關于城市污水處理廠污泥處理處置的探討

【摘 要】本文介紹了城市污水處理中城市污泥處理、處置相關定義及污泥處理處置的相關技術措施，并探討城市污水處理廠污泥處理處置的有關問題。

【關鍵詞】污泥；污泥處理；污泥處置

污水處理廠污泥（簡稱城市污泥）是城市生活污水和工業廢水在進行凈化處理過程中產生的沉淀物質，是一類危害性極大的固體廢棄物。如果不加以徹底處理與控制，將會對環境造成嚴重的二次污染。如何安全、經濟地處理處置城市污泥成為世界共同面臨的環境難題。目前全省共有100座城鎮生活污水處理廠，日處理規模達到283.55萬m3/d，每天產生污泥量約1360噸。雖然污水處理廠均建有污泥的濃縮脫水設施，但仍有大量的污泥未得到安全處理處置，形勢異常嚴峻。本文旨在通過對當前污泥處理處置技術及其發展趨勢的分析，探討城市污水處理廠污泥處理處置的有關問題。

1.污泥處理處置現狀

城市污水處理廠在污水處理單元操作過程中產生的污泥通過減容化、減量化、穩定化以及無害化的全過程稱為污泥處理。污泥處理主要包括污泥濃縮、脫水、消化（厭氧消化和好氧消化）、堆肥、干化等。污泥處置：為經處理后的污泥或污泥產品以自然或人工方式使污泥能夠達到長期穩定并對生態環境無不良影響的最終消納方式。污泥處置主要包括土地利用、填埋和焚燒以及綜合利用（建材利用）等。

鎮污水處理廠污泥不僅含水量高，易腐爛，有強烈臭，并且含有大量病原菌、寄生蟲卵以及鉻、汞等重金屬和二噁英等難以降解的有毒有害及致癌物質。污泥未經處理隨意堆放，經過雨水的侵蝕和滲漏作用，極易對地下水、土壤等造成二次污染，直接危害人類身體健康。據不完全統計，目前全國城鎮污水處理廠的污泥只有10%左右通過堆肥制肥等技術處理處置后回用到土地、大約20%以上采用填埋、少量采用焚燒和建材利用等，其余大部分隨意外運、簡單填埋或堆放，給當地生態環境帶來了極不安全的隱患。

污泥二次污染已成為我國新的環境問題，應引起高度重視。城市污泥處理處置主要存在以下問題：一是污泥大量采用填埋和棄置堆放方式，部分已造成生態環境的安全隱患、占用土地和填埋場運行困難等問題；二是缺少污泥處理處置的建設和運行經費，污水處理收費標準達不到污泥處置運行費用的要求；三是缺乏污泥處理處置建設和運行經驗；四是項目用地、資金配套、稅收、焚燒發電上網電價等政府扶植政策不完善；五是缺少相應的技術標準、規范和污泥處置專項規劃。“重水輕泥”思想和污染轉移的現象不符合科學發展觀的要求。

2.常用污泥處理技術

2.1污泥厭氧消化

污泥厭氧消化通過把污泥中的有機物轉化為沼氣和二氧化碳，消減有機物含量，產生的沼氣進行綜合利用。污泥厭氧消化可以穩定污泥的泥性，降低污泥含水率，提高污泥的脫水效率。厭氧消化后污泥在園林綠化、農業利用前，還應按要求進行無害化處理。國家鼓勵城鎮污水處理廠采用污泥厭氧消化工藝，產生的沼氣應綜合利用。根據《城市污水處理及污染防治技術政策》（建城[2000]124號）要求：日處理能力在10萬m3以上的污水二級處理設施產生的污泥，宜采取厭氧消化工藝進行處理，產生的沼氣應綜合利用。目前，厭氧消化在實際工程中的應用主要包括污泥中溫厭氧消化、高負荷消化和兩級消化等，各種形式的污泥厭氧消化已在全國大型污水處理廠規模化應用。

2.2污泥高溫好氧發酵

污泥高溫好氧發酵是采用剪枝、落葉等園林廢棄物和礱糠、谷殼、秸桿等農業廢棄物作為高溫好氧發酵添加的輔助填充料，利用自然界廣泛存在的細菌、放線菌、真菌等微生物，有控制地促進污泥中可生物降解的有機物向穩定的類腐殖質轉化的微生物學過程。污泥中各種有機物質在酶的作用下，轉化成小分子的有機化合物、對土壤有利的腐殖質，以及CO2、氨、水和無機鹽等，使之成為可被植物吸收利用的化學形態。污泥高溫好氧發酵不斷地分解有機物，堆體溫度不斷升高，可達到50℃～60℃，將其中的病原菌和寄生蟲卵殺死，使之無害化。污泥高溫好氧發酵的產品稱為堆肥，，可以用作土壤改良劑和有機肥料。

2.3污泥脫水

污泥脫水主要是將污泥中的吸附水、毛細水和細胞內水分離出來。一般大中型污水處理廠均采用機械脫水。污泥機械脫水主要包括：真空過濾脫水、壓濾脫水、離心脫水等。污泥經脫水后其體積大幅度減小，降低了后續污泥處理處置的難度。近年來，污泥脫水技術得到了很大的發展，技術突破集中在污泥脫水前調理劑的研發和脫水機械設備的改進等方面。

