城市污水處理廠污泥處置方式探討

任 韻

(貴州楚天環(huán)保有限公司，貴州 貴陽 550081）

目前，城市污水處理殘余物中，污泥的產(chǎn)量極大地增加，合理處置污泥，使其達(dá)到無害化并被循環(huán)利用已成為各國普遍關(guān)注的問題。本文通過介紹國內(nèi)外污水處理廠污泥處置的現(xiàn)狀及問題，就各類污泥處置方式及優(yōu)缺點開展系統(tǒng)論述，并為今后污泥的科學(xué)化處置建言獻(xiàn)策。

1 污泥產(chǎn)生及處置現(xiàn)狀

污泥是一類由無機顆粒、細(xì)菌體及有機殘片等組成的非均質(zhì)體，其難以通過沉降的方式完全實現(xiàn)固液態(tài)分離。污泥的成分復(fù)雜，由各類微生物所形成的菌膠團(tuán)及其附屬的無機物、有機物構(gòu)成。作為一類集合體，污泥除水分含量較大外，還含有難降解的重金屬、鹽類、有機物、寄生蟲卵及病原體微生物等。伴隨社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，城市數(shù)量不斷增加，城市規(guī)模不斷擴大，城市污水產(chǎn)生量和處理量都在不斷上升，從而污泥產(chǎn)量也快速增多。這些污泥如若未經(jīng)嚴(yán)格處理，對于環(huán)境的破壞及土地的占用的危害和影響是十分顯著的。

污泥處置所要遵循的基本原則是“無害化、平穩(wěn)化、資源化及減量化”，處置時力求污泥內(nèi)的毒害物達(dá)到無害化要求，均不會給自然環(huán)境和人類健康構(gòu)成危害。傳統(tǒng)意義上，污泥處置常采用焚燒、填海及填埋的方式，這三種處置方式能夠較好的將污泥與人類環(huán)境分隔，或直接改變污泥中物質(zhì)形狀，有較好的處理效果。然而，這幾種方法卻不能利用到污泥的剩余價值。

查閱文獻(xiàn)可知，以土地利用、填埋及堆肥的方式處置污泥的城市污水處理廠的比例是14∶10∶1，在受調(diào)查的40個城市72家污水處理廠中，90%左右的污泥用于農(nóng)家肥；我國城市污水處理廠中，不經(jīng)任何處理而農(nóng)用的污泥比例超過60%；在設(shè)置消化池的污水處理廠中，消化之后的污泥也僅略微脫水便農(nóng)用，并未開展必要的無害處理，上述做法都不合乎污泥農(nóng)用的衛(wèi)生要求。相較于發(fā)達(dá)國家，我國污泥處置的無害化程度與之有較大差距。此外，我國某些區(qū)域的城市污水廠污泥采用露天堆放的辦法，無疑會造成周邊垃圾增多，生態(tài)環(huán)境破壞等隱患，而污泥處置結(jié)果未必理想。因此，迫切需要加大技術(shù)研發(fā)力度，對污泥處理方法進(jìn)行革新。目前具有一定發(fā)展前景的污泥處置技術(shù)方向主要有：污泥堆肥處理后制作陶粒，或發(fā)電焚燒脫水后制作免燒磚等；發(fā)酵污泥后提取生物蛋白；大規(guī)模就地固化；焚燒、好氧發(fā)酵處置等新能源污泥處置技術(shù)。

2 污泥處置方式

2.1 土地利用

由于污泥內(nèi)含有異常眾多的氮、磷、鉀等有機營養(yǎng)元素，其有機物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常在60%～70%左右，含量超過農(nóng)家肥，因此，也是園林綠化、土壤改良的理想材料。然而，污泥內(nèi)含有較多的寄生蟲、病原菌，還包含鋁、銅、汞、砷等重金屬及放射性元素等毒害物質(zhì)，如若不經(jīng)處置便利用，將危害水體及土壤的正常環(huán)境。近些年來，有機污染物，尤其是降解困難的大分子有機化合物受到廣泛關(guān)注。所以，污泥在土地利用之前需著力解決三類問題：第一，污泥內(nèi)的病原體、病毒等物質(zhì)的消毒殺滅；第二，降低氮、磷元素含量，以免造成地下水破壞；第三，降低污泥內(nèi)的重金屬含量，避免農(nóng)作物及土壤的二次污染。

2.2 污泥堆肥

堆肥技術(shù)是運用污泥內(nèi)的好氧微生物開展好氧發(fā)酵的過程，將污泥按一定比例與各類添加劑混合，在好氧的條件下將有機物發(fā)酵成腐殖質(zhì)。

污泥的堆肥，最早運用條垛式發(fā)酵模式，并每間隔一段時間充氣以輸送氧氣、疏通氣體，該技術(shù)工藝簡便易操作。然而，由于周期較長，占地面積偏大，極易出現(xiàn)臭氣，所以工藝遭廢棄。上世紀(jì)80年代以來，歐美、日韓等國家陸續(xù)研制出封閉式發(fā)酵系統(tǒng)，采用機械的方法進(jìn)料、排料和通風(fēng)，盡管所需裝備的成本高昂，但周期短，自動化水平高，處置后的污泥性能穩(wěn)定，污泥的日處置量大，利用率高，此外，還能盡早排放臭氣，經(jīng)濟效益較可觀。

