在市政或工业废水处理领域，微生物生长自然会产生污泥。 传统污水处理流程依靠污泥中的微生物来吸收和分解各种有毒有害的污染物。 此流程会产生无害的二氧化碳、水和更多的微生物污泥。 这部分生物污泥被称为“活性污泥”。 为了保持系统平衡，需要定期排放污泥。 这种“过量污泥”必须根据地方当局的要求进行脱水和处置。
全球污泥产量巨大且不断增长。 仅在欧洲，污水处理厂每年就产生人均 22.5 公斤的干污泥 [1]。 欧洲人口为 7.5 亿，这相当于每年产生 1,700 万吨干污泥。 随着污泥产量增加和法规变化，市政当局和工业企业正在寻找更为高效的污泥处置方法。
不断变化的法规
污水污泥含有重金属和病原体，如病毒和细菌。 它还含有宝贵的有机物质和营养物质，如氮和磷。 因此，它可用作肥料或土壤增强剂。
鉴于这些原因，欧盟 (EU) 规则促进了农业污水污泥的使用，但监管了其对土壤、植物、动物和人类的有害影响。 具体来说，欧盟指令 86/278/EEC 规定，如果重金属浓度超过规定值，则禁止在农业中使用污泥，但该指令对有机污染物没有限制（表 1）[2]。
表 1： 土地利用的最大允许限值，欧盟、美国和国家法规 (mg/kg d.w.)。
在大多数情况下，各个国家/地区设定的限值差异很大，但都明显低于欧盟指令 86/278/EEC 的要求。 这种差异是由于各个国家/地区农业系统的类型和强度等因素造成的。 例如，荷兰是一个相对较小的国家，土地使用率高，农业产量高。 因此，重金属极限值设置得非常低，以致于污水污泥在农业中的应用不可行。 因此，荷兰的城市污泥全部进行了焚烧处理。 而其他国家/地区的情况不尽相同。 图 1 显示了不同国家/地区十大市政污水处理厂使用的污泥处理方法。
图 1 不同国家/地区的污泥处置路线。[3]
日本是焚烧所有污泥。 而德国的焚烧率为 90%，法国为 60%，美国和英国则为 20%。 焚烧的大趋势增加了总体处置成本。 每公吨污泥的焚烧成本约为 90 至 130 美元，显著高于每公吨 40 至 70 美元的填埋成本。
脱水和废弃处理
污泥的处置效率与脱水直接相关，脱水即污泥被分离成液体和固体的流程。 这种分离对于降低污泥重量和体积至关重要，可减少运输和处置成本，并最终提高污水处理操作的可持续性。
三种最常见的脱水工具包括压滤机、离心机和带式压滤机。 压滤机使用滤布过滤器和高压分离固体和液体；离心机使用离心力按密度分离材料；带式压滤机使用重力分离游离水分子，然后将剩余污泥在两个滚动带式压滤机之间挤压。
即使在脱水后，污水污泥的含水量也有约为 75% 至 80%。 这意味着污泥具有 20% 至 25% 的滤饼干度（固体含量）。 污泥中的水分含量越高，清理和焚烧成本就越高。
索理思解决方案
絮凝剂是污泥脱水操作中用于提高污泥脱水性的化学品， 其作用是使污泥中存在的小颗粒凝聚成较大的絮凝体。 经过特殊设计的产品和特定剂量可最大限度减少污泥含水量，从而最大限度提高这一流程的效率并降低处置成本。
索理思凭借 Zetag™ 和 Praestol™ 絮凝剂帮助全球市政和工业污水处理厂提高脱水过程的效率，从而降低污泥中的水分含量，进而降低总体处置成本。
通过提高滤饼干燥度，索理思产品帮助处理厂显著节约了成本。 一家为 500 万人提供服务的市政处理厂每年将滤饼干度从 20% 提高到25%，可节省 58 万美元，每吨处理成本为 65 美元（参见图 2）。
图 2 滤饼干度对相对处置成本的影响。
我们的絮凝剂只是专为市政市场设计的众多解决方案的一部分。 要了解详细信息或讨论我们如何帮助您减少污水污泥处理成本，请访问 Solenis.com。
参考资料
[1] Bianchini, A., Bonfiglioli, L., Pellegrini, M. and Saccani, C. (2016). Sewage sludge management in Europe: a critical analysis of data quality. International Journal of Environment and Waste Management. 18. 226. 10.1504/IJEWM.2016.10001645.
[2] Inglezakis, V., Karagiannidis, A., Samaras, P. and Zorpas, A. (2014). European Union legislation on sewage sludge management. Fresenius Environmental Bulletin. 23. 635-639.
[3] Global Water Intelligence. (2021). Sludge Management.