於霞YU Xia；張玲ZHANG Ling；候佳艾HOU Jia-ai；孟思聰MENG Si-cong；江剛JIANG Gang

（①浙江福星環(huán)境發(fā)展有限公司，臺州 318000；②臺州市經(jīng)濟建設(shè)規(guī)劃院有限公司，臺州 318000；③維爾利環(huán)?？萍技瘓F股份有限公司，常州 213000）

0 引言

近年來，隨著人口、經(jīng)濟的增長，城鎮(zhèn)污水廠的規(guī)模不斷擴大和完善，隨之而來市政污泥的產(chǎn)生量也與日俱增，未處理的污泥是環(huán)境的一大威脅，如何得到合理處置日益重要。市政污水處理產(chǎn)生的污泥中包含了有機物、重金屬、寄生蟲卵及致病菌等成分極其復雜。如不能徹底控制和有效處理將對生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成嚴重威脅，同時也影響著城鎮(zhèn)社會經(jīng)濟的發(fā)展節(jié)奏。就目前的處置情況來看，由于收集成本高、處置能力有限、處置方式傳統(tǒng)，在處理污水的同時如何有效安全地處理市政污泥亟需引起重視，是迫在眉睫和必須解決的難題。本文通過分析某地區(qū)實際情況，就現(xiàn)階段市政污泥的處置現(xiàn)狀和存在問題進行了研究探討，并提出了相應(yīng)的對策和建議。

1 市政污泥處置現(xiàn)狀

1.1 市政污泥的性狀

市政污泥是城鎮(zhèn)生活污水廠在處理過程中產(chǎn)生的沉積物，不同城市不同來源污水處理廠產(chǎn)出的市政污泥性狀不同。我們對某市4 個大型城市污水廠的市政污泥進行了采樣檢測，其中2 座是純生活污水處理，另外2 座是生活污水和部分工業(yè)污水混合處理，主要檢測指標包括含水率、pH 值、有機質(zhì)含量以及鎘、砷、鉻、鉛、銅、鋅等重金屬指標。通過檢測結(jié)果分析，該區(qū)域的市政污泥有以下幾個特性：

①含水率高。市政污泥各組分的水在去除階段的蒸發(fā)效率不同，脫水難度大，從二沉池出來的污泥含水率為97～99%，污水廠普遍采用濃縮、機械脫水的方式處理后外運處置，檢測的四個市政污泥樣品含水率均在80%左右。

②有機質(zhì)高。采集的樣品中，市政污泥有機質(zhì)含量高（60～80%），已達到發(fā)達國家水平，這與近幾年雨污分流、截污納管、污水零直排等治水行動密切相關(guān)，污水廠進水濃度達到設(shè)計值，市政污泥有機質(zhì)含量高。

③重金屬問題。重金屬含量的問題在城市污泥產(chǎn)生之初就一直是存在，一直持續(xù)至今，本次檢測的4 個樣品中，2 個純生活污水處理的污水廠污泥重金屬含量遠低于污泥園林利用的污染物限值[1]。另外2 個污水廠有電鍍企業(yè)的廢水排入，污泥重金屬輕微超標，主要超標金屬為鎳和銅，但超標倍數(shù)不高，約0.3～0.5 倍?？v觀全市在運營的30座城市污水廠，其中有化工、電鍍和制革等涉重金屬污染物排放企業(yè)的污水廠占有8 座，污泥產(chǎn)生量占比約43%，這部分污泥可能存在重金屬超標問題。

1.2 市政污泥處置存在的問題與原因

1.2.1 運輸困難，市政污泥實際處置率不高

市政污泥外運一般有兩種方式，一種是脫水處理后外運，一種是帶水收集外運，但無論哪種方式，價格成本都較高。據(jù)調(diào)查，目前各污水處理廠通過機械脫水設(shè)備，將市政污泥含水率降至80%再外運，但若要將含水率80%的市政污泥再脫水至60%，其脫水成本要增加將近兩倍，同時市政污泥越多脫水成本越高，故大部分污水處理廠會選擇直接將含水率為80%的市政污泥外運處置。而直接收集含水率為80%的市政污泥，在運輸過程中要求密閉、不漏水，對運輸車輛要求高，其運輸成本也相對較高。這導致許多污水廠不愿意及時外運，污泥處理廠也不會主動收。

