我國污泥處理的現(xiàn)狀及相關技術比較

姜珊珊，王佳琪

（中國礦業(yè)大學環(huán)境與測繪學院，江蘇 徐州 221008）

據(jù)不完全統(tǒng)計，我國污水日排放量達13.4×105萬t。經(jīng)過處理后約0.5%～1.0%的污水轉化為固態(tài)物質(zhì)并凝聚下沉形成污泥。污泥的成分很復雜，是由很多種生物相結合形成的菌膠體與其吸附的多種有機物、無機物組成的聚合體，除了大量的水分外，還含有一些難降解的有機物、重金屬、鹽類、病原微生物和寄生蟲等。大量未經(jīng)處理的城市污泥的任意排放對周圍環(huán)境造成了新的污染。城市污泥處理的費用相當昂貴，與污水處理費用基本相當。因此，如何將大量成分復雜的城市污泥進行無害化、資源化處理，已成為全世界較為關注的問題。

在我國，相當一部分城市的污水處理設施在建設過程中均未考慮污泥的處理處置，大多臨時堆放或隨意丟棄，沒有進行相應的無害化處理，或是少量進行了簡易填埋，還有一部分未經(jīng)無害化處理就作為肥料用于植物施肥。污泥的大量堆放污染了土壤和江河水體。在堆放過程中，其含有的有機物分解產(chǎn)生有害惡臭氣體污染大氣環(huán)境，嚴重影響了周圍的環(huán)境質(zhì)量，對人體健康也產(chǎn)生了很大的危害。所以，尋找一條適合綜合利用城市生活污泥的途徑是解決城市污泥處理的核心問題。

1 傳統(tǒng)污泥處理方法

1.1 污泥農(nóng)用

在污水處理的過程中產(chǎn)生的污泥是一種很有利用價值的生物能源，有機物含量大約為60%，同時含有大量的N，P，K等植物必需的營養(yǎng)元素，綜合肥力遠高于普通農(nóng)家肥。污泥用于農(nóng)用投資少、能耗低、運行費用也低，其中的有機部分可轉化為土壤改良劑成分，減少了污泥對人類生活的威脅。因而，用污泥生產(chǎn)有機肥在農(nóng)業(yè)方面具有巨大的市場和廣闊前景，被看做是最具有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式。

但是污泥中含有的大量病原菌、重金屬和難降解的有毒有害物質(zhì)如果處理不當，將會對土壤及水體造成二次污染，因而污泥農(nóng)用必須符合國家標準的《農(nóng)用污泥中污染物控制指標》。為了確保安全，污泥農(nóng)用應優(yōu)先考慮園林花卉、盆栽等非食物鏈的植物使用，并且污泥農(nóng)用時應對土壤和作物的生長狀況進行嚴格監(jiān)測。

1.2 衛(wèi)生填埋

衛(wèi)生填埋的操作相對較簡單，投資費用和處理費用都較低，適應性強。但侵占土地現(xiàn)象嚴重，如果防滲技術不過關，將會導致土壤和地下水潛在的污染。目前污泥填埋已成為一項較落后的污泥處置技術。由于滲濾液對地下水會產(chǎn)生的潛在污染導致城市用地減少，所以世界上許多國家和地區(qū)現(xiàn)在堅決反對新建填埋場。

1.3 海洋傾倒

海洋傾倒操作簡單，對沿海城市來說處理費用低，但隨著生態(tài)環(huán)境意識的進一步加強，人們越來越關注污泥的海洋傾倒對海洋生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境可能存在的不利影響。

2 適合我國污泥無害化處理的先進技術

2.1 污泥高溫好氧堆肥

高溫好氧堆肥技術是將含水率約為80%的脫水污泥和體積大約為1倍的含水率10%以下的干污泥、菌種和添加劑等混合，使混合后物料的含水率大約為55%，然后通過布料設備均勻送至好氧發(fā)酵倉里，強制通風使物料充分進行好氧發(fā)酵，并通過翻堆機的攪拌使其均勻發(fā)酵，推動物料向前運動。經(jīng)10～15天堆肥發(fā)酵后,物料含水率已經(jīng)降至25%左右，堆肥發(fā)酵后的物料有一部分可作為菌種同填供循環(huán)利用，另一部分可以作為營養(yǎng)土，直接用于園林綠化、植被恢復和回填用土等。

2.2 污泥晾曬的處理工藝

近年以來，許多污水處理廠在污泥處理處置方面做了大量的工作，比如北京排水集團下屬的大興污泥消納場，每天可以消納300～400 t含水率約為80%的脫水污泥。但是在露天堆放受天氣影響很大，特別在雨季，污泥很不容易干化，并且大量污泥露天堆放對于環(huán)境也有很惡劣的影響。

