城市剩余污泥處理處置技術與途徑研究

續釗

摘? ?要：隨著城鎮化的不斷發展，城市污水處理問題面臨巨大挑戰，尤其是城市剩余污泥的產量急劇增加，如何使城市剩余污泥得到有效的處置與處理成為研究熱點。按照污泥處理“無害化、減量化、資源化”的原則，本文介紹了城市剩余污泥的含義與特性，以及我國城市剩余污泥處理處置技術，指出城市剩余污泥資源化利用的趨勢。

關鍵詞：污泥處理;剩余污泥;資源化

當前，城市發展進程加快，新建和擴建許多污水處理廠來滿足生活需要，隨著日益增加的污水處理量和更高標準的污水處理率，污水處理的水平顯著提高。活性污泥法作為目前應用廣泛的處理技術，同時產生了大量的剩余污泥，而剩余污泥的處置與處理就成為污水處理必須考慮的問題，衛生填埋、焚燒、土地利用、好氧堆肥等污泥處理處置技術，從不同的角度對剩余污泥的處理提供了方法與途徑，同樣為污泥的資源化利用指明了方向。

1? ? 城市剩余污泥

1.1? 污泥的含義

城市剩余污泥是在污水處理過程中，采用活性污泥法產生的混合態廢棄物，通過曝氣池、二沉池等多次循環過程最終形成，產生污泥數量巨大，每年增加較快，含水率較高、有機物含量豐富，含有大量的氮磷元素等營養物，并且有重金屬元素以及各種致病菌和病原微生物，時常有刺鼻惡臭氣味，化學性質極不穩定。

1.2? 污泥的分類

根據污泥產生來源可以分為3類，主要包括工業污泥、生活污泥、河道污泥。以上污泥類型都是固液混合態，主要以菌膠團組成。當前剩余污泥的處理主要針對生活污水處理產生的污泥，通過生物技術方法使難以自然沉降的物質得到處置，同時結合微生物的代謝分解使其化學性質逐漸趨于穩定。

1.3? 污泥的特性

1.3.1? 含水率高，脫水性能差

剩余污泥的產生主要是在污水處理過程中不斷產生的，是一種由固體、半固體、液體等多種形態組成的混合態物質，由于其組分的復雜性和多樣性導致其本身的含水率很高，各種類型的水分組成不同。通常情況是污泥中70%左右的是自由水，成游離狀態，后期可以通過濃縮脫水去除掉;剩余30%的都是胞內水和結合水，一般物理機械的方法比如壓濾、離心等很難將其去除掉，更多的需要通過添加絮凝劑、生物分離、熱處理等方法，并且脫水效果也不太理想。

1.3.2? 顆粒細，密度小，極易腐化

生活污水經過初篩、厭氧消化、好氧分解、再沉淀等過程最后出水，在這些污水處理過程中各種物質不斷地被分解氧化，通過沉淀的方式形成大量的剩余污泥，這些污泥經過一系列的反應后普遍存在顆粒細，密度小等特征，后期處理有較多困難，同時，由于在處理過程中存在分解不徹底，反應不充分等現象，導致產生的污泥化學性質不穩定，隨時會發生腐化現象。

1.3.3? 重金屬污染存在致病菌和病原菌，對人體健康有危害

重金屬物質通過吸附沉淀和生物富集等途徑進入到剩余污泥當中，當前在我國的剩余污泥中重金屬含量較高，主要來自于工業廢水和生活污水等方面，比如鉻、鎘、銅、鋅等元素，這些重金屬性質穩定，極易通過污泥累計進入到食物鏈中，進而對人類健康產生危險。另一方面，污泥中還有較多的治病菌和病原微生物，具有一定的傳染性和致病性，如果處理處置不當，同樣會引起致病菌和病原微生物大量的繁殖，產生和傳染疾病。

1.3.4? 有機物污染，氮磷元素含量高

剩余污泥中含有豐富的有機物，容易造成污染，還會存在有毒有害物質，如多氯聯苯、多環芳烴等，尤其是一些不易降解的物質，對人體危害大。同時，污泥中氮磷元素含量高，可以通過一些生物處理方式將其中的氮磷元素充分利用，為固體廢棄物污染資源化利用提供了方向。

2? ? 污泥處理處置技術

污泥處理處置是污水處理過程中的重要組成部分，通過不同的處置處理方式最終實現污泥的減量化、無害化、資源化的目標。在污泥處置處理過程中，由于受到環境、經濟、法律等多方面因素的影響，每個國家和地區都要自己的處置方式和標準，與之適應社會經濟的發展。我國經過多年的探索和實踐，結合國情和實際情況等方面，目前采用較多的處置方式主要有衛生填埋、污泥焚燒、土地利用、好氧堆肥等。

2.1? 衛生填埋

污泥衛生填埋技術出現時間較早，是早期污泥處理的主要手段之一，經過多年的發展和應用，處置技術已經相當成熟。衛生填埋主要是通過前期的選址，并對場地進行必要的防護和封閉處理，防止污泥在填埋的過程中發生二次污染，通過堆置和填埋，使污泥天然降解穩定的處置方法。這種方法特點是對場地要求較低、成本廉價、應用方便、整個流程和操作簡單，同樣也存在一些問題，污泥中的病原微生物和致病菌以及重金屬元素很容易通過滲透污染土壤和地下水，進而對人體健康造成危害，而且未經處理的污泥沒有經過穩定化和無害化處理，易腐化發臭，對當地的生態環境造成更大危害。