1.2.2 堆積增加，未外運的市政污泥增加凈水成本和風險

以某地區(qū)的污水廠為例，其污水廠每天處理8 萬噸左右污水，執(zhí)行一級A 排放標準，日均產(chǎn)泥量應(yīng)為40～50噸，但實際外運量只有25 噸；另一個污水處理廠每天處理4.5 萬噸左右污水，執(zhí)行準IV 排放標準，日均產(chǎn)泥量應(yīng)為50 噸，實際外運量只有20 噸。經(jīng)調(diào)研，該地區(qū)得市區(qū)目前每天實際污水處理能力為16.85 萬噸，日均產(chǎn)泥量應(yīng)在180 噸左右，而實際外運處理量約為100 噸。未外運的市政污泥繼續(xù)堆積在污水處理池中，污水廠延長排泥周期，表面上減少了污泥產(chǎn)量，實際上大量污泥堆積超負荷運行，會導致活性污泥中的大量微生物活性降低，甚至中毒死亡。為提高微生物活性，就要增加處理藥劑的使用量，如此污水處理成本就要增加。經(jīng)測算，處理6 萬噸污水大概需要多投入2000 元左右的藥劑量，再者，污泥長時間堆積也使污水處理風險升級，預計可能會增加20～50%的翻泥概率，一旦翻泥，整套污水處理系統(tǒng)將崩潰停止運行甚至報廢。污水處理廠需要增加近30～50%的處理成本以妥善處理掉這些污泥，是一筆極大的支出。

1.2.3 市政污泥最終處置方式欠缺多元化

①污泥填埋逐漸收緊。由于成本相對較低且相對便捷，以往各污水處理廠在選擇污泥處理方式上最先考慮就是將污泥運至專門填埋場進行填埋。但由于容易造成二次污染，已不符合當前環(huán)保要求。目前，填埋場均已拒絕污泥入場填埋，污泥處理規(guī)模上已經(jīng)縮水，污泥填埋處理的方式將漸漸消失。

②傳統(tǒng)摻燒處置率低。經(jīng)調(diào)研，以某地區(qū)為例，目前采取的處置方式主要是將生活垃圾與污泥運至垃圾焚燒廠摻雜焚燒，但該方式污泥的實際處置效率僅能達到62%。為了提高處置率，垃圾焚燒廠提標改造預將其中一個流化床技術(shù)的鍋爐專用于污泥焚燒，但是專門的設(shè)備處理污泥其處理成本就達近480 元/噸，大大高于230 元/噸的傳統(tǒng)摻燒成本。

③資源化利用率不高。實現(xiàn)資源化利用是市政污泥處置應(yīng)優(yōu)先選擇的方式。經(jīng)調(diào)研，某地區(qū)的實際污泥處理量中只有34%的市政污泥通過資源化利用進行處理，資源化利用率不高。究其原因，由市政污泥制成的磚破損大且成品率較低，故制磚的生產(chǎn)成本相對于普通的磚塊高，與普通產(chǎn)品相比沒有價格優(yōu)勢；產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定影響產(chǎn)品銷路，污泥制磚前景不穩(wěn)定。

1.2.4 市政污泥處置的政策法規(guī)不夠完善

目前有關(guān)市政污泥處置的多項相關(guān)規(guī)范和政策也有部分出臺，但多數(shù)為幾項技術(shù)性指導文件[2]。目前已制定和頒布了如《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南》、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)指南》等市政污泥的農(nóng)用/林地用/園林綠化/土地改良等系列泥質(zhì)標準及或污染防治規(guī)范性技術(shù)指導[3，4]。這些標準規(guī)范及指導文件主要偏重對市政污泥處置技術(shù)性或環(huán)境風險的預防，僅提出了對重金屬限值的量化，或前端預處理和后端處置環(huán)節(jié)的風險控制上的定性要求。但目前由于對污泥處置缺乏統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)調(diào)和監(jiān)管，處置后的市政污泥資源化利用進入土壤仍處于混亂和比較敏感的階段，市政污泥處置還未全面列入城市規(guī)劃中。

