高劍平， 黃建峰， 張 梁

（1.漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 漳州 363000；2.漳州市西區(qū)金峰污水處理有限公司，福建 漳州 363000；3.江南大學(xué) 生物工程學(xué)院，江蘇 無錫 214122）

0 引 言

我國污水處理規(guī)模在2010年達(dá)到了12 476萬m3／d，規(guī) 劃 到2015年 將 達(dá) 到20 805萬m3／d［1］。按每處理1萬m3污水產(chǎn)生5～8m3濕污泥（含水率80%左右）的經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算［2］，則到2015年我國因處理污水而產(chǎn)生的濕污泥量將達(dá)到10～16萬m3／d。污泥中含有病原菌、重金屬、持久性有機(jī)污染物等，若隨意處置將造成嚴(yán)重的二次污染。能否成功解決污泥處理處置問題已成為污水處理凈化環(huán)境成功與否的關(guān)鍵因素之一。

中央政府高度重視污泥問題。2010年11月環(huán)境保護(hù)部下發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知》明確要求各地加快污泥處理處置設(shè)施建設(shè)。2011年3月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家發(fā)改委共同編制并發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南》（試行）為我國污泥處理處置提供了技術(shù)與方案的選擇依據(jù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。但一直到2014年，各地污泥處理處置設(shè)施真正投入運(yùn)營的很少，大量污泥仍然是通過“填埋”隨意處置。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，出現(xiàn)這一問題的根源在于各地缺少一個(gè)比較明晰的符合本地區(qū)實(shí)際的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線?；诖?，文中就如何設(shè)計(jì)地區(qū)污泥處理處置技術(shù)路線提出了相應(yīng)原則，并依據(jù)這一原則制定了3條技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上可承受的技術(shù)路線，以期為今后其它地區(qū)制定相應(yīng)技術(shù)路線提供理論參考。

1 設(shè)計(jì)地區(qū)污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線的原則

國內(nèi)已有專家對污泥處理處置技術(shù)路線的選擇提出了思路，如唐建國［3］等提出的“處置決定處理、處理滿足處置、處置方式多樣、處理適當(dāng)集約”這一思路對業(yè)內(nèi)影響較大。然而具體到某一地區(qū)污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線的設(shè)計(jì)時(shí)，這一思路仍顯得較為宏觀。筆者提出，地區(qū)污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線可考慮按照“污水來源決定污泥泥質(zhì)特征、污泥泥質(zhì)特征決定處置方式選擇、處置方式?jīng)Q定處理方式、處理方式應(yīng)可持續(xù)”這一原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.1 污水來源決定污泥泥質(zhì)特征

什么樣的污水決定什么樣的污泥。污水凈化過程實(shí)際上是污染物從污水向污泥的轉(zhuǎn)移過程。一般而言，我國城鎮(zhèn)污水廠污水來源有3種情況：

1）單一城鎮(zhèn)生活污水；

2）工業(yè)廢水；

3）城鎮(zhèn)生活污水和預(yù)處理后的工業(yè)廢水混合。

其對應(yīng)的污泥泥質(zhì)特征見表1。

表1 污水來源與對應(yīng)污泥泥質(zhì)特征

1.2 污泥泥質(zhì)特征決定處置方式選擇

《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南》（試行）明確提出我國污泥3種主要處置方式：土地利用、焚燒及建材利用、填埋。國家鼓勵(lì)優(yōu)先研究土地利用的可行性；當(dāng)不具備土地利用條件時(shí)，可考慮采用焚燒及建材利用；當(dāng)不具備以上兩種處置方式條件時(shí)，可考慮污泥安全填埋［4］。我國城鎮(zhèn)污泥處理處置主要方式見表2。

綜合表1和表2可以看出，若污泥泥質(zhì)表現(xiàn)出污染物含量低、養(yǎng)分含量高的特征，建議考慮采用土地利用處置方式。若污泥泥質(zhì)表現(xiàn)出污染物含量高，則無論養(yǎng)分含量高低，從安全處置角度，建議考慮焚燒后建材利用或安全填埋的處置方式。

1.3 處置方式?jīng)Q定處理方式

在初步確定污泥處置方式之后，就要根據(jù)處置方式進(jìn)行污泥處理工藝路線的選擇。對于采用土地利用處置方式，建議考慮“混合堆肥（好氧發(fā)酵或厭氧消化）＋土地利用”路線；對于采用焚燒處置方式，建議考慮“污泥干化＋焚燒＋灰渣填埋或建材利用”路線；對于采用填埋處置方式，建議考慮“深度脫水＋穩(wěn)定化無害化處理＋深度填埋”路線。

1.4 處理方式應(yīng)可持續(xù)

在按照上述原則確定污泥處理處置技術(shù)路線后，要實(shí)現(xiàn)污泥處理的可持續(xù)，需要注意兩個(gè)方面的問題：

1）處理要適度集約。建議成立專門的污泥處理廠進(jìn)行污泥處理，這樣既有利于降低成本，也有利于政府監(jiān)管。如美國，650座厭氧消化設(shè)施和750座好氧發(fā)酵設(shè)施消納了16 000多座污水處理廠年產(chǎn)污泥的80%［5］。

