城市污泥的處理及其資源化應用分析

楊威威+岳秀萍

【摘 要】城市污泥不僅是污染物而且也是一種資源，當前大量污泥急需處理同時也是我國需首要解決的突出環境問題，而對其實施資源化利用且結合污泥處理，乃是一種更為有效且全面的處理方法。資源化處理城市污泥，不僅可實現自然資源損耗減少的目的，還可更為有效的促進廢棄物的循環利用，不僅現實意義凸顯，且社會及經濟價值巨大。本文通過對城市污泥相應處理方法及對應資源化利用舉措予以分析，以此為相關應用實踐及研究提供理論支撐。

【關鍵詞】城市污泥；處理；資源化應用

1 城市污泥處理技術分析

1.1 污泥濕式氧化法

所謂濕式空氣氧化技術（WO）實質為，將城市污泥于密封反應器中予以放置，且于高壓及高溫狀況下，充入氧氣或空氣，且將其作為相應氧化劑，依據浸沒燃燒原理，對污泥當中所具有的有機物，實施相應氧化分解操作，至此達到將有機物向無機物完成轉化的目的。此種方法對于各種難降解的相應有機污泥的處理更為適用，設備復雜及維護費用高乃為其缺點。

1.2 蚯蚓處理污泥

波蘭Zambrow等首次運用蚯蚓，對污泥及廢水篩余物實施有效處理，最后得到一種具有豐富營養、類似腐殖質及無氣味的蚯蚓肥料。而一些學者則運用蚯蚓，對污水廠當中相應消化污泥進行凈化處理，獲得良好效果。當蚯蚓對污泥實施凈化處理操作之后，則其中的Ni、Zn及Cu等在具體的含量方面則會顯著下降；而當處理污泥之后，則會將原本污泥向高效、疏松及無臭的有機顆粒肥料予以轉變，然而當蚯蚓對污泥處理之后，則其體內便會富集重金屬，所以，不可將其當作飼料，防止及避免進至人體食物鏈。

1.3 膜生物反應器

所謂膜生物反應器乃為一種將膜分離技術當中相應膜系統，結合于污水生物處理工程當中相應生物反應器，最終構成全新工藝類型。對于膜生物反應器而言，在其內的污泥，則具有很長的停留時間，更甚者則可對排泥予以避免，然而對此種方法在應用推廣方面造成限制的乃是膜材料價格及膜的堵塞。

1.4 污泥酸化

所謂污泥酸化實質為利用剩余污泥具有較高的有機物含量特征，以此為基礎所開發的相應處理方法。其處理原理為水解酸化剩余污泥，然后重新返回至廢水處理系統當中，同時進行代謝處理，以此來實現無污泥排放減少或無污泥的效果。

1.5 污泥熱干化

熱干化工藝在歐洲比較流行，目前中國一些沿海發達城市也有一些采用熱干化技術處置污泥。熱干化是采用直接或間接的方法對濕污泥加熱，污泥中的水分在加熱過程中被蒸發。該工藝的主要優點是污泥減量化、穩定化和無害化徹底。熱干化的缺點是投資較大，能耗高。

1.6 污泥焚燒

焚燒工藝在日本比較流行，日本的大部分污泥是采用焚燒工藝處置的。經過完全焚燒的污泥，完全可以達到污泥減量化、穩定化和無害化，但其缺點是投資較大、能耗與運行費用較高、不利于下一步資源化利用。

1.7 污泥堆肥

污泥堆肥在世界各國均有使用，是比較成熟的工藝。污泥堆肥的原理是將污泥堆放在好氧的條件下使污泥內部的生物質發酵，產生熱量，除去部分水分。堆肥工藝的投資較小，運行時能耗很低，成本很大一部分來自添加有機質的成本，是一種比較理想的污泥處置工藝。污泥堆肥的主要問題是占地面積大、污泥處理處置周期長，同時由于污泥中可能重金屬超標，在實際運用中會收到限制。

1.8 污泥低溫碳化工藝

污泥低溫碳化采用較低的溫度（250℃左右），中壓（10MPa以下），將污泥中的細胞破壁裂解，其中水分自然析出，經機械脫水污泥含水率可降至50%以下，再經干燥或自然風干（3-5天）使含水率可進一步降低至30%以下。在細胞裂解過程中，水分始終保持為液態，沒有變相，能耗較低；裂解過程最大限度地保留了原污泥中的碳值，為污泥資源化提供了可能，同時本技術還具有投資抵、工藝設備簡單等特點。在國外主要以美國的Enertech和美國的Thermo Energy為代表；在國內主要以山西省晉中市城區污泥處置試點項目（100噸/日）為主要代表。

