試論城鎮污水處理廠污泥處置與資源化利用

劉麗

摘? 要：當a今社會，城鎮化進程的大幅度推進，產業集成化、規模化的發展特征與城市居民生產、生活要求的逐步上升，使得城鎮需要處理的污水量不斷上漲。對污水處理階段的衍生物污泥進行無害化、環保性、資源化轉化，已經成為現階段城鎮提升污泥處理整體效率、保證城鎮健康生活環境的關鍵所在。在此基礎上，文章從當前污泥資源化處理的原則與技術標準出發，對幾種污泥處置創新技術進行系統的介紹。

關鍵詞：原位減量;干化技術;土地利用

中圖分類號：X703? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）26-0077-02

Abstract： In today's society， due to the substantial promotion of the process of urbanization， the integrated and large-scale development of industry， and the gradual rise of the requirements of urban residents for production and living， the amount of sewage that cities and towns need to deal with is increasing. The harmless， environment-friendly and resource-saving transformation of derivative sludge in sewage treatment stage has become the key to improving the overall efficiency of sludge treatment and ensure a healthy living environment in cities and towns at the present stage. Thus， based on the current principles and technical standards of sludge resource treatment， this paper systematically introduces several innovative technologies of sludge disposal.

Keywords： in situ reduction; drying technology; land use

污泥屬于污水處理階段產生的具有污染性質的物質，成分包含有機物、氮磷鉀等物質，成分較為復雜。現階段，由于城鎮用水量的增加，對污泥的處理也成為污染治理的重要工作任務，需要政府相關部門予以重視。

1 當前階段在城鎮全面落實污泥處置工作的指導原則與技術選擇

1.1 污泥處置的指導原則

在城鎮范圍內開展污泥處置，將污泥轉化為利用資源，是現階段實現資源再利用、維護城鎮居住環境的重要工作。為進一步保證污泥處置工作的規范性與效率性，在日常污泥處置過程中，應該以安全、環保、綠色、可持續原則為指導，保證污泥處置工作的安全性，因地制宜，選擇兼具經濟性與環保性的技術手段。安全、環保工作原則作為污泥管理工作的基本原則，同時，也是技術應用的主要要求。在具體的污泥處置方案制定過程中，相關部門應充分考慮資金成本、技術手段、資源配置以及污泥數量等，按照階段性的處置特點，制定長效規劃目標、階段性處置任務以及應急性預案。除此之外，城鎮環境的保護與廢棄資源的二次開發還需要多部門協調，通過污泥處理規范管理與全方位監管，防止居民隨意生產、棄置污泥。在進行技術選擇時，要立足于城鎮發展、規劃、建設整體目標，在確定污泥處置模式的基礎上，具體選擇處理技術應用。通常情況下，城鎮在物理處理方面會優先選擇應用較為廣泛、效果顯著的技術方案，在經過試點、工程示范、生產性應用與評估后，投入使用。

1.2 污泥處置的應用技術標準

城鎮開展污泥處置工作的目標在于通過減量化、資源化、無害化處理，實現保護城鎮發展環境、打造綠色文明城市的目的。經過減量化、無害化處理的污泥對環境的污染程度與范圍都被限制。污泥的資源化處理通過對污泥中組成元素有選擇的利用，對資源進行二次開發。具體來講，在進行資源化污泥處置工作時，要結合泥質特征、技術方案、經濟成本、環境條件等因素，發達城市以資源化處置為主，欠發達地區以無害化、減量化處置為階段性目標。鼓勵處于不同經濟水平的城鎮區域因地制宜、因時制宜，進行土地、建材、熱能等綜合污泥資源化利用，將不符合利用條件的污泥進行填埋處理。在土地利用方面，當所處地區的污泥經由處理后檢驗其是否滿足土地資源的利用標準，確定質量合格后，先采用厭氧處理降低原位產量，或者通過好氧發酵對污泥中的有機物、氮磷鉀等物質進行利用。在對污泥進行填埋的處置時，以石灰穩定手段對污泥進行處理或選擇在污泥中添加粉煤灰。污泥如果符合建筑材料的利用標準，需要使用焚燒、干化技術，改變污泥的性質。現階段，在具體的污泥處理指導時，鼓勵大型、中型城鎮進行污泥焚燒或建材利用為目標，進行資源化處置;中型城鎮、郊區等地，選擇厭氧減量與土地利用綜合的技術應用路線;小型城鎮選擇好氧發酵與土地利用綜合的模式進行污泥處置。