2 國內(nèi)外市政污泥處置發(fā)展趨勢

國外市政污泥處理處置方面的經(jīng)驗和技術(shù)十分豐富，值得我們根據(jù)實際情況適當?shù)慕梃b。根據(jù)資料查詢，美國市政污泥的最終處置方式中60%為農(nóng)用，17%和20%通過填埋和焚燒的方式進行處置，僅剩的3%用于生態(tài)修復；在歐盟，市政污泥的最終處置方式中，農(nóng)用的占比為50%以上，填埋和焚燒的占比分別為20%和22%焚燒，隨著填埋方式逐漸受到限制和禁止，焚燒量沒有發(fā)生改變，土地利用量逐漸提高[5]；在發(fā)達國家，市政污泥通過堆肥資源化土地利用的比例在不斷提高，但從技術(shù)文件、市場應(yīng)用、重金屬、臭氣等問題方面依然存在一定的限制。同時市政污泥能源化的途徑如焚燒、碳化、厭氧消化等處置方式也有一定的占比，但由于這些方式處置相對比較復雜且需要輔助手段加以脫水、提純所含有的如沼氣、可燃碳等能源機質(zhì)，在成本方面會相對提高。

在我國，重水輕泥的意識和技術(shù)經(jīng)濟的制約，影響著我國污泥處理處置的起步，當前我國的污泥處置設(shè)施已基本實現(xiàn)減量化處置，對于無害化和資源化的路徑還需要繼續(xù)探索。傳統(tǒng)城市污水廠的污泥未經(jīng)過前期的處理直接進入農(nóng)田使用，有效成分無法得到最大化利用，因污泥成分復雜，土地鹽堿化、農(nóng)作物的燒苗和病蟲害等問題也因此加重；簡單直接的填埋的方式占地面積大周期長，且污泥中的有害物質(zhì)會不同程度地污染地下水環(huán)境，易帶來二次污染；在我國市政污泥通過厭氧消化的處理方式普及率過低，據(jù)統(tǒng)計普及率僅為3%[6]；污泥干化協(xié)同焚燒可以規(guī)模化處置污泥和節(jié)約大量的土地，隨著國產(chǎn)化污泥干化系統(tǒng)設(shè)備的增加，通過這種方式處置市政污泥的方式也不斷增多，同時焚燒后的飛灰可作為新型建材用于制磚、制陶粒等，污泥協(xié)同焚燒成為污泥熱處理的重要發(fā)展方向。

我們對某市的市政污泥實際處置情況進行了調(diào)研見表1，根據(jù)實際數(shù)據(jù)調(diào)研來看，目前該市市政污泥的主要處置方式有制磚、垃圾摻燒以及污泥填埋。目前市政污泥的實際處置率只有約45.9%，最終處置方式分布為：19%填埋，46%焚燒和34%建材利用，已基本實現(xiàn)了污泥減容，但還沒有真正實現(xiàn)穩(wěn)定化處置和無害資源化利用。

表1 某市市政污泥處理處置設(shè)施設(shè)計及實際處置狀況

3 污泥處置技術(shù)

目前污泥處置的方式多種多樣，包括衛(wèi)生填埋、干化焚燒、堆肥、土地利用及建材利用等，各種處置方式的優(yōu)缺點及經(jīng)濟分析分別見表2 和表3。