2.3 污泥焚燒

長期以來，西方發(fā)達(dá)國家焚燒污泥的比例相當(dāng)高。根據(jù)焚燒流程主要劃分為兩種具體方法：一類是脫水污泥先干化處理后再焚燒；另一類是脫水污泥直接焚燒。焚燒處置方式具有較顯著的優(yōu)勢，即處理徹底，形成無臭、無菌的無極殘余物，可快速達(dá)到減量化和無害化的目的，但因操作復(fù)雜、能源及裝備等方面要求較高，尚未滿足推廣條件。此外，污泥中含有豐富的有機物質(zhì)，焚燒時極易產(chǎn)生新有害物質(zhì)，如鹽酸及二氧化硫等有害氣體會對大氣環(huán)境產(chǎn)生二次破壞。焚燒后殘存的污泥灰及重金屬煙霧同樣屬于污染物，若未采取穩(wěn)妥的方案完成灰燼的處置也會造成二次污染。上述缺陷阻礙了該方法的推廣，通常因其余方式受到環(huán)境等要素制約時才會選用該方法。

2.4 干化

污泥干化主要通過熱及壓力達(dá)到污泥內(nèi)膠凝結(jié)構(gòu)的破壞目的，并對污泥開展滅菌消毒工作。干化污泥有助于污泥的減容，提高其平穩(wěn)性，殺滅病原微生物，消除臭味。經(jīng)干化處理后的污泥用途很廣泛，可代替能源充當(dāng)土壤改良劑和農(nóng)業(yè)肥料等。污泥的干化又劃分為直接干化與間接干化。直接干化的不足之處在于能量消耗偏多，例如，生產(chǎn)1噸含水率10%的干污泥，需消耗1噸以上原煤，增加了處置成本，并可能對周邊環(huán)境造成影響。該處置方式難以控制加熱氣溫，易毀掉污泥內(nèi)的有機組分。污泥的間接干化以盤式干燥為主，能源投入較低，效率較高，污泥有機物質(zhì)不易損毀。該方式的占地面積較小、自動化程度較高、企業(yè)化操作簡便。在西方國家，熱干化已成為一類主流、環(huán)保的污泥處置方式，并以間接干化為主。

2.5 工業(yè)利用

污泥可直接充當(dāng)建材的原料，也可制作保溫材料。經(jīng)燒結(jié)后的污泥產(chǎn)物可制造土木建筑工程的原材料或相應(yīng)制品。污泥工業(yè)利用的處置方式具體有制造路基材料、制成陶?；蛩嗵砑恿系?。在工業(yè)利用的全過程中，要時刻注意，防止產(chǎn)生污泥的二次污染。

2.6 填埋

污泥的填埋最早始于上世紀(jì)60年代，填埋的操作流程相對簡易，成本低廉，適用條件較強。污泥與其他固體廢物一起填埋會產(chǎn)生下列問題：填埋場壓實機械作業(yè)較困難；填埋場的衛(wèi)生情形堪憂；污泥水分含量高，滲濾液屬濃度較高的有機污水，需收集處置以避免二次污染。

據(jù)調(diào)查，美國采用填埋處理污泥的比例正持續(xù)降低，并有約5000個填埋場被迫關(guān)停。不難發(fā)現(xiàn)，填埋并未徹底解決污泥的環(huán)境問題，僅在一定意義上拖延了環(huán)境破壞的進(jìn)度。如今，我國也有不少大中城市禁止污泥進(jìn)入填埋場。

3 污泥處置的相關(guān)法律、法規(guī)及政策

為著力增強城市污水處理廠的污泥處置水平，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，依據(jù)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》及《中華人民共和國固體廢物污染防治法》等法律規(guī)定，制定了《城市污水處理廠污泥處置土地改良泥質(zhì)》(CJ/T 291)、《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB4284）、《城市污水處理廠污泥處置混合填埋泥質(zhì)》(CJ/T249)、《城市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)施設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ27)等多部法規(guī)，對污泥處置的新方式及控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了明確的規(guī)定。

4 結(jié)論與建議

結(jié)合現(xiàn)有污泥處置方式、法律法規(guī)及地方區(qū)域環(huán)境特性，我國今后在污泥處置中，要明確政府、企業(yè)及各機構(gòu)部門的職能，發(fā)揮政府的行政效能，對城市污水處理廠的污泥處置給予必要的技術(shù)指導(dǎo)及行政監(jiān)管，形成多部門齊抓共管的聯(lián)動機制，加大行政機構(gòu)的環(huán)境監(jiān)管執(zhí)法力度。市政部門要增強環(huán)保意識，積極研發(fā)新技術(shù)、新方式，使污泥得以妥善處置。

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