污泥綜合處置及資源化利用技術研究

徐 晗，安平凡，宋廣明

（天津環科環境規劃科技發展有限公司，天津 300191）

只要有用水的地方就會產生污泥，污泥影響著當下人們的生活。但是，污泥中的殘留物并不都是污染物，還包括一些營養物質，所以有必要對它進行資源化利用，將其中的有用物質分離出來，用于二次利用，同時消除污染源。

1 國內外污泥處置發展現狀

1.1 國外污泥處置發展現狀

近年來，國外在處理污泥問題上主要采用衛生填埋、焚燒、土地利用等處理方式。諸多國家根據自身實際情況選取合適的污泥處理方式，美國、德國以填埋為主，日本以焚燒為主，但最終都是以減量化、穩定化、無害化和資源化為目的。

1.1.1 衛生填埋

衛生填埋是最傳統的也是最簡單的方式，將污泥中所含泥土埋入土地中，既省時又省財力，還能夠最大程度地保護環境，迄今已發展成為一項比較成熟的污泥處置技術，以投資少、容量大、見效快為優點，在各國得到廣泛應用。德國每年污泥填埋比例大約在80%左右，鑒于對資源環境的保護，有必要將污泥治理上升到法律層面，通過法規規范污泥填埋以促進污泥資源化利用[1]。

1.1.2 污泥焚燒

污泥焚燒法是處理最快速、最徹底的一種方式，它不需要借助任何工具，不需要太多人力，由于污泥中含有大量的有機物，焚燒期間會產生很多有害氣體，如二氧化硫、二氧化碳等，這些氣體就會對大氣造成二次污染，但是該技術在污泥的減量化、無害化、節約土地資源方面效果顯著。這種方式在一些國土面積較小的發達國家應用最多。日本曾經出現污泥燃燒不徹底的環境事件，其釋放的二噁英有毒氣體嚴重影響周邊環境，給人們帶來了巨大的威脅。

1.1.3 海洋傾倒

海洋傾倒法是一種操作簡單而經濟的處理方法。污泥進入水體后，其中的有毒有害物質溶出，會導致海洋環境惡化，對環境造成二次污染。這種方式多用在臨海地區，其算得上一種成功的處理方式，但是也給當地帶來了嚴重的教訓。所以，在進行污泥投海時應妥善處理，不能以犧牲環境為代價。

1.1.4 土地利用

從當下來看，土地利用法是最具備發展前景的一種處理方式，它通過某些特殊的技術將泥土中的有害物質進行凈化，將含有的碳、磷等有機物質提煉出來，變廢為寶，以達到二次利用的目的，提煉出來的有用物質可以用在田間、林間等地，實現資源循環使用，是一種積極有效的綠色處理技術[2]。而污泥堆肥土地利用技術與傳統的土地利用技術具有明顯的不同。污泥中含有大量的植物營養元素以及相對穩定的腐殖質，可經一定處理后施入土壤，改善土壤理化性質、增強土壤生物活性。該方法在英國、美國等國家應用最廣，其大力鼓勵發展土地利用技術，將符合泥質要求的污泥直接或好氧發酵后用于綠化、土地修復等，這是一種全新的污泥資源化利用方式。

1.1.5 污泥建材利用

污泥可以用于制作建筑材料，這與人們的日常生活密切相關。它是最常見的一種污泥二次利用手段，因為污泥中含有大量的礦物元素，與板磚、水泥等的生產材料相同，所以可以直接用污泥替代。以污泥制磚為例，日本這方面技術應用非常成熟。污泥焚燒制磚具有操作簡單、產品可以銷售的優點，因此在日本受到越來越多的關注，在高溫作用下，污泥中的有機物完全轉化，無機物完全熔化，待降溫冷卻即可形成。日本東京很多公共場所的地磚都是由污泥的焚燒灰渣制得的，完全達到了污泥資源化利用的標準。

1.2 國內污泥處置現象

我國污泥污染現象非常嚴重，一直以來都將其作為重點環境問題，但是依然存在重廢水處理、輕污泥處理的傾向。為了彰顯它的重要性，國家提出了《全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》，其中明確指出要將污泥資源化，將其危害降到最低。但是，我國目前仍然存在污泥沒有經任何處置而隨意排放的現象，對土地資源、大氣環境等都造成極大的危害。

當前，我國部分污水處理廠的處理設備不夠先進，污水處理缺乏統一、專業的管理，污泥被有些不良商家使用，如此惡性循環，對人和環境造成巨大的威脅。四種污泥處理方式的成本對比分析如表1所示，從數據上看，污泥治理成本較高，任重而道遠，我國需要借鑒他國先進經驗和技術，探索合適的污泥治理方案[3]。

