市政污水廠污泥處置技術(shù)探討

蘇曉明 公偉 曹振

摘 要：經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會在不斷的進步，污泥是城市污水處理廠的副產(chǎn)物。近年來，隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)化水平的提高，每年的污泥產(chǎn)量隨著污水處理量的增加急劇升高。污泥一般含有大量的有機物，豐富的氮、磷、鉀和微量元素，可以成為有效的資源；但是，其中也含有重金屬、病原菌、寄生蟲卵以及某些難分解的有機毒物，如果不進行妥善處理，排放后會對環(huán)境造成二次污染。

關(guān)鍵詞：市政污泥；處置技術(shù)；資源化

引言

近年來，我國污水處理產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，污水處理能力及處理率增長迅速，截至2016年9月，我國已建3976多座城鎮(zhèn)污水處理廠，污水處理廠能力已達到1.7億立方米/日。作為污水的衍生品，我國每年產(chǎn)生3000～4000萬噸含水率80%的濕污泥，預(yù)計到2020年，市政污泥產(chǎn)量將達到6000～9000萬噸。污水處理能力的增長帶動了污泥產(chǎn)量的提升，然而我國目前污泥無害化處置水平落后，加上“重水輕泥”的問題使得污泥面臨極大的處置壓力。根據(jù)市政污水處理廠污泥成分和特點，一方面污泥對環(huán)境、資源和人體健康形成潛在的威脅，如果污泥不進行妥善處置，將給生態(tài)環(huán)境帶來巨大危害；而另一方面，污泥是一種放錯位置的寶貴資源，合理利用可以變廢為寶，并產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。

1我國市政污水污泥處理處置現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計，我國用在污泥處理的投資大約占據(jù)污水處理廠總投資的20～50%，但是發(fā)達國家的污泥處理投資大約占據(jù)污水處理廠總投資的50～70%。由此可見，我國的污泥處理還處在嚴(yán)重的落后狀態(tài)。當(dāng)前我國每年濕污泥的生產(chǎn)量能夠達到450萬t，并且還在以每年15%的速度增加；假如城市污水全都得到處置，那么每年將會產(chǎn)生干重為840萬t的污泥，占據(jù)我國總固體廢物的3.2%。市政污水廠污泥的處理正在面臨著非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。即使污泥承載了將近一半的有機污染物，但是當(dāng)前并沒有實現(xiàn)該有的無害化處理。所以，污水廠在一定程度上只能當(dāng)做“半處理廠”。我國的污泥無害化以及資源化處理技術(shù)重點包含堆肥燃燒、制水泥、農(nóng)用以及填埋等。據(jù)初步統(tǒng)計，全國污泥農(nóng)用大約占據(jù)44.8%，填埋大約占據(jù)31%，其他處置大約占據(jù)10.5%，沒有處置的占據(jù)13.7%，其所占據(jù)比例如圖1所示。

2市政污水廠污泥處置技術(shù)

2.1污泥處置技術(shù)發(fā)展

經(jīng)濟發(fā)達國家的大規(guī)模現(xiàn)代化污泥處理是從六十年代末開始的，根據(jù)時間劃分可以分為三個階段。第一階段是最為簡單的處理方式，把污泥經(jīng)過脫水減量化后運往農(nóng)業(yè)區(qū)或林地進行土地應(yīng)用。隨著污染控制、保護環(huán)境呼聲的提高，第二階段在新建污水處理設(shè)施的同時建設(shè)了污泥無害化處理設(shè)施，改變了原來直接把生污泥應(yīng)用于農(nóng)田的狀態(tài)。這一時期污泥無害化處理的主要技術(shù)和設(shè)施是污泥的中溫厭氧消化和機械脫水。隨著技術(shù)進步，開發(fā)出了更高水平的污泥無害化和資源化處置的技術(shù)及設(shè)施，主要有機械堆肥、熱裂解、熱干化、焚燒、制成建材等，呈現(xiàn)出多元化的污泥處理和處置技術(shù)，這是污泥處置第三階段。根據(jù)各國國情的不同，對污泥處置技術(shù)的選擇也有所不同，根據(jù)有關(guān)資料，列舉了不同發(fā)達國家的污泥產(chǎn)量及對應(yīng)的處置技術(shù)，詳見下表1。

相比之下，我國有關(guān)污水處理的研究起步很晚，20世紀(jì)90年代初期，我國的污泥處理技術(shù)處在初級階段，少數(shù)污水廠能夠通過機械脫水對污泥進行簡單的處理，從而將污泥的含水率由原來的97%～99%縮減到75%～80%，但是仍然存在處理后污泥的儲存及再處理問題。近20年來，我國的污泥處理技術(shù)有了較大的進步，但我國地域遼闊，不同地區(qū)的自然環(huán)境、人文環(huán)境、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟發(fā)展水平都不同，污泥處置的方式也有所不同，各地區(qū)應(yīng)從自身特點出發(fā)，因地制宜，采取適宜的技術(shù)路線。

