城鎮污水處理廠污泥處理處置現狀淺議

 　摘 要：隨著我國社會城市化的飛速發展，城鎮污水的產生量也隨之增加，其衍生產物污泥也大幅增長。而污泥中的有毒有害物質，如妥善處理不當，易造成二次污染，同時污泥也具有較高的潛在利用價值。本文就我國城市污泥處理現狀及存在的問題進行了闡述，并分析了污泥的特性及特征，同時簡要分析了主要的污泥處理處置的主要技術及其優缺點，為實現污泥的穩定化、無害化、減量化和資源化提供一定的依據。 

　　關鍵詞：污水處理廠；污泥；處理處置 

　　隨著我國經濟社會的快速發展，城市化、工業化進程步伐不斷加快，公眾對環境質量的要求越來越高，公眾的環保意識也在不斷增強，環境保護和治理是落實“五大發展”理念的重要工作[1]。據住建部統計，截止至2016年9月底，我國污水處理廠的數量3976座，日處理能力達1.7億立方米，我國污水處理廠興建以及污水處理能力和處理率都呈現大幅度增長態勢。而污泥作為污水處理的“衍生品”，隨著污水處理量的增加而急劇增加，2015年我國市政污泥產量達3500萬噸，至2020年，市政污泥將達到6000萬噸～9000萬噸。 

　　“重水輕泥”是我國污水處理過程中普遍存在的現象，城鎮污水處理行業雖快速發展，污泥處理處置行業卻發展緩慢，與污泥產量連續遞增的趨勢相背，并且污泥的有效處理處置效率較低，直接傾倒和簡單填埋的方法是目前大多數污水廠采用的方式，污泥有效處理率遠低于30%，大量污泥沒有得到規范化的處理，直接造成了“二次污染”[2]。但污泥濃縮后處置后可以作為制磚和水泥的原料，經過適當處理后可以作為肥料，焚燒后可以當做能源發電。污泥具有環境危害性和資源性雙重屬性。所以要利用先進技術來處理污泥，做好污泥的資源化利用，發揮污泥的經濟和社會效益。 

　　1 污泥的特性及特征 

　?。?）有害性：我國城鎮污水廠的污泥有機物和重金屬含量高，有機物含量高容易滋生細菌，并且發生腐臭，污泥中含有的有機污染物不易降解、毒性殘留時間長，這些有毒有害物質進入水體與土壤中將造成環境污染，污泥對環境的二次污染還包括污泥鹽份的污染和氮、磷等養分的污染，重金屬含量高將影響污泥的土地利用。 

　?。?）含水率：污泥的含水率從99%下降1%時，污泥體積能減少一半，污泥含水率下降至85%左右時，污泥可用泵來輸送；含水率低于80%時，污泥呈不易流動的狀態，可用污泥運輸外運，污泥經濃縮后含水率達到60%左右，多為固體狀態。熱干化、焚燒或熱處理等方法可進一步除去污泥中的水分。 

　?。?）污泥比阻：污泥比阻是描述污泥脫水的難易程度或污泥的脫水性能。通常污泥比阻越大，越難脫水，這與污泥脫水時濾布的特性和壓榨或�x心程度有關。 

　　2 污泥處理技術概述 

　　城鎮污水處理廠產生的污泥經單元工藝組合處理，達到"減量化、穩定化、無害化"目的的全過程稱為污泥處理。 

　　2.1 污泥厭氧消化 

　　污泥厭氧消化是指在無氧條件下，由兼性菌和厭氧菌將污泥中可生物降解的有機物分解成二氧化碳、甲烷和水等穩定物質，同時減小污泥體積，去除臭味，殺死寄生蟲卵，回收利用消化過程中產生的沼氣的過程[3]。是污泥減量化、穩定化的手段之一，一般分為三個階段：水解酸化階段，產氫產乙酸階段，產甲烷階段，可以使污泥中有機物濃度降低30%～50%左右。但基建費用較高，占地較大，適用于規模大產生污泥量多的污水處理廠。 