為了解決以上問題，在陽光大棚內(nèi)將含水率大約為80%的脫水污泥以0.4～0.6 m的厚度均勻堆放，經(jīng)常使用專用設備對污泥進行晾曬翻堆，使污泥的含水率由80%快速減少至60%左右，以達到污泥好氧發(fā)酵所需要的條件。該工藝流程簡單、能耗很低，并且在污泥干化的過程中產(chǎn)生的惡臭氣體容易有效的收集并進行除臭處理。

2.3 污泥用于建筑材料

污泥還可制造建筑材料。利用城市污水廠排放的污泥和一些其他原料均勻混合來生產(chǎn)建筑材料制品，一方面利用了城市污水處理廠排放的大量污泥，另一方面高溫分解了污泥中的有毒有害及致癌物質(zhì)，城市污泥的二次污染問題得到了完全解決。污泥還可用于制磚和纖維板，污泥制磚有污泥灰渣制磚和干化污泥直接制磚兩種方法；污泥制纖維板主要利用了活性污泥中含有的大量粗蛋白和球蛋白能溶解于水及稀酸、稀堿、中性鹽水溶液的性質(zhì)，在堿性條件下經(jīng)過加熱、干燥、加壓后，蛋白質(zhì)發(fā)生了變性，從而制成了活性污泥樹脂，使之與經(jīng)漂白、脫脂處理的廢纖維結合壓制成板材，其質(zhì)量要優(yōu)于國家三級硬質(zhì)纖維板。

2.4 污泥碳化技術

污泥碳化是通過一定的手段，使污泥所含的水分釋放出來，同時最大限度地保留了其中的碳值，使最終產(chǎn)物中碳的含量大幅提高。主要分為3種：高溫碳化、中溫碳化、低溫碳化。

該技術通過加溫加壓使得污泥中的生物質(zhì)全部裂解，僅通過機械方法即可將污泥中75%的水分脫除，極大地節(jié)省了運行中的能源消耗。污泥全部裂解保證了污泥的徹底穩(wěn)定。污泥碳化過程中保留了絕大部分污泥中熱值，為裂解后的能源再利用創(chuàng)造了條件。

2.5 污泥焚燒

以焚燒為核心的處理處置方法是非常徹底的，能使有機物全部炭化并殺死病原體，可以最大限度地減少污泥的體積。其缺點在于基礎處理設施投資較大、處理費用較高，有機物焚燒時會產(chǎn)生二 英等一系列劇毒物質(zhì)。為避免二 英等有害氣體的產(chǎn)生，通常要求焚燒溫度要高于850℃，焚燒后產(chǎn)生的灰渣可用于改良土壤、陶瓷、制磚瓦、混凝土填料和筑路等。

2.6 污泥水解熱干化技術

首先將污泥加熱，在一定壓力和溫度下使其中的黏性有機物水解，以破壞污泥的膠體結構，同時可以改善污泥的脫水性能及厭氧消化性能。隨著水熱反應溫度和壓力的增大，顆粒碰撞頻率增大，導致了膠體結構的進一步破壞，使得束縛水和固體顆粒分離。在不添加絮凝劑的情況下，經(jīng)過水熱處理后的污泥機械脫水的含水率大幅度降低。污泥水解宏觀上表現(xiàn)為揮發(fā)性懸浮固體的濃度減少，COD，BOD和氨氮等濃度增加。

3 建議

城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥具有兩面性：一方面，污泥中含有大量病原微生物、重金屬和有機化學毒性物等，不處理或者處理不當都會嚴重影響人類健康與生態(tài)環(huán)境。另一方面，污泥屬于有利用價值的可再生資源。如何對污泥進行無害化、資源化的處理，是環(huán)保領域的重大課題。為推進城市污泥的規(guī)范化處理和資源化利用，應加大對于污泥處理技術開發(fā)研究的資金投入和支持力度，進一步完善已有的試點成果，并且因地制宜進行推廣。

污泥處理技術首先應注重減容化、穩(wěn)定化、無害化和資源化。盡管城市污水處理廠的污泥處理方法有很多，但實際應用中應根據(jù)城市的污泥產(chǎn)量、性質(zhì)和重金屬含量等情況，選擇適合的處理方法。由于城市污水處理廠的污泥處理很不完善，處理水平低，污泥處理工藝簡單。因此，應考慮環(huán)境生態(tài)效益、經(jīng)濟效益、處理成本、技術發(fā)展等因素，積極探索污泥處理的新技術、新工藝、新方法。

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