淮安市城市污水處理廠污泥處置探討

◎ 江蘇淮安市給排水監督管理處 李舜堯

“九五”以來，我國的污水處理工作得到了前所未有的發展，污水處理廠在緩解我國水污染問題方面起到了舉足輕重的作用。據統計，截止2010年3月底，全國設市城市、縣及部分重點建制鎮累計建成污水處理廠2157座，污水處理能力達到1.09億立方米/日，實際處理量達8266.67萬立方米/日。經測算，濕污泥產量約為4.1萬立方米/日（含水率為80%）。這些污泥中除含有大量的有機物，豐富的氮、磷等營養物質外，還存在重金屬、致病菌和寄生蟲等有害成分，處置不當極易引發二次污染。隨著國家對環境保護工作的重視，以及城市化率和污水處理率不斷提高，污水處理廠的主要副產物——污泥的產生量必將逐步增長，其環境污染問題也日益突出，已經引起了政府和社會各界的高度關注。如何妥善地處置城市污水處理廠產生的污泥，已成為擺在污水廠和相關部門面前一個必須研究的課題，同時也是比較艱巨而又十分有意義的一個課題。

1 污泥處置的主要方式

目前，國內外污泥最終處置方式主要有：衛生填埋、焚燒、土地利用和建筑材料利用等。

1.1 衛生填理

衛生填埋是將污泥消化后經脫水再進行填埋，是目前國內污水處理廠常采取的一種處置方式。經過消化后的污泥有機物含量減少，總體積減少，性能穩定，脫水后作填埋處置是一種比較經濟的處置方式。但是實踐表明，污泥消化處理是很難達到預期效果的，污泥脫水后的含水率依然高于生活垃圾填埋場所要求的60%含水率，因此需再經干化處理才能送往生活垃圾填埋場填埋，或者規劃建設專用的污泥填埋場，根據污泥的特性進行填埋。

衛生填埋的優點是處理成本低，簡便易行，但也存在一些缺點：占地較大，有一定量的運輸費用，存在二次污染隱患等，需選擇土壤滲透系數低且地下水位不高的區域，并做防滲處理以免滲濾液污染地下水。很長一段時間以來，衛生填埋在我國污泥處置中占據了重要位置，但是隨著城鎮污水廠污泥產量的增加，以及城鄉可利用土地的逐漸減少，適宜污泥填埋的場所顯得越來越有限，直接填埋的方法也逐漸變得不太符合可持續發展的要求。

1.2 焚燒

污泥焚燒是指利用污泥具有一定熱值的特點，將污泥送進焚燒爐，利用500－1000℃的高溫，將污泥分解成氣體、焦油以及灰等殘渣的過程。污泥焚燒的處理對象主要是脫水污泥或干化后的污泥，焚燒處理后，含水率可降至0，體積很小，便于運輸與處置。脫水污泥含水率高達80%，體積較大，熱值較低，因此，焚燒過程中必須添加輔助燃料。

污泥焚燒的優點是可以殺死一切病原體，一切有機物在燃燒過程中都會最大程度地被分解；可迅速和較大程度的使污泥達到減量化；污泥焚燒可以獲得剩余能量，用來發電；焚燒產物也可用于制作某些建筑材料，如灰渣水泥、磚等。焚燒有著許多優點，但也存在一些顯著的缺點：一次性投資大，運行費用高，管理水平和設備維修要求高；污泥焚燒可能產生致癌物質二ā英，以及懸浮的未燃燒完全的顆粒物；污泥焚燒直接利用了污泥中的熱能，而沒有充分利用污泥中的有用成分。

污泥焚燒適用于土地資源缺乏、資金不緊張的地區。對于一些經濟欠發達地區，焚燒技術難以推廣。

1.3 土地利用

污泥土地利用是目前國內一些污水處理廠正在積極研究探索的課題之一,可分為農用、園林綠化利用和土壤改良等。城市污水廠污泥中含有機質、氮、磷較高，供肥能力相對較強，是一個很好的有機肥源。除了有機物外。污泥中還含有大量植物生長所必需的肥分、微量元素和土壤改良劑（有機腐殖質），適合土地利用。但污泥中也含有對植物及土壤有危害作用的病菌、寄生蟲卵、難降解有機物、重金屬等，土地利用前必須進行穩定化和無害化處理。污泥農用時，泥質應達到《農用污泥中污染物控制標準》（GB 4284-84）和《城鎮污水處理廠污泥處置 農用泥質》（CJ/T 309-2009）等有關農用標準的規定，并經有關部門審批后方可實施；用于園林綠化時，泥質應滿足《城鎮污水處理廠污泥處置 園林綠化用泥質》（GB/T 23486-2009）等標準和規定的要求；用于鹽堿地、沙化地和廢棄礦場等土地改良時，泥質應符合《城鎮污水處理廠污泥處置 土地改良用泥質》（CJ/T 291-2008）的規定。

土地利用的優點是可將污泥中有益成分資源化利用，且投資不大，技術也相對簡單，缺點是存在二次污染和有害物質進入食物鏈的可能性，必須嚴格控制泥質，并在利用前進行無害化處理。

1.4 建筑材料利用

污泥中除了有機物外，還含有20～30%的無機物，可用作磚瓦、水泥、纖維板材和陶瓷等的原料，也可以用作筑路的路基等材料。污泥制磚瓦等建材的方法有兩種，一種是用干化污泥直接制作，另一種是用污泥灰渣制作。用干化污泥直接制作時，將污泥與粘土按比配料，使混合物成分與制磚粘土的化學成分相當，成品建材可達普通建材的強度；利用灰渣制作時，灰渣的化學成分與粘土是比較接近的，制坯時只需添加適量粘土與硅砂。

