行傳播。 
 
其次,沒有進行衛生化的汙泥進入農田以至菜地,可能直接威脅人類的食物鏈。 
 
第三,汙泥散發惡臭,可能影響相當大的一片周邊環境。排放的氣體是汙染嚴重的溫室氣體。此外,汙泥的數量龐大,儲運這些汙泥需要較大的空間和很多的工具,這些空間和工具都可能被汙染,要做到與其它接觸食物鏈的世界有效“隔絕”有一定難度。
16  汙泥具有肥效嗎? 
根據國內專家們的研究,汙泥的肥效對比典型的農家廄肥是明顯占優的:
 

有機成份%

氮%

磷%

鉀%

天津開發區汙水廠消化汙泥

42.8-44.62

3.59-3.78

1.58-1.94

0.28-0.33

天津紀莊子汙水廠消化汙泥

48-53

2.4-3.9

1.2-3.5

0.32-0.43

天津東(dong) 郊汙水廠混合汙泥

51-53

3.04-3.18

1.24-1.47

-

豬廄肥

25.0

0.45

0.083

-

馬廄肥

25.0

0.58

0.122

-

牛廄肥

20.0

0.34

0.070

-

羊廄肥

31.8

0.84

1.100

-

 

17  為什麽說汙泥農用是最佳出路? 
汙泥農用乃是汙泥最終處置手段中的最佳選擇,這不僅是汙泥的有機質含量決定的,也是其龐大的數量和增值潛力所決定的。
已經施用過多化肥的土地變得越來越貧瘠,土地的良性循環被破壞,隻有大量輸入有機質,才能夠改良土壤,對於此目的,汙泥是一種廉價、理想的來源。 
 
當然,汙泥中重金屬的含量對於農用有著重要影響。值得注意的是,隨著工業汙染治理的加強,流入市政管網的未加處理的工業汙水越來越少,這樣對於控製汙泥的重金屬含量,使之能夠達到農用的安全級別,已經是可以期待的了。
  
汙泥農用事實上也包含林業、花卉業等,那些與人類食物鏈無關的綠色產業,可以提供給汙泥的產品極好的出路,並具有較好的價格空間。 
 
隻有農用出路所提供的潛在價格空間可以覆蓋汙泥處理所需的大部分成本,焚燒和填埋目前的成本對於本來就資金短缺的汙水處理廠來說負擔較大。
18  汙泥堆肥的意義何在? 
汙泥堆肥是一種有效的汙泥處理方式,它利用適當的菌種和機械翻動,使汙泥在一定長的時間裏(幾天到十幾天)產生發酵、升溫並熟化,通過溫度的作用可以有效殺滅汙泥中的有害微生物和病原體,很大一部分水份得到蒸發,從而獲得符合農用要求的有機肥。  
這一做法的優點是不耗用大量的熱能,同樣可以達到減量的目的,設備投資相對不高。缺點是時間長,占地麵積巨大,需要很高的投資才能避免惡臭汙染環境。這種方法在處理大規模的市政汙泥時有一定限製。
19  汙泥農用有什麽規定要遵守嗎? 
汙泥農用必須遵守一個前提:隻有經過熱幹化或生物堆肥、化學穩定化處理的汙泥才能施用。幹化廠或堆肥廠必須對所出廠的汙泥進行例行檢測,除了保障農用產品必須具備基本的肥效外,並對所有的檢測結果、施用目的的保留完整的記錄;同時,使用者應該在專家的指導下定量施用,並定期對土壤進行抽樣檢測,以確保施用的效果以及土壤不會發生逆向變化。同樣,汙泥農用必須對種植的作物、重金屬的含量作出完整的記錄以資比較。
20  汙泥能否焚燒? 
汙泥具有一定的熱值,但是遠遠低於煤炭。汙泥的焚燒必須首先進行幹化或半幹化,在引燃時添加少量輔助燃料,其後可以達到自燃。采用先進的熱交換係統,可以依靠汙泥焚燒所產生的熱能進行幹化,其熱量可以滿足大部分甚至全部幹化的需要。未經幹化或半幹化處理的汙泥焚燒由於過多的水份將難以點燃,其熱量平衡為負數,即必須添加燃料才能維持焚燒。
燃料種類
發熱量與百分比
 
發熱量(kJ/kg)
百分比(%)
煤炭
33000
100
焦炭