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自来水厂污泥：是废物还是有用资源？

北极星水处理网络新闻：2019年9月19日至20日，“2019年污泥处理与资源利用国际峰会论坛暨国际标准化组织”在内蒙古呼和浩特举行（ISO）会议邀请西安理工大学赵亚乾教授就污泥处理利用标准工作组会议发表演讲，标题：自来水厂污泥：是废物还是有用资源（WaterworksSludge:WasteorUsefulResource），以下是演讲记录，作者已整理确认。

西安理工大学/爱尔兰都柏林大学教授赵亚乾，国际水协会会士(FIWA),陕西省“百人计划”特聘教授，甘肃省“飞天学者”讲座教授，WaterScience&副主编Technology。

赵亚乾：早上好，我很高兴来到内蒙古。这是我第一次来到内蒙古呼和浩特。这次污泥会议主要讲污水厂的污泥，我可能是唯一一个讲污泥处理和自来水厂回用的问题。今年1月1日，我正式加入西安理工大学。我在英国学习，在爱尔兰都柏林大学工作了22年。我来自陕西，从来没有在陕西的土地上工作过。我想把我最后的学术生涯贡献给陕西。这是我在爱尔兰都柏林大学的最后一张照片。

在国外这么多年，我实际上做了两件事。是自来水厂污泥处理与回用及人工湿地污水处理。当我在苏格兰学习时，我研究了自来水厂的污泥脱水，如何调整自来水厂的污泥，有利于脱水，最终形成含水量较低的泥饼，以便最终处理和再利用。今天借此机会和大家分享一下我和我的团队在自来水厂污泥处理和回用方面的工作，有哪些回用途径，我们探索了哪些回用途径。首先介绍自来水厂的污泥是什么。自来水厂污泥是水处理混凝沉淀过程中不可避免的副产品。在考虑使用之前，其处理包括污泥调节和脱水，最大限度地减少污泥体积。

每天都会产生自来水厂的污泥，因为我们每天都需要自来水。污泥脱水后变成泥饼。我们调查了世界上92%的自来水厂的混凝剂都是铝盐，形成的污泥叫铝污泥。(Alumsludge)。铝污泥经浓缩、化学调节后机械脱水。这么多年来，我在苏格兰和爱尔兰看到的都是板框压滤，没有别的。我国也有离心脱水。板框压滤脱水的泥饼含水量一般为78%～82%是像巧克力一样的黑泥饼(爱尔兰是泥炭地)。目前世界上污泥/泥饼回用率不高，大部分都是填埋的。这是典型的例子。

然而，我们知道我们添加了铝盐作为混凝剂来监测泥饼的成分，其中24%～46%是铝(Al2O3计)。所以我们看中了这个特点。铝污泥中的铝成分与污水中的磷具有良好的吸附耦合性。污水厂除氮脱磷，都是在工艺上加铝盐，成本很高，而铝污泥中的铝成分却在浪费/填埋。基于此，铝污泥应该是一种很好的资源，而不是“Waste因此，我们探索了铝污泥的不同回用途径。

回用的策略是什么？当然，它可以以液体和脱水泥饼的形式回用。我们的实验室已经完成并发表了很多文章，你可以搜索到它们。第一个回用策略可以是液体回用。即将水厂污泥与污水厂污泥混合调节脱水。污水厂污泥厌氧消化后，引入水厂液体铝污泥，混合污泥调节脱水。

这样做有什么好处？自来水厂的铝污泥相当于一种调节剂，其中的铝离子对厌氧消化污泥释放的磷有很好的吸附作用，大大降低了污泥脱水液中的磷浓度。实验证明，污水污泥与铝污泥的混合比为2:1和1:比较简单，经济。

这个策略很好，但很难实现。为什么？因为自来水厂离污水处理厂很远，现实中往往不是建在一起，而是很远。两种污泥混合处理运输成本和管道也是一个问题，但技术上是可以的。我们在法国发现一个自来水厂和污水处理厂只有三公里，试图说服他们使用这个策略，小实验已经完成。