2）政府監(jiān)管必須到位。這里的監(jiān)管更多的應(yīng)體現(xiàn)在對污水源頭的嚴(yán)格控制（特別是工業(yè)廢水）以及定期的安全評估。

表2 我國城鎮(zhèn)污泥處理處置主要方式

2 漳州城鎮(zhèn)污泥處理處置現(xiàn)狀及存在問題

近年來，隨著漳州市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城鎮(zhèn)污水處理率不斷提高，污泥的數(shù)量也在不斷增長，成分日趨復(fù)雜。2013年，全市13座城鎮(zhèn)污水處理廠只有3座實(shí)現(xiàn)污泥安全處理處置。污泥的不規(guī)范處置已成為該市土壤和水環(huán)境一個(gè)新的環(huán)境污染源，部分抵消了污水處理廠凈化環(huán)境的功效，嚴(yán)重制約了污水處理事業(yè)健康發(fā)展。

目前漳州城市污泥處理處置存在的問題主要體現(xiàn)在以下5個(gè)方面：

1）污泥產(chǎn)量分布不均。污泥集中在幾座興建較早、規(guī)模較大的污水廠，而多數(shù)新建污水處理廠因?yàn)楣芫W(wǎng)配套相對滯后、進(jìn)水污染物濃度較低且水量較少，微生物營養(yǎng)不夠致使污泥產(chǎn)量低甚至不產(chǎn)泥。

2）污泥成分日益復(fù)雜。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)快速發(fā)展特別是工業(yè)化進(jìn)程的加快，進(jìn)入各污水廠處理的污水成分日趨復(fù)雜，其結(jié)果必然導(dǎo)致產(chǎn)生的污泥成分也日趨復(fù)雜，從而提高了污泥后續(xù)處理處置的難度。

3）污泥處理處置簡單化。多數(shù)污水處理廠對產(chǎn)生的污泥只經(jīng)過單一脫水處理后就直接填埋，由于污泥具有含水率高、流動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，大量污泥對垃圾填埋場產(chǎn)生不利影響，一些填埋場開始拒收來自城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥，導(dǎo)致部分城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥隨意堆放，嚴(yán)重影響環(huán)境［6］。

4）污水處理企業(yè)管理不到位，污泥出路問題突出。全市大部分污水處理廠至今尚未建立污泥管理臺(tái)帳和污泥危害化管理的規(guī)章制度。部分產(chǎn)泥量大的污水廠，污泥不能被全部妥善處理處置；少數(shù)污水處理廠設(shè)計(jì)不合理，缺少健全的污泥貯存場地，出現(xiàn)了污泥沒地方去的現(xiàn)象。

5）缺乏政府層面統(tǒng)一管理和規(guī)劃，總體解決思路不明確。地方政府目前仍把重點(diǎn)放在新建污水處理廠以解決城市生活污水污染問題，沒有系統(tǒng)規(guī)劃、建設(shè)相關(guān)污泥集中處理處置設(shè)施［7］。

3 漳州城鎮(zhèn)污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線研究

3.1 單一處理城鎮(zhèn)生活污水產(chǎn)生的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線

漳州地處亞熱帶，農(nóng)業(yè)和食品加工工業(yè)較為發(fā)達(dá)，具有豐富的農(nóng)業(yè)廢棄物資源。因此，對于單一處理城鎮(zhèn)生活污水而產(chǎn)生的污泥，可以考慮將污泥處理與農(nóng)業(yè)廢棄物資源綜合利用結(jié)合起來，堆肥后進(jìn)行土地利用的處置方式。理由如下：

1）經(jīng)檢測分析，單一處理城鎮(zhèn)生活污水產(chǎn)生的污泥不僅含有豐富的有機(jī)質(zhì)及氮、磷、鉀等植物生長需要的養(yǎng)分，而且污染物含量很低，適合作為堆肥原料，見表3。

表3 漳州部分城鎮(zhèn)污水廠污泥污染物及養(yǎng)分含量

2）農(nóng)業(yè)廢棄物（如菌菇渣）不僅含有豐富的粗纖維、粗脂肪、粗灰分等營養(yǎng)物質(zhì)，而且數(shù)量龐大、價(jià)格低廉，適宜作為堆肥輔料［8］。

3）漳州建設(shè)“田園都市、生態(tài)之城”，無論是城市綠化還是沿海沙化土地的改良，都可大量吸納堆肥產(chǎn)品。

圖1 漳州單一處理城鎮(zhèn)生活污水產(chǎn)生的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線圖

4）從經(jīng)濟(jì)效益角度看，若制成有機(jī)肥銷售，則目前污泥處理后可產(chǎn)生約150元／t凈效益；若制成土壤修復(fù)原料，則目前污泥處理后也可產(chǎn)生約50元／t凈效益，市場前景廣闊。

