孟凡松

（廣東省建筑設(shè)計研究院　廣東　廣州　510010）

污水處理廠污泥處理與處置策略分析

孟凡松

（廣東省建筑設(shè)計研究院廣東廣州510010）

隨著國家對于水污染的重視，國內(nèi)各地區(qū)正逐步加強污水處理廠及配套管網(wǎng)設(shè)施的建設(shè)，相應(yīng)的污水處理廠產(chǎn)生的污泥量也逐漸增大。筆者根據(jù)污泥本身的特性，分析了國內(nèi)外污泥處理處置方法，提出了現(xiàn)階段各地可行的污泥處理處置策略。

污水處理廠；污泥；處理與處置

1　污泥處理與處置的背景與目的

在污水處理廠處理污水的同時，將產(chǎn)生大量的污泥，包括沉砂池、初沉池以及二沉池污泥。污泥處理、處置的投資和運行費較高，且處置不當(dāng)，會造成二次污染，污泥處理、處置已成為世界難題。

污泥具有不穩(wěn)定、有惡臭、含水量高、易腐爛、來源和成分較復(fù)雜等特點。它聚集了處理過程中難以消解的重金屬等污染物。同時還包含大量的有毒有害物質(zhì)（二嗯英）、致癌物質(zhì)、難降解的有機物（多氯聯(lián)苯等）、寄生蟲卵、病原微生物、細(xì)菌及其他一些無法預(yù)見的有害物質(zhì)，若不進行妥善的處理，將會直接導(dǎo)致對大氣環(huán)境和水資源的二次污染，將會對生態(tài)環(huán)境和人類的日常生活構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。

圖1　隨意丟棄與堆放的污泥圖

同時污泥中也含有大量可以利用的物質(zhì)，如有機質(zhì)、氮、磷、鉀等資源可為農(nóng)作物生長提供不可缺少的營養(yǎng)物；污泥本身還可作為低熱值的燃料；污泥中易腐化發(fā)臭的有機物可分解產(chǎn)生腐殖質(zhì)，起到改良土壤、避免板結(jié)的作用。隨著我國城市化進程的推進，污水處理廠正在大規(guī)模興建，但同時，較少有城市重視污泥的處理與處置，許多污泥的去向均缺乏記錄，存在潛在的污染隱患。近年來，污泥的處置問題才逐漸引起政府與人們的關(guān)注。

污泥的處理與處置目的就在于通過經(jīng)濟合理的方式方法對污水處理廠所產(chǎn)生的污泥進行減量消納，以避免污泥隨意堆放、丟棄造成的環(huán)境污染。本文通過對國內(nèi)外常用的污泥處理處置方法的探討，在現(xiàn)階段的經(jīng)濟和政策背景下，對污泥的處理處置提出可行的解決策略與方法。

2　污泥常用處置方法

2.1填埋（如圖2）

這種處置方法簡單易行、投資少，應(yīng)用也較為廣泛。但是根據(jù)《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008），填埋物含水率需低于30％。而現(xiàn)在國內(nèi)出廠污泥含水率一般為80％，污泥與生活垃圾一并填埋往往給填埋操作帶來困難，導(dǎo)致填埋工藝如推平、壓實、覆蓋很難進行，并且污泥填埋引入的水分也增大了填埋場滲濾液產(chǎn)量，導(dǎo)致滲濾液處理成本增加，所以一般填埋場均不允許污泥進入填埋場填埋。另一方面，如今因土地資源日趨緊張，填埋場的興建也日趨受限，污泥填埋處理也面臨場地的問題。

圖2　污泥填埋圖

2.2焚燒

圖3　污泥焚燒圖

焚燒對于污泥的減量化成效明顯，污泥經(jīng)焚燒后有機物等可燃成分充分燃燒，完全炭化，成為穩(wěn)定的灰渣，可作為建材材料等，同時焚燒也可用于發(fā)電或者供熱。污泥的焚燒又分為單獨焚燒以及與生活垃圾一并焚燒兩種方式，均需要污泥充分干化（往往需要污泥含水率低于40％）。因此污泥采用焚燒處理的前提是需對現(xiàn)階段的污泥濃縮-脫水工藝進行改良，增加熱干化等深度脫水工藝，大道焚燒廠焚燒要求。因此，相對投資成本較大，同時干化過程以及焚燒廠的煙氣、臭氣需要加強管理與控制。

