小型污水处理厂污泥近自然处置利用技术 3页

第29卷第4期中国给水排水Vo1．29No．42013年2月CHINAWATER＆WASTEWATERFeb．2013零祭祭祭之爨述评与讨论们《《《诖嚣舞小型污水处理厂污泥近自然处置利用技术刘旭军，王海玲(1．同济大学环境科学与工程学院，上海200092；2．昆明滇池投资有限责任公司，云南昆明650028)摘要：介绍了一种适用于小型污水处理厂的近自然污泥处置利用技术。该技术将污水处理厂的湿污泥直接间歇地投加到种有植物的土地滤床上，通过植物根系及微生物的作用，使污泥含水率降低，并被矿化进而转化为土壤，实现了污泥的减量化、无害化处置和资源化利用的目的。关键词：污水厂污泥；近自然处置技术；土地滤床中图分类号：X703文献标识码：B文章编号：1000—4602(2013)04—0001—03Quasi-naturalDisposalandApplicationofSewageSludgefromSmall-scaleSewageTreatmentPlantLIUXu-jun．WANGHai．1ing(1．CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China；2．KunmingDianchiInvestmentCo．Ltd．，Kunming650028，China)Abstract：Aquasi—naturaldisposaltechnologyofsewagesludgefromsmall—scalesewagetreatmentplantwasintroduced．Thewetsludgewasdirectlyaddedtothesoilfilterbedplantedwithplantsintermit—、tently．Withthefunctionsoftheplantrootsandmicroorganisms，thesludgewasdewateredandminerM—izedandthentransformedintothesoil，SOthatthesludgewasdisposedintermsofvolumereduction，harmlessandresourcerecycle．Keywords：sewagesludge；quasi—naturaldisposal；soilfilterbed目前我国城市污泥主要以机械脱水后的卫生填到应用。污泥近自然处置利用技术是一种对污水处埋为主，由于污泥大多未达到有关环保排放标准，在理厂污泥进行资源化利用的技术，适用于好氧稳定填埋过程中引发了二次污染和新的环境问题。随着污泥、厌氧污泥和消化污泥的处置。该技术在欧洲环保力度的加大和我国污水处理规模的不断扩大，特别是德国已有多项工程应用，实现了污泥的减量污泥处理与处置问题日益突出，已经成为制约整个化、无害化处置和资源化利用的目的。污水处理行业健康发展的瓶颈问题。污泥减量化、1污泥土壤化植物滤床的特点和技术原理无害化处理技术主要有浓缩脱水、厌氧消化、好氧发1．1污泥土壤化植物滤床的特点酵、干化、焚烧、堆肥等。对于大型的污水处理厂，采污泥土壤化植物滤床作为一种近自然的污泥处用厌氧消化、堆肥或协同焚烧等技术进行处理能实置利用技术，具有如下特点：①对湿污泥直接进行脱现污泥的减量化和资源化利用的目的；对于处理规水，节约了污泥浓缩处理的设备投资和运行费用，节模<3×10m／d的位于小城镇的小型污水处理厂，省能源及运输和填埋处置等费用；②使湿污泥体积受投资、运营管理水平等限制，上述处理技术很难得减少90％，含固率提高到50％，处理效果好，运行稳\n第29卷第4期中国给水排水定；③操作维护简单，易于管理，处理费用低；④污泥收割，可与园林绿化垃圾一起进行堆肥，也可用于造最终得到无害化和资源化处置，被土壤化的污泥可纸或作燃料等，能再次实现资源化利用。污泥在投用于园林绿化、生态种植或直接用于土壤改良。加半年后通过植物作用完成其矿化过程而变成土1．2污泥土壤化植物滤床的技术原理壤，可用于园林绿化、土壤改良或生态种植。这一技植物土地滤床(见图1)的作用机理较复杂，综术实现了污泥的脱水、减量和稳定，且处理过程不消合了植物、微生物、污泥和滤料的共同作用，但滤床耗能源，是一种绿色的近自然处理技术。上种植的植物能否将污泥作为营养基质在土地滤床2污泥土壤化植物滤床的设计和建造上快速生长是实现污泥脱水和土壤化的关键。2．1污泥投加系统污泥投加系统可充分利用污水处理厂剩余污泥的收集和储存设施，对其进行简单的改造即可。由于土壤化植物滤床一般建在厂区±0．00标高以下，可利用污泥储存池与土壤化植物滤床的高差将污泥从储存池自流投加到土壤化植物滤床，为了控制污泥的投加，可在连接污泥储存池的投加管线上设一个快开阀门；此外，考虑到污泥投加管线可能出现堵图1污泥土壤化植物滤床构造塞的情况，可适当扩大其管径。污泥尽可能在无压Fig．1Principleillustrationofsludgefiltrationbedplanted情况下投加，以避免植物种植层和先前已土壤化的withplants污泥被流速过大的泥液冲蚀。污泥投加到植物土地滤床后，其所含水分部分2．2防渗滤床被植物根系吸收利用，部分被滤床底部的滤液收集防渗滤床可以采用抗渗的钢筋混凝土水池，也系统收集并送回污水处理系统，另一部分则通过植可以采用铺设有防渗膜的土池。铺设有防渗膜的土物叶面蒸发，实现了污泥的自然脱水。污泥中的有池在经济上较为节省，建设也很方便，防渗膜一般采机质经微生物降解后被植物吸收利用，从而使污泥用1．