2 污泥資源化利用的具體模式

（1）土地資源利用。污泥經由處理后進行土地利用是目前城鎮對污泥進行資源轉化的主要路徑，具體的利用方式包括農用、土地改良以及綠化建設等。污泥中含有氮磷等營養物質與有機質，通過土地利用對污泥資源進行處理，是無害化、環保性處理原則的具體體現。在實踐處理過程中，應按照污泥的泥質特征來劃分，如滿足園林綠化建設標準時，將其合理用于城鎮綠化建設;如果泥質滿足土地改良的使用標準，在鹽堿地、廢氣礦場等貧瘠土地的改良上可以大范圍的應用。在農田應用的過程中，應該嚴格控制污泥的質量檢測，禁止不合格的處理污泥在耕地上使用。與此同時，在農田、園林、草地等地使用處理后的污泥時，不僅需要對泥質進行檢查，還需要對環境條件與農作物的成長條件進行分析，確定風險評估滿足使用標準后，進行示范應用。（2）建材資源利用。污泥處置在建材方面的資源化利用主要包括：添加劑、磚塊以及輕質骨料等。當泥質滿足建筑制磚要求時，可以直接用于加工磚塊;如果滿足水泥添加劑的制作與使用標準時，可以當作水泥熟料制作的原料。在建材加工的過程中，應該嚴格規范污泥處理流程，避免出現建筑使用二次污染問題。（3）熱能資源利用（污泥焚燒）。污泥的熱能利用是通過焚燒處理從而產生相應的資源，焚燒的方式包括單獨焚燒、混合焚燒、鍋爐焚燒以及電廠焚燒等。在污泥的焚燒處理前，城鎮相關部門應該對本地區的垃圾焚燒、熱電生產等窯爐使用情況進行綜合調查，協調現有的窯爐進行焚燒處理，降低焚燒處理的成本。當污泥符合單獨焚燒要求，并選擇單獨焚燒的方式時，可以與干化處理綜合應用，提升熱能實際利用效率。除此之外，焚燒后產生的污泥灰渣經檢測合格后可以用于建材，不合格灰渣應及時進行填埋處理。如灰渣與飛灰檢測出危險物質超標，則應按照危險廢棄物的標準進行處理。（4）填埋處置。填埋處理屬于無害化污泥處理模式，如果污泥不適用以上三種處理方式，應選擇填埋手段進行無害處理。填埋的具體方式包括單獨、混合以及特殊填埋三種。在填埋前，為確保污泥不會出現二次污染，應進行穩定化加工，利用石灰、粉煤灰、陳化垃圾等物質改變污泥性質，檢測泥質符合填埋標準后，進行處理。