2.2污泥處置技術(shù)介紹

污泥處理處置需遵循“減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化”的原則。目前比較常用的污泥處置技術(shù)包括：填埋、焚燒、土地利用、建材利用等。

2.2.1填埋

填埋是一項比較成熟的污泥處置技術(shù)，操作相對簡單，投資費用較小，處理費用較低，適應(yīng)性強。但目前面臨的阻力愈發(fā)增大，主要原因是脫水后的污泥較為黏稠，無法堆積，會影響垃圾填埋場的機械作業(yè)，縮短垃圾填埋場的使用壽命。其次，污泥很容易堵塞垃圾填埋場的滲濾液管道，影響其排水系統(tǒng)的正常運行。再次，市政污泥有機物含量高，污泥散發(fā)惡臭，影響垃圾填埋場的穩(wěn)定性，延長封場的時間。近年來國內(nèi)垃圾處理能力不足的矛盾愈發(fā)突出，多個城市的垃圾填埋場面臨提前滿填封場，因此填埋場拒絕接收污泥的案例屢見不鮮，而這些污泥往往被不當(dāng)棄置，帶來巨大的二次污染風(fēng)險。

2.2.2焚燒

污泥焚燒是使污泥中的可燃成分在高溫下充分燃燒，能使有機物全部碳化，最終成為穩(wěn)定的灰渣。焚燒法具有減容、減重率高，處理速度快，無害化較徹底，余熱可用于發(fā)電或供熱等優(yōu)點。近年來，焚燒法采用了合適的預(yù)處理工藝和先進的焚燒方法，滿足了越來越嚴(yán)格的環(huán)境要求，雖然焚燒處置案例相對較少，但最近幾年明顯迎來了較快發(fā)展。

2.2.3土地利用

污泥土地利用是指將經(jīng)處理后的污泥或污泥產(chǎn)品用于土地作為肥料或土壤改良材料。主要包括污泥農(nóng)用，污泥用于森林與園藝、廢棄礦場等場地的改良等。污泥中含有豐富的有機物和N、P、K等營養(yǎng)元素以及植物生長必需的各種微量元素Ca、Mg、Zn、Cu、Fe等，施用于農(nóng)田能夠改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力、促進作物的生長。污泥的土地利用是一種安全積極的污泥處置方式，但污泥土地利用之前應(yīng)該對污泥進行無害化處理降低病菌、重金屬等的含量。

2.2.4建材利用

建材利用是指通過將污泥固化，制作特殊用途的材料，包括煅燒陶粒或磚、水泥及交通降噪材料、垃圾填埋場覆土材料、吸附材料和建筑材料等。污泥建筑材料利用應(yīng)符合國家和地方的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，并嚴(yán)格防范在生產(chǎn)和使用中造成二次污染。

3市政污泥處置發(fā)展趨勢

國家“水十條”已明確禁止處理處置不達標(biāo)的污泥進入耕地；“十三五”規(guī)劃鼓勵采用能源化、資源化技術(shù)手段，盡可能回收利用污泥中的能源和資源，鼓勵將經(jīng)過穩(wěn)定化、無害化處理的污泥制成符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的有機碳土，用于荒地造林、苗木撫育、園林綠化等，國家“土十條”中明確說明了鼓勵處理達標(biāo)后的污泥用于園林綠化。隨著國家污泥處理處置相關(guān)政策的發(fā)布，結(jié)合國內(nèi)污泥處理處置行業(yè)面臨的各類條件分析，傳統(tǒng)的污泥填埋的處置方式將逐漸被摒棄，而在實現(xiàn)穩(wěn)定化、減量化、無害化的前提下，將污泥資源化利用是污泥處置今后的發(fā)展方向。

結(jié)語

綜上所述，來自于市政污水廠的有機固體廢棄物或者是其他生物質(zhì)殘留將會帶來非常嚴(yán)重的水體以及土地污染，這些有機廢物的長時間堆放將會產(chǎn)生大氣污染物。針對我國各種城市污水處理廠而言，需要持續(xù)完善市政污水廠污泥處理技術(shù)，選取厭氧消化、脫水、污泥濃縮等相對完備的污泥處理工藝，降低市政污水廠產(chǎn)生的污泥量，保證生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：1.青島世創(chuàng)環(huán)境工程有限公司；2.青島景觀市政建筑設(shè)計有限公司；3.青島順合泰環(huán)保技術(shù)有限公司）