城市污泥處理處置技術研究進展

楊裕起

（中冶南方都市環(huán)保工程技術股份有限公司，湖北武漢 430205）

1 我國城市污水污泥處置現(xiàn)狀

1.1 污泥產(chǎn)量大、體量大

由于城市化的快速發(fā)展，導致近年來我國的城市污泥產(chǎn)量大幅增加。據(jù)預測，在2020年，全國城市污泥產(chǎn)量將突破60 000kt/a。由于污泥具有較大危害性，所以，如果沒有對污泥進行科學的后續(xù)處理，則會造成對環(huán)境的二次污染。由此可見，當前的城市污泥問題是我國環(huán)境部門急需重視的。

1.2 污泥處理處置缺乏標準體系

城市污泥如果處理不當會造成對環(huán)境的污染，但是，如果對其進行資源化處理，就可以有效將其轉(zhuǎn)化為可供利用的資源，可見，城市污泥具有雙重屬性。但是，對于污泥的資源化處理需要按照一定的技術標準進行，但是由于我國對污泥處置工作的開展實踐較晚，導致當前我國并未形成關于城市污水污泥處理的標準化體系，對于污泥處理的技術規(guī)范、檢驗檢測標準等還有待進一步完善，這也在一定程度上給我國的城市污泥治理工作帶來了一定制約。

2 污泥棄置處理方法

2.1 填埋法

在我國，填埋法是最常見的污泥處理方式，填埋法可以將污水處理廠污泥以及城市生活垃圾等進行地下掩埋。填埋法的優(yōu)勢在于技術較為簡單，且投資較小，操作方便，是應用最早的污泥處理技術。

但是，對污泥進行填埋處理也具有一定的風險性，由于污泥中含有大量的重金屬，對其進行直接填埋會使重金屬元素在土壤表面累積，會對地表植物造成一定的影響，同時還有可能污染地下水源。此外，污泥中還含有復雜的病原菌，在填埋過污泥的地面種植農(nóng)作物有可能導致病原菌通過植物的吸附作用進行富集，造成作物的安全性受到影響。最后，對污泥進行填埋處理需要占用大面積土地，當前我國城市用地問題日益緊張，填埋法將不利于我國城市化進程的進一步發(fā)展。

2.2 焚燒法

對污泥進行焚燒處理可以有效實現(xiàn)對污泥的無害化處理，同時，產(chǎn)生的焚燒渣還可以進行回收利用制成附屬產(chǎn)品。焚燒法具有處理速度快、處理量大、節(jié)約土地、焚燒后可回收等優(yōu)勢。由于污泥焚燒法可以有效對污泥進行減量化處理，且實現(xiàn)污泥的無害化，所以，當前我國對于焚燒法的應用較為廣泛。焚燒法的應用原理是通過過量供給空氣對污泥進行加熱，并在高溫（850～1 100℃）下氧化、熱解，從而對污泥中的有機物和病原體等物質(zhì)進行徹底破壞。

應用于污泥焚燒的裝置種類較多，當前，豎式多級焚燒爐、轉(zhuǎn)筒式焚燒爐、流化焚燒爐等設備在業(yè)界應用較為廣泛。污泥的焚燒可以分為直接焚燒和干化焚燒兩類，直接焚燒就是借助輔助燃料對污泥進行直接焚燒，未經(jīng)干化處理的污泥含水率較高，在其燃燒過程中會造成較大能量損耗，同時對于燃燒后的尾氣處理工藝和設備相對復雜，且投入成本較大。為了有效降低能耗，當前大部分企業(yè)采用干化焚燒法，其工作原理是先對污泥進行干化處理，將其含水率降到最低后再進行后續(xù)的焚燒作業(yè)。此外，當前焚燒工藝包括單獨焚燒、電廠協(xié)同處置、水泥窯協(xié)同處置等。

2.3 污泥投海

在以往的污泥處理過程中，一些地區(qū)采用污泥投海的處理方法，該方法是將未經(jīng)處理的污泥直接投入海洋，由于該技術未經(jīng)過無害化處理，所以其應用成本較低，且污泥處理容量極大，被沿海城市廣泛應用。但是，未經(jīng)無害化處理的污泥會對海洋生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害，甚至也會對人類的健康造成一定影響，伴隨我國社會環(huán)保意識的不斷提升和相關法律法規(guī)的不斷完善，該技處理方法也逐漸被禁止使用。