2.3堆肥

圖4　堆肥圖

堆肥是在一定條件下通過微生物的作用，使有機物不斷被降解和穩(wěn)定，并生產(chǎn)出一種適宜于土地利用的過程。一般分為好氧堆肥和厭氧堆肥兩種方式。好氧堆肥，顧名思義，是在有氧條件下的有機物分解過程，產(chǎn)物為二氧化碳、水和熱。厭氧堆肥則是在厭氧條件下的有機物分解過程，產(chǎn)物為甲烷、二氧化碳及部分小分子中間產(chǎn)物。一般用于污泥堆肥的是好氧堆肥，如北京龐各莊污泥堆肥廠。污泥堆肥后的產(chǎn)品可作為肥料出售，以補貼處理成本，但堆肥受限于溫度變化以及市場行情，其處理效果以及銷路往往并不穩(wěn)定。

2.4土地利用

圖5　污泥土地利用圖

污泥的土地利用是一種資源化的、化害為利、最有發(fā)展?jié)摿Φ奶幹梅绞健Ｎ勰嗪胸S富的氮、磷資源，作為營養(yǎng)物質(zhì)應(yīng)用于園林、農(nóng)田等也實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。目前土地利用的方式在發(fā)達國家應(yīng)用較廣，如歐盟27國污泥農(nóng)用比例達到39％，北美達到近60％。但我國因受限于重金屬元素超標(biāo)以及管理缺位，污泥的土地利用受到較大限制。

2.5建筑材料利用

污泥中含有20～30％的無機物，經(jīng)焚燒后，灰渣中主要含有硅、鋁、鐵、鈣等化合物，是普通硅酸鹽水泥成分，可用作水泥添加料和制輕質(zhì)骨料等：將濕污泥與黏土摻混后，可直接用于燒制紅磚，既節(jié)約了黏土和水的用量，也實現(xiàn)了污泥的無害化處置。目前，污泥在建筑材料方面可以用來制磚、燒制輕質(zhì)陶粒、生態(tài)水泥等。除上述建材利用以外，還有研究報道：污泥被高分子聚合物吸收水分后，在添入固化劑后污泥可用來造沙以及制纖維板、生產(chǎn)融熔微晶玻璃以及鋪路等，可見污泥的建筑材料利用有著良好的發(fā)展前景。

2.6其他

污泥的成分最主要的是微生物菌體，尤其是剩余污泥，蛋白質(zhì)、糖類的含量比較豐富。因此如果用以厭氧消化、低溫?zé)峤獾裙に嚕瑒t可用以生產(chǎn)沼氣、油類等燃料。通過對污泥細(xì)菌蛋白的利用，可制作蛋白塑料、膠合纖維等材料。但目前這些方面的利用大多停留在科學(xué)研究層面，受限于成本以及技術(shù)的成熟度，還需要一定的時間才能真正用于污泥的大規(guī)模處理。

3　推薦污泥處理處置策略

鑒于目前國內(nèi)的污泥產(chǎn)生、管理及處置情況，本文就此提出現(xiàn)階段可行的污泥處理處置策略。

3.1污泥焚燒

污泥處理設(shè)施作為厭惡性市政設(shè)施，其選址受到很大限制，往往因居民的強烈反對導(dǎo)致落地困難。同樣，國內(nèi)生活垃圾焚燒發(fā)電廠也遇到落地的困難。目前，因受限于垃圾填埋場容積有限，土地資源緊張，各地正全面推進垃圾焚燒發(fā)電廠的建設(shè)。從可行性角度考慮，污泥處理處置若與生活垃圾一并焚燒處理，則省去了污泥處理設(shè)施選址的困難，在現(xiàn)階段，結(jié)合各地垃圾焚燒廠的建設(shè)，推進污泥的焚燒處置，應(yīng)是現(xiàn)階段我國垃圾處理處置較為可行的策略。

