城市污泥的處置方法和資源化利用

張萌

（伊犁師范大學，新疆 伊犁 835000）

隨著城市化進程的加快，城市污水廠的處理效率提高，導致污泥產量顯著增加，到2010年底，全國城鎮污水處理量有343億m3，每年產出的脫水污泥接近2200萬t，其中有80%未得到處理[1]。污泥是污水處理過程中產生的沉淀物質，成分極其復雜，富含有機質及氮、磷、鉀等對植物生長發育有益的營養元素，同時還含有有毒有害有機物、有毒有害重金屬和細菌菌體[2-3]。若任意排放或堆放，不但對地下水、土壤等造成嚴重的二次污染，還造成了資源的浪費。

近年來，國家越來越重視環保，如何將成分復雜的城市污泥進行安全處置和資源化利用是世界各國關注的主要環境問題之一。如果能將污泥的處理處置和資源化利用結合起來，不僅可以變廢為寶，物盡其用，而且還可以提高環境效益和社會經濟效益，因此固體廢物資源化利用具有重要的實際意義[4]。

1 城市污泥的傳統處置方法

1.1 土地填埋

目前使用最為廣泛的污泥土地處置方法就是土地填埋。該方法可以分為兩大類：一是在專門處理污水污泥的填埋場進行填埋處置；二是在城市固體廢棄物填埋廠中與生活垃圾一起填埋處置[5]。污泥的土地填埋是從傳統的堆放和填地處置發展起來的，這些傳統方法不僅占地面積大，而且污泥中的有毒有害物質會通過雨水的沖刷和滲透作用進入地下水污染水源，還有可能會產生一些臭氣（甲烷、氨氣和硫化氫）污染大氣環境。這些氣體如果處理不當，可能會引發燃燒和爆炸，具有較大的安全隱患[6]。衛生填埋的優點是安全可靠且價格低廉，更重要的是管理方便，它不同于傳統的堆和填，因此目前世界上有很多國家都優先選用這種方法來處置污泥。

1.2 焚燒法

焚燒技術是目前世界各國公認的最具實用價值的污泥處理技術之一，該技術在歐洲、美國、日本等發達國家國家日益成熟，成為除土地填埋之外一個重要的處理手段[7]。我國對垃圾焚燒的研究起步較晚，尤其是對城市污泥焚燒廠的基礎研究較少。根據污泥脫水后是否干化將污泥焚燒法分為污泥脫水直接焚燒和污泥脫水、干化再焚燒這兩類方法，目前應用較多的是第二類方法，它相對第一類方法來說能耗低，更經濟。

污泥焚燒法的優點在于能快速的實現污泥減量化，消除有害病原菌，破壞有毒有害物質并回收熱能，還可以從廢氣中獲得剩余能量，用來發電[8]。但是焚燒容易造成二次污染，特別是燃燒溫度低于1100℃時，劇毒的二噁英化合物不易熱解，對環境的危害極大[9]，而且投資和運行管理費用也較高。

1.3 投海法

污泥投海法主要是被沿海地區的國家或者在入?？诟浇牡貐^所利用，該方法主要是利用海洋的環境容量，把把生污泥、消化污泥、脫水泥餅或焚燒灰渣投入深?；蚴翘詈Ｔ斓豙10]。為了確保海水的稀釋與自凈作用實現，實施污泥投海工程前，必須選擇離海岸10km以外，水深25m左右的投海區。但是污泥投海法是將陸地污泥投入海洋，會造成嚴重的海洋污染，甚至破壞海洋生態系統，因此，許多國家已經嚴禁使用本法處置污泥。

1.4 土地利用

污泥土地利用主要包括農田利用、林地利用、園林綠化利用等，它是一種積極、有效而安全的污泥處置方式[11]。污泥中含有豐富的N、P、K等營養元素還有一些有機物，為了充分利用這些養分，可以將處理過的污泥直接用于農田，優化土壤結構，增加土壤肥力，還能使板結的土壤得到改善，達到促進植物的生長的目的。污泥的土地利用不但改善了土壤環境，又實現了污泥的回收利用，是污泥處理中最經濟實用的方法。但是我們也要關注到污泥中可能存在病原菌、寄生蟲，Cu、Cr、Hg等重金屬以及多氯聯苯、二噁英、放射性核素等難降解的有毒有害物質，所以污泥的無害化處理是進行土地利用的前提，從而避免污泥中的這些有毒有害物質對大氣、水體和土壤造成二次污染[12]。

2 城市污泥的資源化利用

2.1 污泥堆肥后農用

污泥堆肥化主要是依靠自然界廣泛分布的細菌、放線菌和真菌等微生物的分解作用處理污泥的技術，這一微生物過程就是人為地促進可生物降解的有機物向穩定的腐殖質轉化，最后實現污泥的無害化、穩定化和資源化[13]。土壤的物理、化學和生物性質的改善可以通過堆肥來實現，堆肥還能提高施入土壤的化肥肥效，使土壤環境保持適于農作物生長的最佳狀態。污泥堆肥后的有機質和氮、磷、鉀等營養元素以及肥力明顯高于家禽糞等農家肥，將污泥堆肥后用于農業，既能改土壤的理化性質得以改善，又能使有機肥源增加，使化肥污染減少，最終使農產品的產量和質量大大提高，更大程度上實現了農業的資源化利用。污泥農用將是未來我國城市污泥重點考慮的處置方式。

污泥堆肥化能降低運行成本和投資費用，并產生高效益，具有很大的發展潛力，也是國內外污水處理廠常用的污泥處理方法。據統計，美國有超過50%的污泥都采用污泥堆肥的方式處理[14]。

2.2 制備新型材料

利用城市污泥制備一些新型材料也是污泥的資源化利用方式[18]。在高溫條件下，可以將污泥改性后制備吸附劑，用來吸附水中的重金屬離子和有機污染物，研究表明，利用氯化鋅作為城市污泥的活化劑制備的吸附劑對水中的Cu2+吸附效果較好，將污泥與楊木屑共熱解焦制活性炭可以很好的吸附水中的苯酚[19-20]。還可以利用城市污泥為原材料制備可降解塑料，該塑料在土壤微生物及酶的共同作用下可以降解，因此具有較好的發展前景。

3 結論與展望

城市污泥既是污染物又是一種資源，污泥的處理、處置與資源化利用相結合才是其最好的出路。城市污泥的成分復雜且數量日益增多，但只要選擇合適的處理處置方法，就能最大程度實現污泥減量化和無害化。在污泥資源化技術選擇上，需根據各地實際情況選擇合適的方案，經無害化處理的污泥作為一種有價值的資源，不但可以堆肥后農用，還可以制備建材原料和新型材料，從社會環境和經濟效益考慮，具有很好的發展前景。