表2 污泥處置方式的優(yōu)缺點分析

表3 污泥處置技術(shù)的成本收益分析

衛(wèi)生填埋占地面積大周期長且易造成地下水污染已被全面淘汰禁止；污泥干化焚燒減容量大，但是投資大，運維成本高，在經(jīng)濟發(fā)達和土地緊張的地區(qū)可優(yōu)先考慮；建材利用存在產(chǎn)品質(zhì)量層次不齊、成品率低和耗能高等缺點；市政污泥中的有機質(zhì)、氮磷營養(yǎng)物等豐富，經(jīng)穩(wěn)定化和無害化處置后可轉(zhuǎn)化為用于園林地、綠地、沙化地的營養(yǎng)成分，符合我國的國情需求。綜合來看，單一新技術(shù)并不能代替系統(tǒng)層面上全方位優(yōu)化，沒有一種方式可以解決所有問題。我國對生物質(zhì)能源的利用和環(huán)境質(zhì)量的提高具有更高的要求，市政污泥合理化處理處置應(yīng)以減量化為基本，無害化為目標，資源化為手段，結(jié)合污泥特性、經(jīng)濟條件和土地條件因地制宜以實現(xiàn)污泥的無害化處置與資源化利用，污泥的最終出路才能得以解決。

4 污泥處置對策和建議

4.1 多方協(xié)作，實現(xiàn)收運處置全過程監(jiān)管

建議地方市級層面牽頭，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)多個部門通力協(xié)作，對市政污泥從源頭產(chǎn)生到末端處理全過程監(jiān)管；同時，加強立法規(guī)范，如加強技術(shù)標準、管理辦法、處理補貼等政策的研究與制訂。

4.2 規(guī)劃布點，各地建立污泥中轉(zhuǎn)站統(tǒng)一收集

建議結(jié)合地區(qū)特點因地制宜，建立一些中轉(zhuǎn)站統(tǒng)一收集，在土地指標、征收和供應(yīng)等方面給予充分的保障，優(yōu)先安排項目用地。

4.3 拓寬污泥出路

污泥處置的瓶頸就是如何把污泥變成產(chǎn)品，解決污泥最后一公里出路。在新興污泥處置領(lǐng)域，鼓勵支持污泥資源化的利用，為污泥的出路廣開源?？刹扇f(xié)同焚燒、高溫好氧發(fā)酵、園林用土、熱干化和餐廚垃圾協(xié)同厭氧發(fā)酵等多元化處理處置方式。近年來，我國污泥處置方面的政策和規(guī)范也在不斷的完善和出臺，如《GB 4284-2018 農(nóng)用污泥污染物控制標準》、《NYT 525-2021 有機肥料》等政策標準相繼出臺并發(fā)布實施，好氧堆肥和土地利用結(jié)合遵循了資源循環(huán)利用的理念，能耗較低的、收益高、污泥中大量的有機質(zhì)能夠回歸土壤，若規(guī)范處置和利用能將污泥資源化利用發(fā)揮到最佳水平。

4.4 完善政策法規(guī)

目前市政污泥的處置存在著投資大、收益少的特點，政策的扶持和管理的嚴格標準對污泥實現(xiàn)合理化處置具有重要作用，可通過政策調(diào)控的手段引導污泥處置方向，在市政污泥穩(wěn)定減量化和無害化的基礎(chǔ)上，鼓勵資源化利用；完善污泥處理處置價費機制，避免存低中標項目違約以及處置的風險；利用科研機構(gòu)和高校的研發(fā)力量，不斷創(chuàng)新提升污泥處置新技術(shù)；建議建立市政污泥無害化綜合處置中心，對符合循環(huán)經(jīng)濟導向，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的污泥資源化利用企業(yè)給予一定的差別化政策和資金扶持；制定并發(fā)布地方性的污泥產(chǎn)物土地利用技術(shù)規(guī)范，從而在技術(shù)標準上解決污泥的隨意傾到、堆放和填埋造成的二次污染問題。

5 結(jié)語與建議

市政污泥的科學規(guī)范處理為污水處理廠及周邊企業(yè)的穩(wěn)定連續(xù)運行奠定了基礎(chǔ)，污水處理廠的穩(wěn)定運行可以大幅度減少污水排放，從而保護了環(huán)境。故我國城鎮(zhèn)污水處理廠市政污泥處置的技術(shù)路線應(yīng)結(jié)合市政污泥本身有機質(zhì)含量高、含水率高、產(chǎn)量大、成分復雜等特性，考慮經(jīng)濟、環(huán)境和土地條件因地制宜充分考慮污泥的“資源”和“污染”雙重屬性。