第二种方法是加强铝污泥脱水，大大降低其体积，为回用创造条件，最大限度地减少体积再利用。苏格兰、爱尔兰板框压滤(当然经过聚合物有机Polymer调整后)去除的铝污泥饼含水量约为80%，可用麻袋包装。但不可能达到60%。我们国内报告板框压滤出来的泥饼含水量是60%，我真想亲眼看看怎么脱出来。含水量60%的泥饼绝对可以扔出去砸碎玻璃，非常干燥。

实验证明，污泥脱水机械压缩形成泥饼，增加压力，增加脱水时间。最后，泥饼的含水量几乎是6小时、8小时和10小时。最后，泥饼几乎是一样的。有些水出不来，再加压，加时间也出不来。怎么办？你能加点东西来命名骨架吗？（skeletonbuilder），骷髅的意思。在微观上加入一些东西来支撑它，在微观上产生微孔，这样一些水就可以出来。最后，我们找到了石膏(gypsum(CaSO4∙石膏是一种土壤改良剂，2H2O)。我们加入，混合，加入一点Polymer形成污泥明矾(Floc)机械脱水的颗粒。试验证明，添加石膏具有这种作用，从微观角度考虑微观骨架的作用，然后在加压过程中脱出更多的水，得到更干的泥饼。

我们一直在向爱尔兰水厂宣布，铝污泥可以更干更好，他们采用我们的建议，改进工艺，增加投资，在改进机械脱水后，脱水泥饼，同时摇晃底部加热烘烤，最终成为铝污泥固体颗粒。

回用铝污泥泥饼的另一种方法是用于污水处理厂污泥处理过程中的上清液和污泥脱水液(Rejectwater)的处理。我们说生物除磷，磷随生物生长转移到污泥中，污泥通过厌氧消化分解释放到上清液和污泥脱水液中。因此磷在旋转，回流，循环。我们把铝污泥饼拿来，能不能把它当吸附剂做吸附柱，吸附回流的污泥水？将磷吸附固定在铝污泥中。我们在都柏林选择了一家新的城市污水处理厂，现场实验效果很好，当然也存在吸附饱和铝污泥吸附柱更换的问题。

我们开发了一种多级人工湿地污水处理系统，用作人工湿地填料。这是我们最大的成就之一。铝污泥人工湿地起源于我们，应用术语也来自我们。目前，人工湿地填料有土壤、砂和小石头(Gravel)。各种小石头的应用越来越多，成为人工湿地的主要填料。研发人工湿地，要在填料上做文章，而不是在植物上化力气。许多人正在寻找和开发人工湿地的新填料，我们使用脱水铝污泥饼。它具有吸附功能，被视为土壤。2006年，我们在爱尔兰都柏林大学建立了第一个铝污泥填料人工湿地。现在13年过去了，铝污泥填料型多级人工湿地已经形成了一个系统，各方面都进行了深入的研究。有意识地将活性污泥法研究的AO工艺、AAO工艺、内循环、外循环等技术应用于多级人工湿地系统，开发了多种中高浓度污水处理系统。还有爆气人工湿地的迭加，完全可以达到除氮脱磷的效果。

近年来，在此基础上，研究开发了将微生物燃料电池嵌入人工湿地，从而形成微生物燃料电池人工湿地(CW-MFC)，它可以在污水处理的同时产生电力。同时，我们与江苏河马井公司开发了模块化人工湿地，打破了人工湿地建设大兴土木工程的格局，创造了人工湿地产品化、集约化的新格局。

第五是利用污水处理厂废气进行人工湿地曝气研究。污水处理厂产生气味，收集气味，作为铝污泥人工湿地的曝气源。我们研究了很多，将收集到的污水处理厂的气味从底部进入铝污泥人工湿地系统。铝污泥能吸收气味中的硫化氢，同时对湿地产生一点鼓作用，促进湿地效果，同时除臭，杀死两只鸟。

最后用铝污泥做砖，不新颖，早就有了，但是爱尔兰没人做过，我们做过，完全可行。

总结我的演讲，铝污泥不是废物，而是资源，有各种各样的利用方式，可以继续扩大，开发更广泛的应用领域。

原标题：自来水厂污泥：是废物还是有用资源

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