　　2.2 污泥好氧消化 

　　污泥好氧消化的實質是生物污泥內微生物有機體的內源代謝，即細胞原生質在有氧條件下的生物氧化作用[4]。好氧消化對有機質的降解程度高，消化時間短，不產生臭氣，易脫水，運營操作管理簡單，但運行維護費用較高，能夠消化污泥量較少，污泥降解程度隨溫度變化較大。 

　　2.3 污泥脫水 

　　將流態的原生、濃縮或消化污泥脫除水分，轉化為半固態或固態泥塊的一種污泥處理方法。脫水后的污泥含水率可降低到80%以下，污泥具有固體特性，成泥塊狀，便于運輸和最終處理處置。 

　?。?）干化法。一般包括自然干化法，熱干化法，石灰石穩定干化法等。自然干化是依靠下滲作用和蒸發作用來降低堆放在固定場所污泥的含水量。下滲作用可將污泥含水率降低到百分之八十五左右，蒸發作用數周后，污泥含水率可降到百分之七十五左右。污泥石灰石穩定干化技術的原理是利用石灰和水發生的化學反應，形成較為穩定的氫氧化鈣，從而實現對污泥中的含水的化學處理，起到吸水干化的效果[5]。熱干化是指將污泥通過直接加熱的方式進行烘干處理，這能夠實現污泥含水的有效降低，通過能夠降低內部細菌等的滋生和繁殖，實現對污泥氣味的改善。 

　?。?）機械脫水法。利用離心分離、帶式壓濾、板框式壓濾、管式壓濾真空過濾、污泥增稠等機械進行脫水的方法。投加無機鹽或高分子混凝劑是目前普遍的預處理方法是。過濾是將濕污泥用濾層經過重力濃縮、壓榨后過濾污泥，水分（濾液）滲過濾層而回用，脫水污泥（濾餅）則被截留在濾層上，然后通過輸送機外運。離心法是利用污泥中固、液比重不同而產生的不同離心力達到泥水分離的效果。 

　　3 污泥處置技術概述 

　　在我國，由于經費和技術上的原因，目前污泥尚無穩定而合理的出路，總的狀況還是以土地填埋、農業利用和綠化的土地利用方式為主。農業利用占比44.83%，土地填埋占比31.03%，焚燒、綠化和與垃圾一塊填埋共占比10.35%，而未經處理的占比達13.79%[6]。 

　　3.1 填埋法 

　　國內對污泥進行處置最常見的方法是利用城市生活衛生垃圾廠進行填埋。它具有投資較少、容量大、見效快的特點，但污泥中含有的有毒有害物質會以滲濾液和臭氣的方式污染地下水和大氣[7]，造成二次污染。隨著近年來污水廠剩余污泥量的大量產出，可供衛生填埋的填埋廠容積越來越有限，并且隨著土地資源緊張和高昂的污泥運輸費用也是制約污泥衛生填埋的一個重要問題。因此我國采用衛生填埋處置污泥技術的比例逐漸減少，但仍占很大一部分比例。 　　

3.2 土地利用 

　　污泥的土地利用是污泥處理的一種有效方式。剩余污泥中含有豐富的有機物和氮、磷、鉀等營養元素和鈣、鎂、銅、鐵、鋅等微量元素，它們有改善土壤結構、增加土壤肥力、促進植物生長的作用[8]。但污泥土地利用的不足是容易產生惡臭等廢氣，影響周邊的環境，對附近居民的生產生活產生一定影響。污泥土地利用受到其泥質特性的影響，尤其是土攘中的重金屬含量影響，在采用這一處置技術時，要做好相關的風險防范，為了減少對土壤的二次污染，堆肥時通常加人稻草、木屑等作為調理劑和膨脹劑，不僅能增加發酵的能源物質，也對污泥中的重金屬起稀釋作用[1]。 