建筑材料利用也可在一定程度上將污泥資源化利用，且無顯著的二次污染隱患，但需結合原有生產技術和設備綜合考慮。

2 淮安市相關情況

2.1 自然條件

淮安市地處江蘇省北部中心地域，位于蘇北平原中部，淮河下游。下轄清河、清浦、淮陰、楚州四區及盱眙、漣水、金湖、洪澤四縣，面積10072平方公里。市域地勢低平、河湖密布，僅西南角盱眙縣有低丘分布。全市陸地總面積為8920平方公里，耕地和水域面積較大，兼有南北氣候特征。2010年，全市戶籍總人口約550萬人，全市實現地區生產總值 1315 億元。

2.2 污水處理及污泥處置現狀

淮安市現有污水處理廠9座，主城區2座，淮陰區、楚州區、市經濟技術開發區和四縣各1座，污水處理能力為38.5萬m3/d，現狀處理量約為35萬m3/d。各污水處理廠廠內污泥處理工藝均為“濃縮脫水＋壓濾”，污泥產生量約為130m3/d（含水率80%）。根據城市規劃，至2015年還要新建污水處理廠2座，分別位于盱眙城東、洪澤開發區；擴建污水廠4座，分別是楚州、洪澤、盱眙、金湖污水廠，共增加污水處理能力約為18萬m3/d，預計屆時污泥產生量約為190m3/d（含水率80%）。

目前，污泥處置主要采用的是城市垃圾填埋場衛生填埋，輔以污泥生物干化和基質化利用。四季青污水處理廠和市第二污水處理廠污泥送至基質化利用基地處置；經濟技術開發區、楚州區和淮陰區污水廠的污泥送至位于清浦區鹽河鎮王元村的王元垃圾填埋場進行衛生填埋；四個縣污水廠的污泥自行衛生填埋。

2.3 污泥處置存在的問題

由于污泥脫水后含水率依然較高，遠未達到生活垃圾填埋場所要求的60%含水率，污泥的流變性給填埋場機械作業帶來了困難。同時，由于污泥細小，容易堵塞滲濾液收集系統，也加重了滲濾液處理的負擔。另外，隨著城市化進程的不斷加快和城市污水處理率的逐年提高，污泥產量也逐年增多，現有處理方式的處理容量有限，必須全面重新考慮污泥的出路。

3 淮安市污染處置方案的選擇

3.1 污泥的性質

根據污水處理廠目前和近期服務范圍內污水的性質，并結合現狀污泥泥質檢測結果分析，中心城區的四季青污水廠、第二污水廠，以及淮陰、楚州、洪澤、盱眙、漣水、金湖等縣區污水處理廠的污泥性質比較穩定，符合污泥農用標準。市經濟技術開發區徐楊污水廠，雖目前其污泥檢測結果符合農用標準，但隨著服務范圍內工業的發展，其污泥性質有著一定的不確定性。規劃建設的盱眙城東污水廠和洪澤開發區污水廠的服務范圍內基本為工業廢水，其污泥性質可能不符合農用或綠化標準。用污泥對農田、林地、綠化等施肥或進行土壤改良，不僅可以促進植物、綠化和樹木的生長，而且可利用植物的生長使污泥得到處理，進一步無害化。

3.2 污泥的熱值

污泥的熱值對污泥焚燒處置很重要。煤炭的熱值約為33000 kj/kg，木材的熱值約為19000 kj/kg，城市污水廠脫水污泥的干基熱值為5844～19303 kj/kg，均值為11850 kj/kg。由此可見，污泥具有一定的熱值，但是遠低于煤炭和木材。并且，脫水污泥的含水率約為80%，其干化耗能約為2938 kj/kg，若要能量自平衡，則要求污泥的干基熱值達14680 kj/kg，絕大多數脫水污泥達不到此值，能量不能平衡，必須添加燃料才能維持焚燒。

3.3 污泥的處置成本

粗略估算，將脫水污泥干化至60%含水率后填埋的成本約為600元/t，采用焚燒方式的成本約為1000元/t，采用土地利用方式略有效益，盈余約為60元/t，采用建筑材料利用方式的大約與土地利用相當，略有效益。

3.4 各種處置方式優缺點對比

填埋成本一般，技術簡單，但是填埋不能將污泥資源化，存在一定的污染風險，且直接填埋需要較大的場地。淮安目前主要采用的就是直接填埋的方法，隨著填埋場污染物控制標準的提高，已不再適用。土地利用略有效益，技術不復雜，場地要求也較小，能將污泥資源化，但必須符合相關標準，并且，淮安在污泥基質化利用方面已有探索，具有一定的經驗，此法在淮安較為可行；焚燒雖對場地要求不大，但成本較大，技術設備要求也較高，不能將污泥資源化，且有尾氣污染的風險；建筑材料利用能將污泥資源化利用，減少對粘土等資源的消耗，經濟上略有效益，但需結合現有生產設備等情況綜合考慮。

4 結語

根據污泥處理分散化、處置集約化的原則，參照淮安市污水處理廠的規劃布局，結合遠期污水處理廠污泥量大、成分復雜的特點，綜合分析，淮安市污水處理廠的污泥處置應考慮分散與集中相結合，采用“綜合利用為主、填埋為輔”的處置方式。以生活污水為主的污水處理廠，即四季青污水廠、市第二污水廠和各縣現有污水廠，其污泥以農用為主，衛生填埋為輔；以工業廢水為主的污水處理廠，即市開發區污水廠和擬新建的盱眙城東污水廠、洪澤開發區污水廠，其污泥以焚燒為主，焚燒后的灰渣用于制造建材或衛生填埋。