國內外城市污泥處理處置技術研究現狀及發展趨勢

國內外城市污泥處理處置技術研究現狀及發展趨勢

朱棟1，徐穎2

1貴州省環境工程評估中心；2貴州省第一測繪院

污泥作為污水處理，排放后剩余的殘留物，含有大量的污染物，其中包括有難以降解的高分子有機物、有毒有害重金屬及致病的病原體等。國內污水處理廠每年水處理過程產生的污泥數量龐大，不加處理，隨意亂倒、填埋，造成的地下水污染、土壤生態環境破壞等問題日益顯露。如何妥善的處理污泥，成為水處理行業亟需解決的問題。本文首先對國內外污泥處理處置技術的現狀進行深入分析，并對其研究進展和發展趨勢結合實際經驗進行綜合闡述，結合我國的國情對污泥處理處置技術的應用和發展提出了具體規劃。

城市污水；污水處理廠；污泥處理；處置技術；現狀；發展趨勢

1 污泥處理處置基本技術及內容概述

1.1 好氧發酵

好氧發酵也成為好氧堆肥，主要是在有氧環境下，通過利用好氧嗜溫菌及嗜熱菌，對污泥中的有機物質進行充分分解，最終變成穩定的腐殖質的過程[2]。傳統好氧消化工藝的操作流程簡單、工藝方法成熟、機械設備易操，但運行過程中需氧量大，曝氣時間長導致運行成本高。缺氧/好氧消化技術的應用，和傳統好氧消化工藝相比，能夠有效提升堿度，維持酸堿平衡，但運營成本也較高，加之處理過程中污泥停滯周期長、對病原菌的去除作用弱，該工藝可用于對傳統好氧消化工藝的改造工程中。目前國內也新研發了CERTAD污泥好氧工藝，和上述兩種處理技術相比，在總投資方面、污泥停留時間方面以及處理效果和占地面積使用方面具有較大優勢，處理后污泥可達到美國EPA中A級標準[3]。

1.2 厭氧消化

污泥厭氧消化技術是國內外大型污水處理廠處理污泥的普遍技術，應用最為廣泛。通過對污泥進行厭氧消化，對其中易腐化發臭的物質（以碳水化合物、蛋白質、脂肪等形式存在的高能有機物質）進行有效降解，從而變成低分子有機物，通過這一技術能夠有效緩解污泥臭味，降低病原菌數量。另外從環保以及生態循環利用角度講，通過污泥厭氧消化作用收集產生的大量高熱值的沼氣，能夠用于發電或供熱中，甚至可以做成工業原料再次循環利用，有效提高了生態環境效益；運用厭氧消化技術處理后的污泥，也可以用在農耕土地、水泥廠等輔料上，充分提高污泥資源使用效率。當然這也使得污泥處理過程要求更高，在整個過程中對溫度、設備、運行、安全等方面的要求越來越高。

1.3 干化與焚燒

污泥干化技術，主要是運用污泥和熱媒（比如高煙、蒸汽）兩者的相互導熱功能，將污泥中的部分或所有水分進行全部脫水處理的過程。污泥干化處理技術能夠進一步降低污泥含水量，甚至能夠完全脫水。具體脫水程度要依據污泥的處置方向對出料進行調整，從而將污泥脫水率控制在具體范圍內。直接加熱技術是指運用熱媒（比如高煙、蒸汽）有效在污泥上面發揮作用，將污泥中的水分進行吸收，從而提高污泥脫水率。目前直接加熱干化的設備有:噴霧型、轉筒型和帶型等多種功能。

1.4 濃縮及脫水

運用傳統的污泥處理技術處理污泥，對污泥的脫水率、污泥體積控制等方面還存在一定的局限性，采用污泥濃縮技術，可以首先降低污泥容積，然后進行污泥脫水等工藝處理。當下，污水處理廠污泥濃縮處理工藝包括傳統的重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮。運用哪種濃縮工藝，是由污泥性質、污水處理運行工藝要求、濃縮效果標準以及建設性質等決定的。對于重力濃縮工藝，適用于單獨處理初沉污泥,離心濃縮和氣浮濃縮比較適合處理剩余污泥及剩余污泥與初沉污泥組成的混合污泥。這兩種工藝占地面積小、易于改造，大中城市新建或改擴建的污水處理廠應用比較成熟。

國內城市污水處理廠當下運用的污泥脫水方式是機械脫水，主要設備包括離心脫水機、帶式壓榨過濾機、真空過濾機和板框壓濾機四種。前兩種應用領域最寬，使用頻率最高，通過使用設備進行污泥處理，可以將污泥的脫水率降到22%以下。污泥經過化學藥劑調理后再通過板框壓濾機處理，泥餅的含水率下限將在60%以下。綜上所述，如果依靠一種機械進行污泥脫水處理，是不能滿足城市污水處理廠對污泥處置標準要求的，也不能促進污水處理廠的可持續發展。必須將上述技術和設備進行有效融合，才能更好地提高污泥處理脫水技術，從而提高環保效益、經濟效益和生態效益。

2 污泥處理處置技術發展趨勢

我國的污泥處理處置還停留在傳統的農用或者填埋應用兩方面，對污泥的資源化開發和運用不高，這主要是因為當前的污泥處置處理技術發展還不成熟，科技水平還比較滯后，即便探索成功，需要進行試驗才能擴大應用，周期較長。當然也是表明，我國的污泥處理處置技術還有很大的發展空間和發展機遇，可以充分借鑒國外先進的污泥處理技術，結合城市污水處理廠現狀，探索更加適合國內污水處理行業發展的污泥處理技術。既可以將國外成熟的技術在國內進一步推廣，也可以借鑒國外先進的污泥處置知識深入研究國內污泥處理技術，尤其對于土壤中重金屬污染的研究，還有很長的一段路要走。污泥處理處置技術在國內的有效應用也將進一步解決中國的土地利用問題、糧食生產和儲備不足等問題。

3 未來發展趨勢探析

隨著國家對環境保護和生態保護的要求越來越高，污泥處理處置技術的研究和應用將備受關注。只有充分借鑒國外先進的成熟的污泥處置理論和實踐技術，結合國內污水處理廠工藝特點、運營情況等，探索更加適合國內污泥處理處置的有效方法。當然，污泥處理技術多元化、科學化發展方向是不變的，污泥的處理處置可以參考以下兩種發展路徑，一是研究新型的處理工藝在提高污水處理能力，降低污泥產量方面下功夫，另一方面是對產生的污泥進行有效處理與最終分解，最終實現污泥的資源化、無害化、穩定化。當然也可以結合科技發展和技術進步探索更加廣泛和深入的發展路徑，從而為全球環保事業發展研究提供有益參考。

[1]楊新海.污泥含水率與處置對策的關系[J].環境衛生程，2013.21（2）:15-17

[2]周旭紅,鄭衛星,祝堅等.污泥焚燒技術的研究進展[J].能源環境保護,2008,22（4）:5-8.

[3]Hara K,Mino T.Environmental assessment of sewage sludge recycling options and treatment processes in Tokyo[J].Waste Manage?ment,2008,28（12）:2645-2652.