基于以上分析，結(jié)合各地污泥堆肥處理后進(jìn)行土地利用相關(guān)實(shí)例，提出漳州單一處理城鎮(zhèn)生活污水產(chǎn)生的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線，如圖1所示。

從圖1可以看出，該技術(shù)路線能順利實(shí)施的關(guān)鍵點(diǎn)有3個(gè)：

1）要保證污水來源為單一城鎮(zhèn)生活污水，為此政府必須強(qiáng)化源頭控制與管理，嚴(yán)格杜絕有毒有害工業(yè)廢水進(jìn)入；

2）堆肥工藝技術(shù)要成熟，確保堆成的熟肥符合要求；

3）后續(xù)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控要到位，確保不因污泥土地利用造成新的環(huán)境問題。

同時(shí)，鑒于漳州部分縣區(qū)新建的城鎮(zhèn)污水廠存在管網(wǎng)建設(shè)滯后、污水來源不足導(dǎo)致污泥產(chǎn)量少等問題，可以考慮污泥處理適度集約。如沿海臨近的東山、詔安、漳浦三縣城鎮(zhèn)污水廠污泥可集中統(tǒng)一堆肥處理，堆成熟肥用于沿海沙化土地的土壤改良及綠化用肥。

3.2 處理工業(yè)廢水產(chǎn)生的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線

工業(yè)廢水排入市政污水管網(wǎng)前必須按規(guī)定進(jìn)行廠內(nèi)預(yù)處理，使有毒有害物質(zhì)達(dá)到國家、地方或行業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)。不同工業(yè)產(chǎn)生的廢水成分差別很大，其廠內(nèi)預(yù)處理產(chǎn)生的污泥如何處理處置需具體情況具體分析。就漳州而言，食品工業(yè)企業(yè)廢水處理后產(chǎn)生的污泥可考慮進(jìn)行土地利用處置，其它行業(yè)如造紙、印染、電鍍等企業(yè)廢水處理后產(chǎn)生的污泥只能考慮焚燒后進(jìn)行建材利用或者填埋。其具體可持續(xù)處理處置技術(shù)路線如圖2所示。

圖2 漳州處理工業(yè)廢水產(chǎn)生的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線圖

從圖2可以看出，該技術(shù)路線能順利實(shí)施的關(guān)鍵點(diǎn)有二：一是污泥泥質(zhì)分析時(shí)要特別對污染物含量進(jìn)行全面檢測，嚴(yán)格控制土地利用處置方式；二是對于污泥焚燒，從節(jié)約能耗角度，應(yīng)考慮就近充分利用工業(yè)窯爐或集約處理。如港尾開發(fā)區(qū)、臺(tái)商投資區(qū)的工業(yè)污泥可就近運(yùn)至華陽電廠進(jìn)行焚燒處理；其它縣區(qū)可一縣建一座工業(yè)污泥焚燒設(shè)施，集中處理本區(qū)工業(yè)污泥。

從經(jīng)濟(jì)角度看，按目前技術(shù)水平每焚燒處置1t污泥成本大約為260～280元，這筆支出應(yīng)由產(chǎn)生污泥的企業(yè)承擔(dān)。

3.3 處理城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水混合產(chǎn)生的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線

漳州各工業(yè)區(qū)配套污水廠污水來源一般為工業(yè)區(qū)生活污水以及經(jīng)過預(yù)處理的工業(yè)廢水，如漳州西區(qū)污水處理廠主要處理金峰開發(fā)區(qū)生活污水和工業(yè)廢水。對于處置這一類型污水產(chǎn)生的污泥，應(yīng)采用立足審慎土地利用、輔以焚燒填埋的方式。其具體可持續(xù)處理處置技術(shù)路線如圖3所示。

圖3 漳州處理城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水混合產(chǎn)生的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線圖

從圖3可以看出，該技術(shù)路線能順利實(shí)施的關(guān)鍵點(diǎn)有二：一是工業(yè)廢水必須在廠內(nèi)預(yù)處理達(dá)標(biāo)后才能排入市政管網(wǎng)，政府必須加強(qiáng)監(jiān)管和懲處力度；二是因?yàn)轭A(yù)處理后的工業(yè)廢水多少還含有一些污染物，為穩(wěn)妥起見，采用土地利用方式處置時(shí)只能用于土壤改良及林用，不進(jìn)行農(nóng)用，并進(jìn)行嚴(yán)格事后的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測。同時(shí)，對于偷排未達(dá)標(biāo)工業(yè)廢水進(jìn)入管網(wǎng)的企業(yè)，應(yīng)承擔(dān)該批次污泥處理焚燒填埋處置的全部費(fèi)用。

4 結(jié) 語

隨著生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)程的加快，未來十年將是污泥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的黃金時(shí)期。各地區(qū)制定符合本地實(shí)際的技術(shù)路線將有利于該產(chǎn)業(yè)更好、更快的發(fā)展。文中提出的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線設(shè)計(jì)原則以及按照這一原則設(shè)計(jì)的3條漳州城鎮(zhèn)污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線可為其它地區(qū)相應(yīng)技術(shù)路線的制定提供理論參考。

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