【技术前沿】城镇自来水厂污泥和污水处理厂污泥联合处理处置

分析城镇自来水厂排泥水污泥和污水处理厂污泥的特性，提出自来水厂污泥中含有的无机质、 剩余絮凝剂和反应产物对污水处理厂污泥具有物理和化学调理作用，可使混合污泥的脱水性能大大提高，利于后续的填埋处置，可使混合污泥还易于制成性能良好的陶粒等材料。城镇自来水厂污泥和污水处理厂污泥联合处理处置是可选择的技术路线之一。

城镇自来水厂在净水过程中会产生大量的排泥水， 城镇污水处理厂也产生大量的有机污泥。在中国， 自来水的供应逐渐实现了城镇全覆盖，城镇污水处理厂也已运行三千多座。实现水净化和污水处理的同时，自来水厂污泥和污水厂污泥产生的问题也越来越严重，可行的污泥处理处置技术已成为目前研究的热点。过去主要的技术路线还是基于两种污泥的来源和性质不同，各自分别处理处置。实际上，两种污泥的不同特性，在合适的条件下具有一定的互补性; 而随着城镇供排水一体化管理体制的形成， 两种污泥统一联合处理处置也具有一定可行性。

1城镇污泥特性

1.1、自来水厂污泥的特性城镇自来水厂的传统净水工艺主要包括：混凝、沉淀、砂滤和消毒。深度水处理工艺一般在传统工艺基础上增加臭氧活性炭或膜处理工艺等。在水处理过程中一般需要投加絮凝剂，如聚合氯化铝(PAC)，硫酸铝或者氯化铁等化学药剂。在沉淀池实现泥水分离，产生大量的沉淀池排泥水;后续滤池截留的微小絮体在反冲洗后也产生大量的排泥水;如采用深度处理工艺，则还有生物活性炭滤池反冲洗的排泥水或膜滤产生的浓液。这些排泥水往往通过浓缩，再加入聚丙烯酰胺(PAM)调理后进行脱水，形成 60 %左右含水率的干污泥再进行处置。

可见，排泥水中含有原水中携带的大量泥砂、剩余絮凝剂、絮凝剂水解反应产物(铝盐或铁盐等);经过脱水的排泥水污泥还增加了剩余 PAM 和 PAM的反应产物。

1.2、污水处理厂污泥的特性城镇污水处理厂普遍采用格栅、沉砂、初沉、生化、二沉、消毒等处理工艺。生化池大都采用活性污泥法。初沉池排出原水中存在的大量沉淀污泥;生化池产生的剩余活性污泥在后续的二沉池排出。污泥往往通过浓缩，再加入聚丙烯酰胺(PAM)等调理后进行脱水，形成 70 %耀80 %含水率的干污泥再进行处置。污水厂污泥是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、 胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高(可高达 99 %以上)， 有机物含量高，容易腐化发臭， 并且颗粒较细，比重较小，呈胶状液态。使得这种污泥脱水难度大、增加了后续处置的困难。

2水厂污泥对污水厂污泥的调理作用

2.1、自来水厂污泥对污水厂污泥的化学调理目前污水处理厂一般采用化学药剂调理的方式来解决污泥脱水困难的问题，很多学者对污水处理厂污泥的化学调理做了研究，其中阴离子聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺，普通聚丙烯酰胺，表面活性剂， 聚合氯化铝， 阳离子淀粉，微生物絮凝剂能有效改善污泥的沉降性，降低污泥比阻，增大颗粒的粒径，降低污泥的含水率。化学药剂在污泥调理过程中起到破坏污泥胶体稳定性，电性中和，吸附架桥和网捕卷扫的作用。污泥是呈胶状结构的亲水性物质，污泥一般带负电荷，因此污泥颗粒之间不易聚结而分散于水中。化学调理剂由于对胶体具有很强的吸附性，在吸附的同时对带电的污泥胶体颗粒起电性中和作用，会形成较大粒径的污泥聚集体。因此投加化学调理剂之后能使小颗粒变成大颗粒，通过压缩双电层， 降低 Zata 电位，从而改善污泥沉降性， 降低污泥比阻和含水率。

