污水處理廠污泥資源化處置技術的研究與分析

高寅杰　朱家全　奚張劼　戴文昱

摘 要：現階段我國城市污水處理廠每年排放的污泥量（干重）大約為 130萬噸，并以年增長率10%的速率增長。城市污水處理廠污泥的組分復雜，含有大量的有機質、營養元素、重金屬、病原菌和有機污染物等，如不及時加以妥善處理，將會對環境造成嚴重的二次污染。因此，探求安全有效的方法進行污泥處理與處置，實現污泥減量化、無害化、穩定化和資源化就成文本文研究的出發點。

關鍵詞：污水處理廠；污泥資源化處置；發展趨勢

中圖分類號：X505 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）08-0014-01

1 城市污水處理廠污泥處置的現狀及發展趨勢

隨著污泥安全處理處置問題的日益突出，國內不少城市自2002年開始建設現代化污泥處置設施。毋庸置疑，污泥處置實質性工作的開展在大部分污水處理廠還處于起步階段，濕污泥被隨意拋棄或露天堆放的現象比比皆是，只有20%不到的濕污泥實現了資源化處置，引起較多的二次污染。

現階段城市污水處理廠污泥資源化處置技術基本上采用引進西方技術，或在吸收西方先進技術的基礎上進行改良、創新或國產化。目前水泥窯協同處置、空心槳葉熱蒸汽烘干、高溫好氧堆肥、污泥制磚、化學調理深度脫水加焚燒及循環流化床干化加焚燒等都在國內污水處理廠中有了實際應用，但諸如污泥低溫制油、污泥制陶、污泥熔化、污泥濕式氧化、污泥制活性吸附劑等新技術還仍處于研究階段，沒有進行大規模工程應用。

2 城市污水處理廠污泥資源化處置的典型技術

2.1 好氧堆肥

污泥好氧堆肥是將固體有機廢棄物轉化為高質量有機肥的重要無害化和資源化途徑，它不僅可以解決城市污泥環境污染問題，而且對于發展有機肥、保持和提高土壤肥力，促進農業持續發展有著重要的意義。

例如陶娟娟在常溫下以體積為1m3的堆體（包含污泥、稻草和木屑），C/N為30，含水率為55%，通過人工翻堆來進行通風，測得種子發芽系數為88.3%，腐熟度高。在塌陷區貧瘠土地上應用堆肥產品后，土壤中的重金屬和營養元素等均有所提高，且重金屬增加量符合國家標準《土壤環境質量標準（GB 15618-1995）》所規定的農田土壤質量控制標準允許值，由此得出城市污水處理廠污泥在常溫狀態下自然通風堆肥效果較好。

2.2 污泥制磚

污泥制磚是指將污泥經過一定處理篩選后，與其他原料混合（如粘土）加壓成型，焙燒后制得污泥磚。近年來，我國越來越多的學者開始對污泥制磚資源化展開相關研究：①有研究者將城市污泥加入到燒結磚中，考察制備得到的污泥粘土燒結磚的各項性能，結果顯示當加入的污泥量在5%-6%之間時，生產得到的頁巖及粘土燒結普通磚均可作為承重磚體使用。而當污泥的加入量少于5%時，所得到的頁巖燒結空心磚強度，可作為填充墻（或隔離墻）使用；②有研究者利用污水處理廠剩余污泥制備粘土磚，結果顯示當污泥添加量為5%到25%之間時，制備的磚體具有較好的保溫隔音效果。如果投入工業生產，一個普通的陶瓷磚生產廠每天可消耗30噸污泥；③有研究者利用污水處理廠深度脫水污泥制備燒結磚時發現，當污泥摻量為20%時，磚體呈現較好性能，能夠用作承重墻體的建造。經計算，生產100萬塊深度脫水污泥磚，能帶來76000元的經濟效應，同時分別能減排2.203噸和3.126噸的二氧化硫。

2.3 污泥燃料化

由于污泥具有較高的熱值，在許多工業應用中將污泥作為替代燃料，有研究者利用污泥熱值，將其添加到水煤漿中制備成生物質煤漿，此舉既節約了煤資源，又省掉了污泥前處理等繁瑣程序；有研究者以污泥、稻草和煙煤為原料，壓制成污泥燃料，結果顯示污泥：煙煤：稻草=0.5：0.45： 0.05且控制成型壓力和過量空氣系數分別為50MPa和1.3-1.7時，其污泥型燃料的燃燒速率最快；有研究者用成型干化工藝制備污泥-煤復合燃料，結果顯示污泥的含水率、成型壓力以及原材料的添加比例都對燃料的成型有很大影響，并且污泥-煤復合燃料相較于純污泥具有較好的干化性能，能同時實現污泥脫水和資源化的雙重目的；有研究者制備了污泥秸稈衍生固體燃料，結果顯示該種燃料相較于污泥單獨燃燒和煤混合燃燒都具有更好的燃燒特性，能替代燃料使用。

3 結語

城市污水處理廠污泥資源化利用在我國已經有超過20年的歷史，自20世紀80年代初，第一座城市污水處理廠天津紀莊子污水處理廠建成投產后，污泥既由附近郊區的農民用于農田。而本文主要對好氧堆肥、污泥制磚和污泥燃料化技術的研究現狀進行了闡述，以期為提高城市污水處理廠污泥資源化的效率，提供一些有益的參考。

參考文獻

[1]陶娟娟.淮南市污水廠污泥資源化利用研究[D].安徽理工大學，2012.

[2]姚尚安.污泥深度機械脫水優化與資源化利用研究[D].上海交通大學，2013.