3 污泥資源化利用的創新技術

3.1 原位減量處置技術

原位減量的技術應用原理為：降低細胞合成總量，提升微生物的代謝、呼吸能力，從而推進污泥中微生物的實際分解速率，降低污泥的數量、提升污泥處置效率。因此，相較于減容減量污泥處理技術有著較大的區別，前者主要是通過降低污泥中的水分子含量來減少污泥數量。傳統污泥處理需要長時間的曝氣，需要在曝氣池放置較長的時間，提升微生物氧化率，但該種方法對場地有一定的要求，且處理時間較長。近幾年，城鎮污泥生產量大幅度增加，污泥的處置效率與成本控制成為影響城鎮環境的關鍵內容。國內外相關專家與學者以溶胞-隱性生長以及解偶聯代謝、內源代謝與維持代謝、生物捕食等理論為基礎，深入研究原位污泥減量相關技術，使污泥運用該種處置技術可以降低21%～87%的數量。在減量技術廣泛應用的基礎上，對研究成果進行整合，推動成熟污泥處置工作模式的升級、改進、調整與優化，可以在保證原有污泥處置技術應用效果的同時，提升污泥處置的實踐效率。以解偶聯代謝技術為例，污泥處理經過好氧、沉淀、厭氧三個階段，在污泥回流時經過厭氧池，可以使好氧微生物處于好氧段的ATP由于底物缺乏在厭氧段被大量消耗，阻礙細胞合成，從而控制污泥產量。此外，原位減量的創新技術還包括嵌入式旁路處置技術以及以微生物代謝原理為基礎的水蚯蚓原位消解技術等。

3.2 減容減量污泥處置技術

污泥減容的目的就是降低污泥含水率、減小污泥體積，實現污泥最基本的減量化。在減容過程中污泥的生物固體量幾乎沒有改變。傳統的污泥減容減量技術包含了污泥濃縮和污泥脫水兩個過程。濃縮是減縮污泥間隙水，脫水是減縮污泥毛細水和表面附著水。在技術原理上，污泥濃縮和脫水沒有重大突破，主要方法包括重力濃縮、機械濃縮、離心脫水、帶式脫水和板框壓濾脫水等，裝備也已經國產化。為了進一步提高污泥的脫水效果，近年來電滲透、射流、真空等有別于傳統機械脫水的新技術逐漸得到應用，也建立了一批示范工程，泥餅的含水率可達到60%以下，被稱為深度脫水。

3.3 脫水干化處置技術

對污泥進行干化處置的技術是現階段應用范圍較廣的技術手段，首先對污泥進行脫水處理，降低原有污泥中的實際含水量，減輕污泥重量。通常經過干化處理的污泥含水率最少為10%，最多為40%。由于干化反應屬于能量支出，能耗費用相對于其他技術手段低，運維成本資源配置高效，因此具備極高的研究、應用價值。當前階段，干化處置手段的技術應用主要包括三個方面：以太陽能、生物能為核心新能源技術;對原有的干化設備進行升級，提升干化效率的技術手段;創新技術研究，包括生物、水熱、真空脫水以及超聲波等干化技術。以水熱干化新技術為例，將污泥放置在密閉容器中，進行加熱處理，當溫度與壓力達到技術標準后，對污泥內部的結構進行破壞，增強脫水性能，在壓濾脫水處理后得到含水量較低的泥餅。

3.4 焚燒處置技術

污泥焚燒屬于減量化應用技術中最為徹底的處置手段，通過焚燒處理后的污泥體積大幅度縮減，經由焚燒后產生惰性灰渣，是污泥建材資源化的主要原材料，貫徹了污泥處理的環保性、無害化以及資源化的整體利用目標。與此同時，焚燒污泥階段會產生熱力能源，在濕污泥脫水處理利用熱力能源，實現了能源的循環、持續利用，屬于污泥處置項目中的主流技術手段。現階段，污泥干化、焚燒綜合規劃方案的應用存在規模大、技術應用流程復雜、需要較高的成本支持以及運行維護技術難度大等方面的問題，無法實現大范圍推廣的目標。針對該種情況，政府相關部門應立足于污泥處理資源規劃、技術特征與實際管理情況，對現有的煤爐進行合理利用，協同焚燒，保證污泥處理的工作效率。

4 結束語

傳統污泥處理的方式是對其進行無害化、減量化處理，技術成本與污泥處理效率達不到城鎮環境管理需求。為進一步提升污泥循環利用效率，實現資源二次開發的目的，使污泥產生與利用之間形成良性循環，需要城鎮環境管理部門從經濟成本、社會效益、技術特征層面出發，合理選擇污泥資源化處理的技術方案，創新污泥處理的觀念，不斷引進先進的處置技術，為城市環境的優化建設奠定基礎。

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