3 城市污泥的資源化處理技術

3.1 污泥堆肥技術

污泥堆肥技術原理為，在適當?shù)臈l件下（如水分、通風及C/N 比），微生物利用堆肥物料中易降解的有機物質(zhì)進行新陳代謝和生長繁殖，將原本不穩(wěn)定的污泥結構變成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)，經(jīng)過堆肥技術處理的污泥可以作為肥料應用于農(nóng)田種植及土壤改良工作中。污泥堆肥主要包括厭氧發(fā)酵堆肥工藝、好氧發(fā)酵堆肥工藝及污泥制復混肥等技術。應用堆肥技術對污泥進行處理可以有效實現(xiàn)污泥處理“無害化”、“減量化”和“資源化”為一體的污泥處理工作目標，同時該技術還具有較好的經(jīng)濟效益，其應用潛力巨大。但是該技術也存在一定的弊端，例如，在堆肥過程中會產(chǎn)生大量臭氣對環(huán)境造成二次污染；此外，我國很多地區(qū)對于污泥處理市場的監(jiān)管并不嚴格，有些污泥處理過程中會摻入工業(yè)污水，導致污泥中的重金屬含量增加，這就會對污泥堆肥的品質(zhì)造成較大影響，也影響了污泥堆肥產(chǎn)品后期的使用。

3.2 污泥厭氧消化

通過微生物的厭氧作用可以使污泥中的有機物分解成較為穩(wěn)定的物質(zhì)，對比消化前污泥能大量減容，同時，還可以生成以甲烷為主的沼氣。通過厭氧消化后的污泥殘渣中也含有一定的養(yǎng)分，可以應用于土壤改良，實現(xiàn)污泥的最大化利用。但是受到處理工藝及設備的影響，同時加上我國的污泥泥質(zhì)原因，導致沼氣的產(chǎn)量不高，只有引進國外先進技術設備才能提升沼氣產(chǎn)量，但是這樣增加了污泥處理的運行成本，所以該項技術在我國應用還并不廣泛。

3.3 污泥建材化應用

由于污泥中的部分成分與很多建筑材料的成分較為接近，所以，可以利用污泥中的這些成分進行建筑材料的制作。當前較為常見的污泥制作的建材主要包括：污泥制水泥、污泥制磚、污泥制陶粒等。污泥的建材化制作和應用可以實現(xiàn)污泥的能源化利用，十分符合我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標。但是，由于污泥中的重金屬含量較高，所以，使用污泥制作的水泥和磚塊的強度較低且熔點也比較低，同時，該項技術的運行成本也相對較高，所以該項技術在我國并未得到推廣應用。

3.4 污泥環(huán)保材料利用

污泥中含有大量有機物，將其通過化學改良或是高溫碳化，可以將其制作成一系列環(huán)保材料，例如污泥制活性炭、污泥制可降解塑料等。污泥中的碳含量較大，通過熱解處理和高溫炭化后，可以制得吸附性良好的污泥活性炭，這是一種性能較好的吸附絮凝劑，其可以應用于廢水處理作業(yè)，并可將廢水中的化學需氧量及某些重金屬離子進行有效去除。污泥有大量能夠積累聚羥基脂肪酸的細菌，可以向污泥中添加碳源和無機鹽培養(yǎng)基，制備可降解塑料——聚羥基脂肪酸。該技術既達到實現(xiàn)污泥資源化利用的目標，也可以達到環(huán)保的目的，有很好的市場價值。

4 結束語

綜上所述，隨當前我國社會環(huán)境保護意識的不斷提高，人們對于環(huán)境污染問題也越發(fā)重視。城市污泥作為一種有害物質(zhì)，其處理過程及工藝應得到社會的高度重視。如果采用科學合理的污泥處置技術，則可以實現(xiàn)污泥的無害化和資源化處理，既能減少其對環(huán)境的污染，又能為社會創(chuàng)造一定效益，實現(xiàn)我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標。但是由于我國的污泥處置技術與發(fā)達國家相比還存在一定差距，導致其處理效果還不是十分理想。在今后的工作中，需要相關部門不斷加強對污泥資源化處理技術的研究與應用。在保證環(huán)境質(zhì)量的前提下，努力將其轉(zhuǎn)化為能源供社會使用，真正意義上實現(xiàn)污泥處理的資源化，進而實現(xiàn)污泥處理的生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益間的平衡，促進我國城市化進程的進一步發(fā)展。