重慶某縣城鎮(zhèn)生活污泥資源化利用處置的初探

代小華（重慶市豐都縣環(huán)境監(jiān)測站，重慶豐都408200）

重慶某縣城鎮(zhèn)生活污泥資源化利用處置的初探

代小華（重慶市豐都縣環(huán)境監(jiān)測站，重慶豐都408200）

污水處理必然產(chǎn)生污泥，目前污泥問題日益凸顯，處置不當會帶來二次污染。本文根據(jù)重慶某縣生活污泥現(xiàn)狀和存在的環(huán)境問題，以理論為導(dǎo)向，依據(jù)當?shù)刈匀簧鐣攸c，通過比較分析，提出因地制宜，進行生活污泥資源化利用處置的對策。

重慶某縣；生活污泥；資源化處置利用處置

重慶某縣地處長江三峽庫區(qū)腹心地帶，長江自西向東橫貫全縣，屬亞熱帶潤濕季風氣候區(qū)，全縣氣候溫和，四季分明，降水充沛。

在各級政府的推動下，經(jīng)過多年努力，該縣目前已經(jīng)做到城鎮(zhèn)生活處理全覆蓋，借中央農(nóng)村環(huán)境連片整治契機，對較集中的居民聚居點產(chǎn)生的生活污水也進行處理后排放，對保障長江三峽水庫水質(zhì)有重要的戰(zhàn)略意義。污水處理廠在污水處理的過程中必然產(chǎn)生污泥。而且隨著城鎮(zhèn)污水處理率的不斷提高，污泥的產(chǎn)量同樣在不斷增大。歷史原因?qū)е碌摹爸厮p泥，隱患嚴重”現(xiàn)狀使污水處理產(chǎn)生的大量剩余污泥得不到有效處理，給當?shù)貛聿恍±_。

1 污泥的特性及危害

城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥含水率高（75～99%），有機物含量高，易腐爛。污泥中不僅含有豐富的氮、磷、鉀等有益物質(zhì)，也含有重金屬、毒性有機物、病毒微生物、寄生蟲卵等有毒有害物質(zhì)，如果得不到及時、有效的處理處置，極易對地下水、土壤等造成二次污染。

2 某縣污泥處置現(xiàn)狀及存在的主要問題

2.1 污泥處置現(xiàn)狀

隨著城鎮(zhèn)經(jīng)濟的發(fā)展和污水凈化率的提高，城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥量也將大大增加。根據(jù)調(diào)查，該縣目前投入運營的各級污水處理廠污泥年產(chǎn)生量約1.1萬t，含水率約80%。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)村莊污水廠投入運營后將達到近3萬t/年。目前處置污泥的方式主要是脫水后運往位于長江北岸的生活垃圾衛(wèi)生填埋場，如今已接納約10000t，大大超過了垃圾填埋場的承受能力。而將污泥交水泥窯協(xié)同處置則費用高達200元/t，經(jīng)濟壓力較大。

2.2 污泥現(xiàn)行處置方式存在的主要問題

（1）由于污水處理廠脫水污泥含水率高達80%，大大增加了填埋場滲濾液處理量，由于污泥細小，經(jīng)常堵塞滲濾液收集系統(tǒng)和排水管，在填埋庫區(qū)積存大量滲濾液。

（2）大量污泥進入后，污泥的流變性使得填埋體易變形和滑坡，成為人為的"沼澤地"，給填埋場帶來極大安全隱患。

（3）填埋場難以壓實，直接影響填埋場的使用年限。

（4）污泥具有含水率高、易腐爛、有惡臭、含有大量寄生蟲卵與病原微生物的特點。污泥的性狀就土力學(xué)性能和穩(wěn)定性而言，也不適宜簡易的填埋處置。

（5）由于無有效的污泥解決方案，除部分進入垃圾填埋場外，部分污泥堆放在田間，部分堆棄在低凹地帶，帶來的結(jié)果是垃圾處理場變沼澤地，排氣孔被堵，幾近報廢；由于不合理地堆放田間凹地，雨季使露天堆放的污泥漲成了渾濁的稀湯，褐色的污水混著污泥在場區(qū)到處蔓延。

（6）鑒于上述原因，目前填埋場已不受理污水處理廠污泥。

2.3 原因分析

要保障伍拾處理廠的正常運營，必須尋求污泥處置的有效辦法，才能適應(yīng)三峽庫區(qū)水環(huán)境保護和經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的需要，建設(shè)污泥處置項目也就成為必然。

事實上，國家在多個環(huán)保標準中均對污泥提出了處置要求?！冻擎?zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002），對城鎮(zhèn)污水處理廠污泥的排放要求“應(yīng)進行污泥脫水處理，脫水后污泥含稅率應(yīng)小于80%”。

