日本自來水廠污泥減量及再生利用處置經驗及啟示

時間：2019-04-09 10:42

來源：中國給水排水

作者：馬順君李梅高海燕等

導讀：隨著我國自來水廠凈水量的不斷增加，不可避免地產生了大量凈水污泥，該種凈水污泥是給水處理過程中產生的富含鋁鐵絮凝劑的副產物，是一種相對清潔的泥，在歐盟廢棄物清單中其代碼是190902，近年來被認為是一種可循環利用的物質。但當前國內自來水廠傳統排泥水處理方式為污泥濃縮、離心脫水后填埋處置，脫水后污泥含水率為70%～85%，無法滿足《垃圾填埋場混合填埋泥質標準》(GB/T 23485—2009)要求，填埋費用也逐步增加，尋找凈水污泥減量化和再生利用技術是當務之急。為了給國內自來水廠凈水污泥處理與處置及資源化技術提供更多參考，對日本自來水廠污泥減量及再生化利用情況進行了文獻調研，重點分析了日本自來水廠凈水污泥處置的工藝路線，同時根據國內自來水污泥特性提出可行的資源化利用方案。

作者簡介：馬順君(1983- )，男，上海人，碩士，給排水工程師，主要從事市政給排水處理及污泥處理技術研究工作。

01日本凈水污泥減量化措施

①對水廠進水口的位置和結構進行重新評估，通過優化取水口位置及取水口結構防止高濁度原水流入;取水口位置結構無法改變，可通過調整取水閥門的開度盡可能取表層水;原水濁度為500～1000NTU時可停止取水，但停止取水時間必須和凈水池、配水池的停留時間相銜接。

②利用前處理設備如格柵、曝氣生物濾池、管道過濾器等提高對原水的預處理和沉砂池處理能力，降低凈水廠進水濁度。

③在日本為了消除出水感染性微生物影響，出廠水濁度需低于0.1NTU而有混凝劑過剩投加的傾向，但通過提高藥劑投加設備及流量計精度、提高設備維護管理水平防止機械故障、調整原水pH等措施能有效防止混凝劑的過量投加。

④減少污泥濃縮脫水藥劑投加量，濃縮污泥、脫水污泥須采用濃縮前處理(高分子凝聚劑、熱處理等)、脫水前處理(石灰處理、凝聚處理、污泥加溫處理或膜濃縮處理)方式提高處理效果，脫水預處理效果見表1，添加石灰雖然可使污泥脫水性提高，但會增加絕干污泥量15%～50%，且污泥堿度高，不利于污泥后續處置，一般較少采用。

表1 脫水預處理特性

⑤日本水源水質較好，水廠均設有前置粉末活性炭投加工藝，凈水污泥有機物含量低，通過比較各種脫水工藝(日本凈水污泥脫水方法比較見表2)，當前多采用無加藥濾布行走式板框機脫水，對凈水污泥有機物含量高的污泥則利用余熱進行污泥加溫無加藥脫水將大幅改善脫水效果，減少設備投資費用，降低泥餅含水率。圖1為日本東京都朝霞凈水廠、大分縣荏隈凈水廠采用濾布行走式板框機無加藥脫水，脫水后泥餅厚度3～5 mm。

圖1 日本凈水廠凈水污泥無加藥脫水

表2 脫水方法比較

⑥小型自來水廠可采用膜濃縮技術(濾布膜、超濾膜)替代原有的加藥重力濃縮工藝，提高濃縮污泥濃度，降低污泥曬場面積。但必須考慮濾布膜的材質、抗污染特性及膜的化學清洗方法。

02污泥的再生利用

凈水污泥是以黏土細粒土為主的聚合物，有機物含量低，可以確保一定的強度，因此在日本凈水污泥再生處理后被廣泛用于農業園林用土、建筑材料及窯業產品，但這種產業廢棄物必須嚴格按照廢棄物的處理和處置的相關法律進行分類、保管、收集、搬運再生，并對污泥中的特殊物質進行處理。再生土被利用于綠化農業用地，必須嚴格執行肥料取締法、地力增進法、農用地土壤污染防治的相關法律;再生土被利用于建設材料，必須嚴格執行日本道路協會制定的道路土工面斜面安定指針、黑色路面鋪裝規定，土木學會制定的混凝土標準式樣對水泥原料的要求，土木研究中心制定的建筑再生土利用技術手冊對路床土、回填土、公園綠地土等要求。在日本凈水污泥無法作為爐窯產品原材料，但可再生用于制造水泥的原材料，而無加藥脫水設備的使用擴大了凈水污泥再生利用的范圍。

圖2為日本大分市河合組凈水污泥處理設施(處理能力為32m3/d)對無加藥脫水后的凈水污泥采用曬干攪拌破碎工藝。