2.4污泥石灰穩定干化

采用石灰等無機藥劑對污泥進行調理，可以降低含水率，提高污泥橫向剪切力和衛生條件，有利于污泥的后續處置。污泥堿化穩定干化技術原理是使用生石灰穩定污泥，生石灰與水反應生成氫氧化鈣，此過程中釋放熱量，溫度及ph值提高，從而有效殺滅病原體，并分解有機物。

2.5污泥熱干化

污泥熱干化過程分為污泥與熱載體直接接觸和熱量由換熱設備提供兩種，目前應用較多的有流化床干化、轉盤干燥、噴霧干化和空心槳葉式干化等工藝。污泥熱干化后污泥的臭味、病原物、粘度、不穩定等負面特性得到顯著改善，降低了污泥含水率，節約了運輸成本，提高了污泥熱值。

3.常用污泥處置技術

3.1污泥土地利用

污泥的土地利用通常是指在耕地上投布污泥，以利用污泥中的有機物和營養物改善土壤質量為目的的處理方法。污泥土地利用的方式主要包括城市園林綠化利用、土地改良和農用利用等。從目前的趨勢來看，污泥土地利用必然是未來的發展方向，污泥中的有機質可以補充到土壤中，并且消耗的能源較少。但就我國目前的情況來看，土地利用仍然存在很多瓶頸問題。其中最主要是工業廢水處理方面的問題，雖然工業廢水處理有很多嚴格的標準，但有些標準可操作性差導致廢水偷排，這些廢水進入市政污水后重金屬含量超標，進而約束了土地利用的可能性。

3.2污泥建筑材料綜合利用

污泥建筑材料綜合利用技術研究及應用已成為熱點。污泥建筑材料綜合利用是指污泥的無機化處理，用于制作水泥添加料、制磚、制輕質骨料和路基材料等。

3.3污泥填埋

污泥填埋分為污泥單獨填埋和與城市垃圾、工業垃圾混合填埋。該處置方法具有簡單、易行、成本低等優點。但是，污泥填埋也受土地約束以及受污泥填埋過程中產生的滲濾液和甲烷氣體等二次污染的影響。在我國，混合填埋應該成為大部分污泥的出路，由于脫水后污泥含水率一般在75%以上，這一含水率通常不能滿足填埋場的要求，垃圾填埋廠不愿意接受污水處理廠的污泥，因此，污泥需要再經處理才能送生活垃圾填埋場填埋。

3.4污泥焚燒

污泥焚燒是指污泥在一定溫度、氣相充分有氧的條件下，利用焚燒爐將脫水污泥加溫干燥，再用高溫氧化污泥中的有機物，使污泥成為少量灰燼。污泥焚燒一般采用流化床工藝，分為固定（鼓泡）流化床焚燒爐、循環流化床焚燒爐和回轉式流化床焚燒爐等。污泥焚燒工藝在經濟較為發達的大中城市應用較廣，一般采用干化焚燒的聯用方式，提高污泥的熱能利用效率。從宏觀治理角度考慮，污泥焚燒將有機質全部燒掉，總體成本費用還是過高。

4.污泥處理處置技術發展趨勢

4.1注重源頭減量的技術研發

源頭減量是減輕污泥后續處理處置負荷的前提，在城市污水處理過程中進行污泥減量預計將是今后研究的一個方向。同時，諸如破壞污泥微生物細胞壁分離出自由態水分等降低污泥含水率的污泥減量技術也將是一項新的挑戰性研究課題。

4.2突破節能降耗的技術障礙

長期重視污水處理而忽略污泥處理處置的現狀，導致污泥處理處置技術相對發展緩慢。目前污泥處理處置運行能耗過高是影響污泥處理處置規模化推廣應用的一項限制性關鍵因素。預計今后在污泥處理處置的節能降耗技術方面將有較大的突破。

4.3健全二次污染的防止技術

在城鎮污水處理廠污泥處理處置各個環節，均存在不同程度的二次污染問題，目前的現有技術和工程應用對二次污染的重視程度普遍不夠。隨著社會進步和經濟發展，預計將有大量污泥處理處置二次污染防治新技術被研發和應用，形成與污泥處理處置工藝相配套的二次污染防治技術健全體系。

4.4發展循環利用的運行模型

在國家土地資源日益緊缺和建設資源節約型、環境友好型社會的大背景下，發展污泥循環處理利用的運行模式是大勢所趨。污泥土地利用和建材綜合利用將成為研究熱點，前者的技術難點在于污泥中重金屬的去除和土地利用泥質的保證，后者在于運行能耗的降低和諸如二噁英控制等二次污染防治技術的成熟。

5.結語

我國是一個以農業為主的發展中大國，針對目前污泥處理處置中的特點，污泥處理應當以堆肥、土地利用和資源化為主，在經濟較發達地區可根據實際情況探索其他處理處置方法（如焚燒法、熱處理法等）。但是應當注意，在進行污泥土地利用時需要嚴格管理，只有符合農用標準的污泥才能用于農作物。總之，在考慮選用某種污泥處理處置方法時，要從環境安全、資源投入產出和收益影響比四個方面來考慮污泥處理方案，同時兼顧環境生態、社會和經濟效益三者之間的平衡。不管采用那一種污泥處理處置措施都需要考慮投資和運行成本和經濟承受能力，要在設備投資、運行費用、地價和人力價格等基礎上對處理方法加以綜合評估。