城市污水处理厂污泥处理处置技术浅析

　　【内容摘要】：随着城市化进程的不断加快，城市污水处理率的不断提高，污泥所带来的社会问题已日益凸显出来。本文对国内外污泥处理处置技术进行了对比、分析，提出了目前污泥处理处置所面临的主要问题及建议，呼吁政府采取措施对污泥进行安全处置，避免二次污染。
　　【关键词】污泥,处理处置,技术
　　1、污泥处理处置正在成为一个新的社会环境问题
　　随着城市化进程的不断加快，城市污水处理率的不断提高，污水处理设施建设的规模在迅速扩大。截至2009年10月，我国污水处理厂的数量已达到1817座，总处理能力为9958万m3/d，分别是2000年的3.8倍和4.5倍。我国是世界上唯一一个十年内污水处理量翻两番的大国，但固废处理的发展比起污水处理至少要滞后5年！目前我国城镇污水处理厂中每年产生湿污泥2000万吨，污水中有50%的污染物进入污泥。城市污水处理厂污泥是指初沉污泥、剩余污泥、消化污泥及其混合污泥，它是一种成分复杂的特殊固体废物，呈固态和半固态状态，粘稠度大，含水量高决定了处理处置和综合利用具有较大的难度，处理成本高而收益微薄也成为污泥处理市场化、产业化的障碍。湿污泥中含有各种各样的细菌、蛔虫卵、病原菌，还含有Zn、Cd、Pb、Cu、Cr、Hg等重金属，如果不能有效的处理，随意外运或简单填埋堆放，都将使污水处理所削减的污染因子通过污泥而回归环境，引发二次污染，直接危及生态环境和人体健康。据统计，全国有300多座污水处理厂的污泥去向不明，有80%的污泥采用简单填埋或简单堆放处理，造成严重的二次污染。估计今后几年污泥将以10%-15%左右的幅度增长，城市污水处理厂已成为污染大户，这是一个很难让人接受的事实！污水污泥的大量产生和消纳正在成为一个新的社会问题和环境问题，十分严峻地摆在各级政府和公众面前,城市污泥处理处置刻不容缓。
　　2、目前国内外常用的污泥处理处置方法
　　污泥处理与处置的目的主要是实现“四化”，即减量化、稳定化、无害化和资源化,所有技术都是围绕这几方面展开的。
　　2.1厌氧消化
　　厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应，使污泥中的有机物质稳定，减少污泥体积，降低污泥中病原体数量，改善污泥的脱水性能，同时可以产生部分沼气，沼气可作为能源利用。但大多数已建污水处理厂都没有消化系统，即使有，也有大部分因成本及技术问题而运行不正常或者废弃不用成了摆设。
　　2.2、好氧发酵（俗称堆肥）
　　好氧发酵是利用污泥中的微生物进行发酵，加入一定比例的膨松剂和调理剂（如秸秆、稻草、木屑或生活垃圾等），利用微生物群落在潮湿环境下对多种有机物进行氧化分解并转化为稳定性较高的类腐殖质。污泥经堆肥后，一方面其养分形态更有利于植物吸收，另一方面可杀死大部分病原菌和寄生虫卵，达到无害化目的，且呈现疏松、分散、细颗粒状，便于储存、运输和使用。但发酵周期长（二次发酵时间在20天以上），致使占地面积大，另外蚊蝇孽生，污水流淌，不适合大规模工业污泥处置。好氧发酵的成本高于填埋，约为300-350元/吨干泥。
　　2.3填埋
　　填埋是最简便、最直接、最经济的处置方式，也是目前国内污水处理厂普遍采用的方法。但填埋占用大量土地，而且填埋形成的渗滤液会进入地下水层，污染地下水环境。另外，填埋场所因污泥的大量产生而越来越有限，若干年后，恐怕很难再找到适合填埋污泥的场地了。因此填埋作为一种过渡性处置措施，国家将逐步限制和淘汰使用。有条件的地方可建设污泥专用填埋场，通过掺入矿化垃圾、粘土和石灰等对污泥进行改性，填埋场应具有达标验收的渗滤液处理装置和沼气利用系统。
　　2.4干化
　　干化的优点非常明显：可大幅度减少体积（体积可减少4-5倍）；污泥性状大大改善，用途灵活，最终产品可用做肥料、土壤改良剂，也可用于其他工业工艺过程中的燃料；安全、高效,最终产品完全干燥（含固率大于90%），无尘无菌，硬度高。
　　但干燥也存在问题：
　　—对于重金属含量高的污泥，如果用做肥料，会带来土壤污染问题;
　　—污泥中N、P、K的含量比化肥低，并且公众担心其危害，市场需要开发；