5mm厚的HDPE膜，搭接处要焊接好，以保证稳定并土壤化，成为营养均衡的营养土。此外，植物防渗效果。为保护防渗膜免遭破坏，需在防渗膜底长出的茎和根能持续地翻松污泥并改善沉积污泥结部基层和防渗膜表面铺设细砂，或以土工布加细砂构。在上层污泥通过亚铁酸作用被染成黑色时，下作为防护层。滤床的有效使用深度为1．5～1．7m，层已经被土壤化的污泥呈棕色，通过持续的脱水和使用时间约为5～7年。污泥填满后，将滤床清空可植物根部微生物的作用，污泥已经腐殖化，并且松重复使用。为了保证滤液的收集和排出，滤床底部软，没有气味(见图2)。与未种植物的土地滤床相需向滤液收集管一侧设置1％～2％的坡度。比，种有植物的土地滤床成倍地增强了微生物作用，滤床的设计过滤负荷根据污水处理厂的污泥处加快了其对有机物的分解和降解，改善了土壤化污理工艺而不同，根据德国污水和垃圾处理协会的设泥的性质，更利于土壤化污泥的土地利用。计规范，对于污泥厌氧稳定工艺，滤床设计面积负荷为0．5m／人；对于污泥好氧稳定工艺，设计面积负荷为0．25m／人。上述设计参数是根据德国的气候条件确定的，在国内应用时应根据当地的气候条件对植物新陈代谢的影响进行修正。2．3滤液收集系统滤液收集管线布置在滤床底部一侧，考虑清通和维护的方便，可采用直径>100mm的穿孔HDPE图2芦苇根系照片管，一端与滤液收集井连接，另一端预留清通口，收Fig．2Pictureofreedrootsystem集管上方至植物种植层应有20cm厚的保护层。滤土地滤床上种植的植物生长一段时间后将被床面积<100m时，滤液收集井设计为0．5m；滤·2·\nwww．watergasheat．corn5,1旭军，等：小型污水处理厂污泥近自然处置利用技术第29卷第4期床面积≥100m时，滤液收集井设计为1m。源的解决方案，以处理规模为2x10m／d的污水2．4植物种植层处理厂为例，采用污泥机械脱水并外运填埋，其年处滤床上的植物应满足以下几点要求：①耐污能置费用约为118万元，而采用污泥土壤化植物床技力强，适于本土生长；②根系发达，茎叶茂密；③抗病术的处置费用仅为18万元，这还没有计算土壤化污虫害能力强；④具有一定的经济价值。常用的植物泥用于园林绿化或土壤改良可收取的费用，因此该有芦苇、香蒲、大米草、水花生等，其中芦苇的根系较技术经济效益明显。污泥土壤化植物滤床技术符合发达，具有较大比表面积的活性物质和良好的输氧污水处理厂污泥无害化、减量化、稳定化、资源化处能力，适用于污泥土壤化植物床。种植层的土壤厚理处置的要求，通过植物床的生物化学作用，使得污度为10—20cm，起始的种植密度为10～20株／m。泥转化成为土壤基质，将污泥变废为宝，且无需提供种植芦苇时，应尽量采用移栽，即将有孢芽的芦苇根额外的外部动力，符合污泥处置“安全环保、循环利分剪成10cm长，将其埋入4cm的土中，并使其端用、节能降耗、因地制宜、稳妥可靠”的原则，有利于部露出地面。德国某污泥土壤化植物床见图3。节能减排，发展循环经济。该技术特别适用于小型污水处理厂，具有广阔的应用前景。参考文献：[1]FredyBischof，PeterBlei，RalfDenkert．ArbeitsberichteKlaerschlammbehandlunginPflanzenbeeten．ATV—DVWK[R]．Germany：KA，2001．[2]JohamWiedner，WilhelmHimme．AbschlussbereichtZur图3德国BadEmstal污水处理厂的污泥土壤化植物床照片KlaerschlammvererdungMitSchilft[R]．Germany：AmtFig．3PictureofsludgefiltrationbedplantedwithplantsderSteiermaerkischenLandesregierung，2004．atBadEmstalWWrP．Germany[3]IngenieurbueroBlumberg．Kurzvorstellungeinesnaturna—3污泥土壤化植物滤床的运行管理henverfahrenszurklaersehlammentsorgungmittelsschilf-3．1污泥的投加bepflanztertrockenbeete[EB／OL]．http：／／www．blum—berg—engineers．de．2012—04—01．植物在整个处理工艺中起着重要作用，只有植物生长良好，才能保证污泥的处理效果，而污泥的投加直接关系到植物的生长。在滤床开始运行的两年，必须格外注意植物的生长，看其是否适应污泥环境，能否正常生长。开始运行时污泥投加负荷不能太高，投加的时间间隔不能太短。植物生长正常后，污泥投加时间间隔控制在0．5—1周，冬季运行时，投加间隔在1周以上。此外，污泥投加间隔与当地的气候有很大关系，气温较高的地区植物生长快，投加间隔也可缩短。3．2滤床清空作者简介：刘旭军(1972一)，男，云南昆明人，根据滤床的大小，其使用周期一般为5～l0年。环境工程博士，世界银行和亚洲开发银行咨询顾问，现任云南水务产业投资发展有滤床清空一般选择在春季，以利于植物重新发芽生限公司董事、副总经理、总工程师，从事城长。对于铺设有防渗膜的土地滤床，在清空时要注市水务项目的咨询、投资建设和运营管理及意对防渗膜的保护，如有损坏需进行修补。研究工作，主要研究方向为城市排水管网4结语优化、污水处理、污泥处理和湖泊治理。污泥土壤化植物床技术为小型污水处理厂污泥E—mail：mail—xujunliu@yahoo．con．cn处置提供了运行管理简单、投资运行费用低、节省能收稿日期：2012—07—21·3·