例如，自来水厂大多采用聚合氯化铝作为絮凝剂，产生了大量的铝泥，铝泥中含有很多铝的水解物和其他阳离子物质，而且自来水厂污泥脱水过程中使用了聚丙烯酰胺。铝的水解物和聚合聚丙烯酰胺的吸附架桥作用使污泥中的小颗粒形成比较大的颗粒絮体，阳离子物质与污水处理厂污泥中的负电荷相互中和降低了 Zata 电位，因此能改善污水处理厂污泥的脱水能力。自来水厂污泥中这些物质对污水处理厂污泥能起到化学调理作用。

2.2、水厂污泥对污水厂污泥的物理调理很多学者对污泥的物理调理进行的研究表明，其中木屑，粉煤灰，褐煤，水泥，石灰，纤维材料，小麦糠，红泥，鸟粪石投加到污水处理厂污泥中能有效改善污泥的脱水能力。物理调理剂能在脱水过程中起到“骨架”的作用， 使污泥不容易被压缩，形成良好的透水通道， 且不容易堵塞滤布，使水分能够顺利的通过泥饼，降低机械脱水的难度，从而降低污泥含水率。

由于自来水厂的原水中含有泥砂，在经过自来水厂处理之后形成的污泥含有大量的无机颗粒，这些无机颗粒能形成良好的 “骨架” 。脱水后的自来水厂污泥含水率低，作为一种调理剂投加到污水处理厂污泥中，对污泥脱水性能会有明显的改善。

2.3、水厂污泥和污水厂污泥联合处理的脱水性能已有研究表明，污水处理厂污泥经过自来水厂污泥调理之后， 其沉降性会得到明显的改善， 毛细吸水时间缩短，污泥比阻降低，经过离心或者压滤脱水之后，污泥的含水率更低，一般在 60 %左右。铝泥中含有的大量无机物，这些无机质在混合污泥中起到了良好的“骨架” 作用， 形成了一定的透水通道，使滤布不容易堵塞，因此能进一步的提高污水处理厂污泥的脱水性能。自来水厂污泥和污水处理厂污泥干重比在 1：1 的情况下，混合污泥的含固率能从原来的 20.8 %上升到 25.6 %。在干重比为1.5：1 的情况下，混合污泥经过脱水之后， 含水率能降低到 60 %左右。另外， 在达到相同的含水率情况下，混合污泥脱水过程中所需的药剂使用量减半， 污泥的处置费用减少 20 %。

在污水处理厂污泥中投加自来水厂污泥， 进行联合处理，不仅提高了混合污泥的脱水性能， 还减少了药剂的使用量，降低了污水处理厂污泥的处理成本，有利于后续的最后处置。

3混合污泥的处置方向

一般自来水厂和污水厂的混合污泥联合脱水后的含水率可以达到60 %左右，接近了填埋场填埋污泥含水率要求，填埋是其中一种可行的污泥处置方式。

自来水厂污泥中含有大量的泥砂、杂质及水厂投加的混凝剂，其主要成分为 SiO2、 Al2O3和 Fe2O3等，类似粘土成分，烧失量也较低，可以作为一种主要原料来烧制陶粒或制砖等，而含有大量有机物的污水处理厂污泥可以起膨化剂的作用。有研究表明，采用混合污泥生产出来的陶粒不仅比表面积大、表面粗糙、孔隙率高、容重低，不仅可作为轻质建筑材料，还可用于水和污水处理的生物填料等，实现混合污泥的资源化。

但由于混合污泥相比于原污水处理厂污泥无机质含量上升明显，肥效降低， 所以不适合堆肥处置。

4结论

自来水厂污泥性质较稳定、易于脱水，因此便于运输至污水处理厂进行联合处理。对于大中型城市，自来水厂和污水厂之间距离较远，可以将脱水的自来水厂用污泥车运至污水处理厂。对于小型城镇，自来水厂和污水厂距离近的， 通过合理规划和建设， 除车运污泥外， 也可修建自来水厂至污水厂的专用污泥输送管道， 通过压力流将自来水厂排泥水输送到污水厂联合处理。

城镇自来水厂污泥和污水厂污泥联合处理处置只是可供选择的技术路线之一，仍需要进一步从管理和运营的角度研究其适用性、经济性及可实施性，再加以评价和完善。