　　—运行成本高，投资高，每吨干污泥的干化成本为500-790元。
　　2.5、焚烧
　　在具备经济条件、污泥热值条件和土地资源紧缺的地区可采用污泥焚烧技术。焚烧最终实现完全矿化，大大减少了污泥的体积和重量，杀死一切病原体，是目前最终处置含有毒物质的有机污泥最有效、最彻底的方法。焚烧可考虑直接焚烧和利用工业焚烧炉进行焚烧。直接焚烧的投资及成本都让人望而却步，生产1吨干污泥的焚烧成本为800-1100元。另外，焚烧有尾气超标排放的危险，产生二噁英，所以大众接受程度较低。污泥也可与城镇垃圾混合(在垃圾中混入30%的污泥)燃烧或利用其余热建立污泥干化焚烧装置，如利用火电厂余热建立污泥干化焚烧装置，这样的成本会大大降低。
　　2.6土地利用（不包括农用）
　　污泥中含有丰富的有机物、氮、磷等营养元素以及植物生长所必需的微量元素，有利于土壤特性的改善，增加沙性土壤的保水能力和黏土土壤的透气性，同时达到处置污泥的目的，但使用不当很容易造成二次污染。主要适用于林地、园林绿化、苗圃、林业、垃圾填埋覆盖土和受损土壤的改良和修复等。污泥土地利用前必须经稳定化和无害化处理。
　　2.7、污泥固化/稳定化处理
　　在污泥中掺入一定的固化复合材料，改善污泥的理化性质，稳定其中的污染物，处理后的污泥含水率会大幅下降，可作为覆盖土、回填土等。
　　2.8综合利用
　　污泥综合利用主要是指污泥做建材利用。污泥经稳定无害化处理后，可以以掺混的方式制砖、陶粒、玻璃、水泥制品、生化纤维板，做筑路材料等，是资源化处置污泥的一个重要发展方向。但缺乏实际的工程应用，在我国及西方发达国家大多还处于研究及尝试阶段，技术成熟和推广应用还需要一段时间。
　　在国家环保部最新发布的《污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则》中明确提出：污泥厌氧消化和好氧发酵为最佳可行的污泥处理技术，将土地利用（不包括农用)和干化焚烧作为最佳可行的污泥处置技术。
　　3、建议
　　从以上情况看，我国国内污泥处理处置仍处于探索、尝试阶段，还没有一家成功运作的经验。从全国来看，也只有北京、上海、广州、江苏等经济发达地区对部分污泥进行了堆肥、干化或焚烧。昂贵的投资及运行费用是制约污泥处理处置快速发展的瓶颈，政府必须把污泥处理处置摆上重要议事日程。笔者有以下几点建议：
　　—由政府出资建设专门的污泥干化或焚烧处理厂，集中处理城市污泥。
　　—通过特许经营方式引导社会资金参与污泥无害化、稳定化、资源化的处理处置，政府要建立鼓励和扶持污泥处理处置产业发展的财政、税费优惠政策，以财政补贴、信贷贴息、税费减免等经济杠杆来引导和支持企业从事污泥处理处置和综合利用，既保护环境，又能保障投资者的收益。
　　—加大污泥排放的监管力度，包括控制标准、排放总量、环境影响评估和执法监督等要形成规范的系统管理，致使污泥排放和处理处置有序进行。
　　——污水和污泥是保护环境的综合工程，必须坚持“三同时”的方针，抓好区域内污泥处理配套设施建设。
　　—不管采用哪种处理办法，都是以污泥减容为目的，而且昂贵的投资和运营成本也不是每个地方都能承担得起的，呼吁有关专家探索研究从源头上控制污泥减少的新工艺新技术，即从污泥减量着手，大幅度减少剩余污泥污泥的产生，从而最大限度节约资金。
　　4、结语
　　随着国家对环保事业的重视及公众环保意识的增强，污泥处理及最终处置成了摆在污水处理厂面前的头等大事。污泥问题不解决，污水处理也难以长足发展，节能减排也成了一句空话，更谈不上城市的可持续发展。各级政府应该像重视污水处理一样重视污泥处理，本着因地制宜、技术可行、设备可靠、规模适度的原则，确定最佳的污泥处理处置和综合利用方式，消除污泥二次污染。鼓励和引导污泥处理产业的健康发展，切实解决好污泥污染的防治问题，实现污水处理健康、有序、长足发展。
　　
　　参考文献
　　1、国家环保部，污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则
　　2、孔德玉、李探微，《污水处理厂污泥处置研究》，浙江建筑，2000，（13）：71-72。