2.2? 污泥焚燒

污泥焚燒是目前污泥處置處理中最徹底的方法，通過高溫燃燒直接使污泥中的有機物全部碳化，并殺死其中的病原微生物和致病菌，可達到污泥減量化、無害化、穩定化的目標。目前污泥焚燒主要有直接焚燒和干化焚燒兩種方式。

污泥的直接焚燒就是直接將含水率很高的濕物料再添加一些助燃劑直接進行焚燒的過程。由于污泥含水率高，在焚燒過程中會消耗大量的熱能，后續排放的尾氣處理面臨較多問題，操作復雜;干化焚燒是現將污泥干化后再進行焚燒的，建設投資和運行資本都要遠遠小于直接焚燒。目前，我國污泥處理中直接焚燒的應用要多于干化焚燒，尤其是在一些電廠分布較多的地區。

污泥焚燒過程中由于存在一定比例的有機物質，會產生如二噁英、二氧化硫等有毒氣體，對當地周邊居民和大氣環境造成污染，需要增加有毒氣體處理的流程和工藝來優化污泥焚燒這種處置處理方式。現階段我國污泥處理的能力有限，污泥的增加量較快，直接焚燒的方式是最徹底、經濟便捷的方法。

2.3? 土地利用

在現代經濟社會發展中，如何實現固體廢物的資源化利用已經成為研究的熱點。剩余污泥里面含有豐富的有機物和大量的氮磷元素，以及植物生長所必須的一些微量元素，對于改良土壤，提高土壤肥力，促進植物生長都有非常重要的意義，可以作為緩效肥料來使用，效果非常理想。剩余污泥的土地利用已經在農田、林地、園林綠化等方面進行應用和推廣，已基本實現固體廢物資源化利用的目標。

在農田利用方面，剩余污泥對農田的理化性狀有改良作用，通過微生物的新陳代謝可以使農田的空隙增多，增加通氣性和含水率，生物間的物理化學反應對農田的酸堿性有緩沖作用，另外，對于豐富土壤的微生物數量和類型有重要作用，大大提高了細菌和放線菌的數量和比例，土壤代謝強度提高;在林地利用方面，由于遠離城市和人口聚集區，不會對食物鏈造成影響，可以將剩余污泥用于造林和成林施肥，森林環境中由于林地荒山缺乏養料，從而可以使剩余污泥的N、P等營養元素得到充分釋放和利用;在園林綠化和花卉種植方面，剩余污泥同樣可以作為生物肥料來使用，既遠離人類生物鏈，也可以消化部分剩余污泥，減少化學肥料的使用。

2.4? 好氧堆肥

污泥好氧堆肥是目前資源化處理有機固體廢棄物最有效的途徑之一。剩余污泥與木屑、秸稈等物質混合攪拌，在堆肥車間進行堆置，保持好溫度、濕度，通過鼓風設備不斷向堆肥內沖入氧氣，保證微生物的新陳代謝能夠保持較高的活性，使其有機物能夠得到充分分解和反應，經過一段時間后形成性質穩定、對農作物無毒害的堆肥產品。而且被堆肥處理后的污泥通過高溫發酵可以殺死病原菌和致病菌，達到無害化和穩定化的目的。

好氧堆肥過程中要充分把握好通風量、C/N等因素，通過控制通風量和調節C/N使整個發酵過程能夠得到充分反應，后期堆肥產品的腐熟度就比較高，性質穩定。同時要優化工藝，在預處理階段和設備方面下功夫，控制好運行成本和環境污染因素，多方面來提高好氧堆肥的過程，保證堆置效果。由于污泥發酵工藝占地面積大，存在重金屬污染等因素，好氧堆肥的一些問題還需要不斷研究，處置處理方式要不斷完善和改進。

高溫好氧堆肥所產生的堆肥產品通過檢測穩定度和腐熟度等指標和簡單處理可以作為生物肥料來使用，在農田利用方面有較好的推廣和示范作用，建立和完善產業的指標體系，進行合理有效的評價，保證其堆肥產品安全施用，可以更好地將污泥資源化利用的途徑拓展好。

3? ? 結語

城市剩余污泥的處理一直以來都是城市污水處理的重要組成，從目前來看城市剩余污泥產量巨大，增長速度極快，如何實現剩余污泥的無害化、穩定化、資源化已經成為亟需解決的問題。衛生填埋技術應用最早，深度脫水后操作方便易處理，同樣會產生重金屬污染和致病菌微生物傳染;污泥焚燒可以使剩余污泥分解最徹底，效率較高，可能會產生有毒氣體，造成二次污染;土地利用可以使污泥作為生物肥料，充分利用有機物和氮磷營養元素，就近消化污泥;高溫好氧堆肥可以產生堆肥產品，通過建立標準體系和處理實現污泥的有效利用，一些關鍵技術仍需要不斷完善。

城市剩余污泥的處理處置已成為環境綜合治理工作中的新難點、新挑戰。污泥產量在未來的幾年中還將有大量增長，但是，國內污泥處置水平很低，各地區要結合自身的實際情況盡快找到符合經濟社會發展的處理處置方式，充分發揮各種處置方式的優點，不斷突破新難點，解決新問題，真正按照污泥的減量化、無害化、資源化利用的原則將可持續發展的觀念落實好，解決好。

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