表1 四種處理方式成本對比

2 污泥綜合處理新技術及資源化利用的新發展

2.1 技術

2.1.1 污泥原位減量技術

污泥原位減量技術是指在不減少污泥產量的基礎上，通過降低污水處理過程中細胞合成量，達到分解的目的。污泥原位減量與污泥減容減量在本質上是有一定區別的，原位減量只是分解，不會對污泥本身造成影響；而污泥減容減量從本意上來看，只是降低污泥含水量，實現縮減污泥的目的。其實，若想降低污泥含水量，可以采取的方式有很多，最常見的就是把污泥暴露在大氣環境中，通過陽光的作用將其中水分蒸發掉，進而提升污泥氧化率，降低含水量，減少污泥產量。但是，這種長時間暴露的方式也會給大氣環境帶來威脅。國內外許多學者專門針對此做了試驗，結合細胞微生物的分解理論，明確了該技術的可行性。

2.1.2 污泥減容減量技術

污泥減容減量，就是減少污泥中的水分同時降低污泥的重量。簡言之，污泥濃縮和脫水沒有重大區別，由于機械脫水期間污泥受到的壓力越大，壓密越大，水分流經的道路就越容易被堵塞，所以傳統的機械脫水技術很難達到完全脫水。為了進一步提高污泥的脫水效果，很多新技術逐漸得到應用，人們也建立了一批示范工程，電滲透、真空等方式都可以讓污泥實現深度脫水。污泥深度脫水是一種效果極佳的污泥脫水工藝，就以電滲透脫水技術為例，它利用物體之間的物理性能，在電場作用下，加上不同物質的酸堿度不同，其中的帶電分子不斷流動，最終將污泥中的水分分解，達到脫水的目的。

2.1.3 污泥干化技術

污泥干化是在污泥脫水后，利用熱能進一步降低污泥含水率的方法，最終能將污泥含水量降到自身質量的10%。近年來，污泥干化技術發展非常迅速。首先利用太陽能、生物能等新能源進行污泥干化，其次利用干化設備對污泥進行烘干，最后是研發污泥干化新技術，如真空脫水技術、生物干化等，讓污泥脫水更加徹底。

2.1.4 污泥厭氧消化技術

厭氧消化技術是一種穩定性極高的處理技術，目前該項技術得到了世界的認可，歐美已經優先對污水處理廠進行改裝，為其配備了專業的厭氧消化裝置。厭氧消化既能達到處理污泥的作用，也能產生沼氣，供應污水處理廠所需的電能，緩和用電壓力。但我國在該技術應用上面臨一些阻礙，如污泥含沙量高、能源物質少，再加上建設成本高，污泥厭氧消化技術一直得不到落實。

近年來，隨著國際技術交流日益頻繁，我國的厭氧消化技術也取得了較大的進展?；谖覈勰嗵卣?，人們進行了一系列改造計劃，為我國污泥處理提供新方向。厭氧消化技術利用生物特性，讓一種物質對另一種物質實施無氧代謝，幫助分解消化污泥中的有機物，最終產出無機物和其他氣體，這是目前最環保、最便捷的一種技術，效果非常好。但是，其成本太高，所以實施難度較大。

2.2 污泥的資源化利用

2.2.1 污泥的土地利用

土地利用是最傳統的一種污泥資源化利用方式，其中的有機物等營養物質能夠提高土壤肥力，改善土壤結構和種植環境，促進農作物生長。盡管污泥的土地利用具有很多優點，但是污泥中含有很多的細菌、重金屬，直接運用會對土地造成嚴重污染，因此在進行農地利用之前，必須對污泥進行無害化處置，確保其中只剩下改善土壤結構的有益成分。

除此之外，污泥能明顯提高植物的葉綠素含量和觀賞價值。我國園林綠化、花卉生產等行業對種植土需求量巨大，給水污泥的成分與土壤接近，將其作為種植土使用，是給水污泥處置的一條出路，具有廣闊的應用前景。污泥還可以代替部分黏土作為水泥廠生產配料，將給水污泥用于水泥生產，是一種經濟可行的污泥處置方式。除此之外，污泥中含有鹽類物質，可以用作吸附材料，起到除磷作用。給水污泥具有比干性污泥更強的吸附效果，人們可以直接使用給水污泥進行濕地填料，在保證除磷效果的前提下有效節省成本。

2.2.2 污泥的能源利用

污泥通過特殊處理可以產生沼氣。人們可以適時調整容器里的厭氧環境，促使微生物與有機物結合，共同完成發酵和降解工作，最后產生沼氣。而沼氣是一種清潔燃料。這樣可以實現污泥的最大化利用，在產生沼氣的同時，還會產生大量有機肥料，既環保又安全[4]。

3 結語

資源化和無害化是我國處理污泥時要始終堅持的標準，合理處置污泥，對污泥實行資源化利用是社會發展的客觀要求。目前，我國污泥資源化利用還存在一些問題，但是只要國家相關政策落實到位，嚴格堅持相關標準，人們就一定可以實現對污泥的資源化利用，進而實現自然資源的循環利用和綜合利用。