2 城市污泥的資源化應用分析

2.1 污泥農用資源化

若將污泥用于農用，則具有運行費用低、能耗低及投資少等優點，而污泥當中的有機部分，可向土壤當中的改良劑成分進行轉化，所以，此種利用途徑則被當作一種最具發展潛力的處置方法。對于污泥相應利用而言，其不僅可用于農田，而且還可用于嚴重擾動的土地修復、育苗基質、市政綠化、林地、菜地、草地及農田等領域，相關研究結果顯示，采用污泥堆肥及污泥，對諸如蔬菜、棉花、小麥及玉米等作物進行栽種，采用污泥栽種的植株，無論是品質、產量及生長狀況相比于不施肥，均顯著好于后者，其在具體的肥力方面則相當于優質農家肥及施用化肥。此外，施用污泥還可對土壤具體的物理性質給予顯著改善，如對于團粒具體的保水能力及水穩定性具有提升作用，對于團粒形成具有促進作用。此外，還可對土壤相應化學性質給予顯著改善，比如對土壤在有機質、鉀及磷等含量方面可明顯提升。而在城市園林綠化當中，通過對污泥堆肥或污泥予以運用，可提升綠化的總體效果，而其相比于那些施化肥等，則具有更加突出的效果。無論是開花量、樹高還是灌木的花期等，均可達到增大效果。

2.2 污泥的建材利用

2.2.1 污泥制取水泥質材料

對于污泥而言，其往往具有含有較多的灰分，特別是采用混凝法對廢水當中的污泥實施處理當中，其中含有非常多的Fe及Al等成分，其還是可用于建筑材料的相應添加劑。此外，由于此中具有較高的成本，且其安全性不明，因此，其僅在少數幾個國家有所運用。

2.2.2 污泥制陶粒

對于輕質陶粒而言，其通常情況下，可當做花卉覆蓋材料或者是混凝土骨料及路基。針對污泥制輕質陶粒方法而言，其依據使用原料方面的差異，可劃分為兩種，其一便為厭氧發酵污泥在具體的焚燒灰完成造粒之后所形成的燒結。此種方法現以發展成熟。而采用焚燒灰制輕質陶粒，則需對焚燒爐單獨進行建設，而在污泥當中所存在的有機成分，則未能得到較為有效的運用，而伴隨近些年來的開發，研發出了自脫水污泥當中完成制陶粒的相應新技術。

2.2.3 污泥制磚

相關研究表明，下水道污泥可用于制作在建筑方面使用的生態磚，此種磚實質為，于黏土當中，將10%污泥混入其中，然后在900℃溫度下進行相應燒制，便可實現效果的最佳化。此種方法不僅可實現污泥處理的目的，還可在實施燒制過程中，實現有毒重金屬在磚當中的封存效果。還可將全部有機物及有害細菌殺死。另外，此種磚還沒有異味。

2.3 污泥制動物飼料

在污泥當中，具有較多有用價值的相應物質，比如其灰分占比為26.1～46.3%，脂肪酸為0～3.5%，粗蛋白28.4%～40.8%。此外，在具體的污泥蛋白當中，則具有的氨基酸，全部家畜飼料均可用，另外，在所具有的各種氨基酸間處于相應平衡狀態，所以，可將其經過處理，可作為飼料蛋白。

2.4 污泥作為燃料

污泥本身富含有機質，采用污泥低溫碳化處理后，污泥碳值損失小于8%，低位發熱量可達2000-3200大卡/千克（晉中市城區污泥處置試點項目），熱值與褐煤相當，可作為低熱值燃料使用。

3 結語

城市污泥如若不予以處理，使其進至環境之中，則會嚴重危害周圍環境，而對污泥實施無害化、穩定及減容等處理操作之后，則可將其當作有價值資源，應用于多方面之中。雖然城市污泥具有較多處理方法，但應依據污泥具體性質及泥量，開展綜合性分析，此外，還應對處理成本、經濟效益及環境生態等問題予以考慮，最終實現整體效益和價值的有效提升。

[責任編輯：王偉平]