《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）中規(guī)定“厭氧產(chǎn)沼等生物處理的固態(tài)殘余物、糞便經(jīng)處理后的固態(tài)殘余物和生活污水處理廠污泥經(jīng)處理后含水率小于60%，可以進入生活垃圾填埋場填埋處理?！?/p>

從制定的標準要求上看，只要含水率降下來，就可以進入垃圾填埋場，污泥就有一個合去處。客觀上，含水率處理難度也大，最關(guān)鍵的問題是，西南地區(qū)雨水豐沛，經(jīng)過簡單處理后的污泥，穩(wěn)定狀態(tài)很容易被打破，一場雨就可以使污泥恢復(fù)原形，因此使含水率處理失去意義。

3 國內(nèi)污泥常規(guī)處理方式及存在的主要問題

3.1 污泥常規(guī)處理方式

目前國際上污泥常規(guī)處理方式主要是對污泥濃縮脫水預(yù)處理后采取污泥厭氧消化、污泥好氧發(fā)酵、污泥土地利用級焚燒等四種方式。

3.1.1 污泥厭氧消化技術(shù)

工藝原理是在厭氧條件下，通過微生物作用將污泥中的有機物轉(zhuǎn)化為沼氣，從而使污泥中有機物礦化穩(wěn)定的過程。厭氧消化可降低。

3.1.2 污泥好氧發(fā)酵技術(shù)

工藝原理是在有氧條件下，污泥中的有機物在好氧發(fā)酵微生物的作用下降解，同時好氧反應(yīng)釋放的熱量形成高溫（> 55℃）殺死病原微生物，從而實現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化和無害化的過程。

3.1.3 污泥土地利用技術(shù)

工藝原理是指將經(jīng)穩(wěn)定化和無害化處理后的污泥通過深耕、播撒等方式施用于土壤中或土壤表面的一種污泥處置方式。污泥中豐富的有機質(zhì)和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素以及植物生長必需的各種微量元素可改良土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤肥力，促進植物的生長。

3.1.4 污泥焚燒技術(shù)

工藝原理是在一定溫度和有氧條件下，污泥分別經(jīng)蒸發(fā)、熱解、氣化和燃燒等階段，其有機組分發(fā)生氧化（燃燒）反應(yīng)生成CO2和H2O等氣相物質(zhì)，無機組分形成爐灰、爐渣等固相惰性物質(zhì)的過程。這種方法含有單獨焚燒和混合焚燒技術(shù)兩種?；旌戏贌夹g(shù)有主要是污泥與生活垃圾混燒、污泥的水泥窯協(xié)同處置以及污泥的燃煤電廠協(xié)同處置。

3.2 各種處置方式存在的突出問題

無論是污泥厭氧消化還是好氧發(fā)酵技術(shù)普遍存在占地較大，能量消耗較大，時間長，有二次污染物產(chǎn)生，還要進行再次處理。

土地利用最主要的問題是部分接納了工業(yè)企業(yè)的城鎮(zhèn)污水，污泥中中可能含有銅、鋅、鎳、鉻、鎘、汞和鉛等重金屬，多以離子化合物形態(tài)存在，在土地利用過程中，應(yīng)特別關(guān)注銅、鋅和鎘造成的環(huán)境問題。單純的生活污水不存在此問題，但也存在一定污染風險。

污泥焚燒最主要的問題是有二噁英排放。20世紀90年代后期，二噁英控制技術(shù)達到了歐盟認可的安全水平。隨著技術(shù)的發(fā)展，垃圾焚燒發(fā)電與污染防控技術(shù)也越來越成熟，并也成為Waste-to-Energy（廢物變能源）的一項環(huán)保技術(shù)。大量小的焚燒爐也由于污染控制技術(shù)改造成本太高被關(guān)閉，而代之以有昂貴尾氣處理裝置的大型焚燒爐。

綜合而言，目前的污泥處置方式中，從技術(shù)難度來看，技術(shù)難度最低是填埋，然后是土地利用，焚燒的難度最高。從投資成本比較，投資成本最高的是焚燒，然后是填埋，投資成本最低則是土地利用。但從環(huán)境風險來看，焚燒存在尾氣風險，填埋存在地下水污染的風險，相比之下，風險較小的是土地利用。

4 發(fā)達國家的污泥處理現(xiàn)狀和經(jīng)驗

美國有約16000座污水處理廠，服務(wù)2.3億人口，日處理污水量1.5億m3，年產(chǎn)污泥量3500萬t（以80%含水率計）。污泥的最終處置方式分布為：60%農(nóng)用、3%生態(tài)修復(fù)、17%填埋和20%焚燒。