結(jié)合垃圾焚燒對于含水率的要求，應(yīng)要求污水處理廠將污泥含水率控制在40％以內(nèi)。目前國內(nèi)濃縮-機械脫水的工藝基本只能將污泥含水率控制在80％。因此需要引入目前較為成熟的熱干化工藝，熱干化的燃料盡量取用污水處理廠厭氧段以及污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣能源，以降低成本。含水率40％的污泥已成為固態(tài)，也便于運輸，由運輸車運往垃圾焚燒發(fā)電廠與生活垃圾一并焚燒處理。

3.2污泥堆肥及土地利用

目前這種污泥處置方法在發(fā)達國家尤其是土地資源較為豐富的美國、北歐等國家應(yīng)用較為廣泛。污泥本身作為一種生物質(zhì)固體廢棄物，若用作肥料、營養(yǎng)土等回歸園林、農(nóng)場，從生態(tài)循環(huán)尤其是氮、磷循環(huán)角度是非常有意義的。但國內(nèi)因監(jiān)管缺位，園林、農(nóng)場普遍對于污泥土地利用較為抵觸，且污泥堆肥及土地利用的前提是重金屬應(yīng)達標(biāo)，我國一些工業(yè)廢水比重大的污水處理廠生產(chǎn)的污泥難以達標(biāo)。因此污泥堆肥以及土地利用應(yīng)是我國污泥遠期處置的重要方法，但前提是完善污泥的重金屬指標(biāo)檢測以及對污泥生產(chǎn)、運輸、處置的全過程監(jiān)管，防止污泥的堆肥及土地利用成為污泥隨意丟棄、堆放的方便之門。

3.3污泥的建材利用

污泥含有豐富碳元素以及無機物資源，目前國內(nèi)已經(jīng)有部分水泥廠采用污泥作為原材料的一部分。但污泥本身含水率高，以污泥作為生產(chǎn)原料首先應(yīng)降低污泥含水率。因水泥廠等生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定的預(yù)熱，可用作污泥熱干化的熱源。因此污水處理廠可將出廠污泥含水率控制在80％，有條件的地方可采用隔膜板框壓濾機等將污泥含水率控制在60％，之后運輸至水泥廠，利用水泥廠的余熱對污泥進行熱干化，達到水泥生產(chǎn)所需的含水率。污泥的建材利用是一種資源化利用措施，在國內(nèi)已有一定程度的利用，各地污水處理廠應(yīng)積極聯(lián)系有關(guān)生產(chǎn)企業(yè)，實現(xiàn)污泥資源的有效利用，但需要加強對污泥熱干化過程的環(huán)境尤其是廢氣管理。

3.4污泥填埋

前已敘及，污泥本身含水率高的特點非常不適合進行填埋處理。建議填埋作為污泥焚燒處理的后續(xù)以及應(yīng)急環(huán)節(jié)。用以污泥焚燒后廢渣的處置以及作為焚燒處理的應(yīng)急及備用方法。國內(nèi)應(yīng)盡量降低污泥填埋的比例，珍惜有限的土地資源。

4　結(jié)論與建議

總之，在目前國內(nèi)污泥生產(chǎn)、運輸、處置以及管理情況下，各地應(yīng)優(yōu)先考慮污泥的焚燒與建材利用，實現(xiàn)污泥的資源化處置。尤其是現(xiàn)階段污泥產(chǎn)量大的地區(qū)，結(jié)合生活垃圾焚燒廠的建設(shè)實現(xiàn)污泥的焚燒處置，將是現(xiàn)階段較為可行的污泥處理處置方案。此外，在國內(nèi)相關(guān)管理機制完善之后，污泥堆肥及土地利用應(yīng)逐漸成為污泥處理處置的重要方法。

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1673-0038（2015）04-0036-02

2015-1-8

孟凡松（1989-），男，碩士，主要從事給排水規(guī)劃設(shè)計工作。