　　3.3 焚燒法 

　　污泥焚燒是利用污泥的有機成分較高，具有一定熱值等特點來處置污泥。污泥焚燒的技術方法及工藝流程具有多種方式，從燃料方面包括單一焚燒（在焚燒爐內單獨處置污泥）和混合焚燒（污泥或污泥衍生燃料與其他可燃物混合進行燃燒）兩種形式。目前，污泥焚燒技術已得到了迅速發展，尤其在發達國家已成為主流污泥處置技術。在2016年以前，美國的污泥焚燒占所有污泥處置技術的比例約22%，日本約68%，歐盟國家約20%-40%，而中國的污泥焚燒比例僅為3%[9]。焚燒法可最大化的減少污泥的體積，減量率可達95%左右，并且污泥中的有機物焚燒時均被完全氧化，病原體和細菌均被完全殺死，另外污泥在焚��時，可利用余熱發電或供熱，具有良好的經濟效益。但焚燒法的投資和操作費用較高，焚燒時產生的二�f英有毒氣體、飛灰、爐渣和煙氣可引起二次污染。 

　　3.4 建材利用 

　　污泥的資源化利用是污泥處理處置技術發展的最終趨勢。污泥的建材利用主要包括以下出路：污泥制瀝青；污泥制磚；污泥制陶粒；污泥制生態水泥；污泥制混凝土；污泥制吸附劑等。但從經濟和產品適用角度看，污泥制磚和制水泥是目前比較可行的建材利用方法[10]。2001年4月日本第一座“生態水泥廠”在千葉縣正式投產，以污水廠污泥、下水道淤泥和垃圾焚燒飛灰殘渣等作為原料，每年生產“生態水泥”的最大產能達11萬噸[9]。但污泥中磷含量較高會引起磚塊或水泥熔點降低，其產品不得用作高層建筑材料，污泥中存在重金屬有害成分，德國等國家規定，污泥制磚和制水泥的建材產品不得參與飲用水建設。 

　　4 污泥處理處置技術對比研究 

　　表1例舉了污水處理廠常用的污泥處置技術及其優缺點，表2例舉了污泥處置技術的建設成本及其運營成本?？梢缘贸瞿壳拔勰嘤捎谔幹觅M用和處置技術的問題，用于垃圾填埋的污泥占很大一部分。而土地利用作為污泥處置的發展趨勢，如處置得當，則具資源效率較高，能耗較低的優點，有可以將污泥資源化利用發揮到最佳水平。 

　　5 結語 

　　污泥處理處置問題已成為社會各界高度重視的新的環境問題。不同的污泥處理處置技術都有其不同的用處，針對不同的污水處理廠，制定更加合理的污泥處理處置路線，加大新技術新設備的研發，才能使污泥處理效果達到最佳狀態。 

　　參考文獻： 

　　[1]張立偉.城市污水廠污泥處理/處置技術概述[J].環境與發展， 2017，29（04）：34-35. 

　　[2]中國投資咨詢網.“十三五”期間污泥處理市場規模分析[EB/OL]http：//www.h2o-china.com/news/245132.html，2016-08-24. 

　　[3]王剛.國內外污泥處理處置技術現狀與發展趨勢[J].環境工程， 2013（s1）：530-533. 

　　[4]高會亮.城市污水處理廠污泥處理處置方法研究[J].科技視界， 2014（05）：279-279. 

　　[5]尹雷鳴.城鎮污泥處理處置技術的應用[J].工業，2017（02）：00059. 

　　[6]嚴迎燕.淺談我國城鎮污水處理廠污泥處理處置現狀[J].廣東化工，2016，43（11）：204-205. 

　　[7]王學魁，趙斌，張愛群等.城市污水處理廠污泥處置的現狀及研究進展[J].天津科技大學學報，2015，30（04）：1-7. 

　　[8]黃雅曦，李季，李國學.污泥處理與資源化利用現狀分析[J]. 農業環境科學學報，2003，22（06）：765-768. 

　　[9]朱南文.土地填埋、干化焚燒、資源利用--我國城鎮污水廠污泥處理處置技術應用的路線思考[J].凈水技術，2016，35（05）：1-5. 

　　[10]陳艷萍.淺析污泥處理與處置工藝技術[J].低碳世界，2017（23）.