歐盟國家的50000座污水處理廠年產(chǎn)污泥量4000萬t（以80%含水率計）。污泥的最終處置方式為：50%以上農(nóng)用、20%填埋、20%焚燒，污泥填埋量持續(xù)減少，土地利用量逐漸增加，焚燒量維持不變。英國、丹麥、挪威、芬蘭、盧森堡的土地利用均已超過60%。

德國的城市污水處理廠總規(guī)模達2800萬m3，污泥年產(chǎn)量1000萬t（以80%含水率計）。通過回收污泥中的生物質(zhì)能源可以滿足污水處理廠40～60%的電耗需求，碳減排效益十分明顯，污泥的最終處置50%土地利用，50%為焚燒或協(xié)同焚燒，污泥填埋要求有機質(zhì)含量低于5%，脫水污泥已禁止進入填埋場。

并且根據(jù)《歐洲廢物處理處置政策》，自2000年起，歐洲已經(jīng)對污泥處理填埋征收填埋稅，要求減少直至完全禁止填埋，而對污泥的處置的原則是遵循著“減量化”-“循環(huán)利用”-“焚燒”-“填埋”的順序。在發(fā)達國家，污泥的資源化處置已是發(fā)展趨勢。

5 重慶某縣生活污泥資源化利用處置的探索及可行性

污泥處置最終要求達到的目標是經(jīng)處理后的污泥或污泥產(chǎn)品在環(huán)境中或利用過程中達到長期穩(wěn)定，并對人體健康和生態(tài)環(huán)境不產(chǎn)生有害影響。

污泥是放錯位置的資源。為充分利用資源，遵循循環(huán)經(jīng)濟的“3R”原則，污泥的處置以再循環(huán)原則（recycle）為上策。

污泥中礦化的有機質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)提供豐富的腐殖質(zhì)和可利用度高的營養(yǎng)物質(zhì)，能改善土壤結(jié)構(gòu)和組成，并使營養(yǎng)物質(zhì)更容易為植物吸收。

研究表明，城市生活污泥以烘干樣計平均含量：氮為4.17%、磷1.20%、鉀0.45%；有機質(zhì)含量60～80%，總灰分20～40%。一座20萬t級的污水處理廠，每年產(chǎn)生的污泥中，含有硫酸銨46～232t、過磷酸鈣30～150t、硫酸鉀4.8～24t、有機質(zhì)含量40～60%，相當于100～400多噸標準肥和大量有機肥，具備了農(nóng)用的可能性。

根據(jù)重慶某縣的特點，雨水充沛，工業(yè)企業(yè)少，農(nóng)業(yè)大縣，肉牛養(yǎng)殖大縣，生活污水處理設(shè)施全面覆蓋，純城鎮(zhèn)生活污水，基本不含金屬成分，污泥產(chǎn)生量大，秉承“生態(tài)涵養(yǎng)，綠色崛起”理念，建議建設(shè)污泥肥料廠加以利用。結(jié)合該縣牛糞產(chǎn)生量大，本著因地制宜，化害為利的原則，采取“污泥+牛糞”-烘干-發(fā)酵-土地資源化利用。

大量牛糞曾經(jīng)也是當?shù)赝怀龅沫h(huán)境問題，經(jīng)過多年摸索，目前基本采取資源化加以利用，比較有名的是某企業(yè)在養(yǎng)殖場附近，利用自己取得專利的“滾筒式污泥干燥機設(shè)備”對牛糞烘干、發(fā)酵后作為高檔園林花卉肥料外售，效益顯著。烘干機產(chǎn)生的廢氣經(jīng)過中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所測試分析中心的檢驗，各廢氣污染物（包括二噁英）完全達到國家標準。

從科學(xué)角度來看，污泥的資源化利用涉及環(huán)境保護、水處理、農(nóng)學(xué)、園林學(xué)、肥料研究、機械制造等一系列學(xué)科，是一個涉及社會各個層面的復(fù)雜工程。但本著創(chuàng)新和因地制宜、實事求是的精神，在國家大力推動生態(tài)文明建設(shè)建設(shè)，政策資金大力支持的大環(huán)境下，如果企業(yè)措施得當，不僅可以解決污染問題，甚至可以帶動并形成一個新型的環(huán)保產(chǎn)業(yè)。

[1]環(huán)境保護部.《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)指南（試行）》（HJ-BAT-002）.2010，2.

[2]李國鼎，等.固體廢物處理與資源化.清華大學(xué)出版社，1990，02.

[3]蔣建國.固體廢物處理處置工程.化學(xué)工業(yè)出版社，2005，06.

[4]環(huán)境保護部.《水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護技術(shù)規(guī)范》（HJ 66 2-2013）.中國環(huán)境出版有限責任公司出版，2014，03.

X703

A

2095-2066（2016）32-0008-02

2016-11-3

代小華（1975-），男，重慶人，高工，主要從事環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境影響評價工作。