關(guān)于城市污水處理廠污泥處理處置的探討
行業(yè)動(dòng)態(tài)
污水處理廠污泥（簡(jiǎn)稱城市污泥）是城市生活污水和工業(yè)廢水在進(jìn)行凈化處理過程中產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)，是一類危害性極大的固體廢棄物。如果不加以徹底處理與控制，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。如何安全、經(jīng)濟(jì)地處理處置城市污泥成為 共同面臨的環(huán)境難題。目前全省共有100座城鎮(zhèn)生活污水處理廠，日處理規(guī)模達(dá)到283.55萬m3/d，每天產(chǎn)生污泥量約1360噸。雖然污水處理廠均建有污泥的濃縮脫水設(shè)施，但仍有大量的污泥未得到安全處理處置，形勢(shì)異常嚴(yán)峻。本文旨在通過對(duì)當(dāng)前污泥處理處置技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)的分析，探討城市污水處理廠污泥處理處置的有關(guān)問題。
1 污泥處理處置現(xiàn)狀
城市污水處理廠在污水處理單元操作過程中產(chǎn)生的污泥通過減容化、減量化、穩(wěn)定化以及無害化的全過程稱為污泥處理。污泥處理主要包括污泥濃縮、脫水、消化（厭氧消化和好氧消化）、堆肥、干化等。污泥處置：為經(jīng)處理后的污泥或污泥產(chǎn)品以自然或人工方式使污泥能夠達(dá)到長(zhǎng)期穩(wěn)定并對(duì)生態(tài)環(huán)境無不良影響的消納方式。污泥處置主要包括土地利用、填埋和焚燒以及綜合利用（建材利用）等。
鎮(zhèn)污水處理廠污泥不僅含水量高，易腐爛，有強(qiáng)烈臭味，并且含有大量病原菌、寄生蟲卵以及鉻、汞等重金屬和二惡英等難以降解的有毒有害及致癌物質(zhì)。污泥未經(jīng)處理隨意堆放，經(jīng)過雨水的侵蝕和滲漏作用，極易對(duì)地下水、土壤等造成二次污染，直接危害人類身體健康。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥只有10%左右通過堆肥制肥等技術(shù)處理處置后回用到土地，大約20%以上采用填埋、少量采用焚燒和建材利用等，其余大部分隨意外運(yùn)、簡(jiǎn)單填埋或堆放，給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來了極不安全的隱患。
污泥二次污染已成為我國(guó)新的環(huán)境問題，應(yīng)引起高度重視。城市污泥處理處置主要存在以下問題：一是污泥大量采用填埋和棄置堆放方式，部分已造成生態(tài)環(huán)境的安全隱患、占用土地和填埋場(chǎng)運(yùn)行困難等問題；二是缺少污泥處理處置的建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)費(fèi)，污水處理收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到污泥處置運(yùn)行費(fèi)用的要求；三是缺乏污泥處理處置建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)；四是項(xiàng)目用地、資金配套、稅收、焚燒發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)等政府扶植政策不完善；五是缺少相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和污泥處置專項(xiàng)規(guī)劃。“重水輕泥”思想和污染轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象不符合科學(xué)發(fā)展觀的要求。
2 常用污泥處理技術(shù)
2.1 污泥厭氧消化
污泥厭氧消化通過把污泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣和二氧化碳，消減有機(jī)物含量，產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行綜合利用。污泥厭氧消化可以穩(wěn)定污泥的泥性，降低污泥含水率，提高污泥的脫水效率。厭氧消化后污泥在園林綠化、農(nóng)業(yè)利用前，還應(yīng)按要求進(jìn)行無害化處理。 鼓勵(lì)城鎮(zhèn)污水處理廠采用污泥厭氧消化工藝，產(chǎn)生的沼氣應(yīng)綜合利用。根據(jù)《城市污水處理廠采用污泥厭氧消化工藝，產(chǎn)生的沼氣應(yīng)綜合利用。根據(jù)《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》（建城[2000]124號(hào)）要求：日處理能力在10萬m3以上的污水二級(jí)處理設(shè)施產(chǎn)生的污泥，宜采取厭氧消化工藝進(jìn)行處理，產(chǎn)生的沼氣應(yīng)綜合利用。目前，厭氧消化在實(shí)際工程中的應(yīng)用主要包括污泥中溫厭氧消化、高負(fù)荷消化和兩級(jí)消化等，各種形式的污泥厭氧消化已在全國(guó)大型污水處理廠規(guī)模化應(yīng)用。
2.2 污泥高溫好氧發(fā)酵
污泥高溫好氧發(fā)酵是采用剪枝、落葉等園林廢棄物和礱糠、谷殼、秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物作為高溫好氧發(fā)酵添加的輔助填充料，利用自然界廣泛存在的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物，有控制地促進(jìn)污泥中可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的類腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的微生物學(xué)過程。污泥中各種有機(jī)物質(zhì)在酶的作用下，轉(zhuǎn)化成小分子的有機(jī)化合物、對(duì)土壤有利的腐殖質(zhì)，以及CO2、氨、水和無機(jī)鹽等，使之成為可被植物吸收利用的化學(xué)形態(tài)。污泥高溫好氧發(fā)酵不斷地分解有機(jī)物，堆體溫度不斷升高，可達(dá)到50℃～60℃，將其中的病原菌和寄生蟲卵殺死，使之無害化。污泥高溫好氧發(fā)酵的產(chǎn)品稱為堆肥，可以用作土壤改良劑和有機(jī)肥料。
2.3 污泥脫水
污泥脫水主要是將污泥中的吸附水、毛細(xì)水和細(xì)胞內(nèi)水分離出來。一般大中型污水處理廠均采用機(jī)械脫水。污泥機(jī)械脫水主要包括：真空過濾脫水、壓濾脫水、離心脫水等。污泥經(jīng)脫水后其體積大幅度減小，降低了后續(xù)污泥處理處置的難度。近年來，污泥脫水技術(shù)得到了很大的發(fā)展，技術(shù)突破集中在污泥脫水前調(diào)理劑的研發(fā)和脫水機(jī)械設(shè)備的改進(jìn)等方面。
2.4 污泥石灰穩(wěn)定干化
采用石灰等無機(jī)藥劑對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)理，可以降低含水率，提高污泥橫向剪切力和衛(wèi)生條件，有利于污泥的后續(xù)處置。污泥堿化穩(wěn)定干化技術(shù)原理是使用生石灰穩(wěn)定污泥，生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，此過程中釋放熱量，溫度及pH值提高，從而有效殺滅病原體，并分解有機(jī)物。
2.5 污泥熱干化
污泥熱干化過程分為污泥與熱載體直接接觸和熱量由換熱設(shè)備提供兩種，目前應(yīng)用較多的有流化床干化、轉(zhuǎn)盤干燥、噴霧干化和空心槳葉式干化等工藝。污泥熱干化后污泥的臭味、病原物、粘度、不穩(wěn)定等負(fù)面特性得到顯著改善，降低了污泥含水率，節(jié)約了運(yùn)輸成本，提高了污泥熱值。
3 常用污泥處置技術(shù)
3.1 污泥土地利用
污泥的土地利用通常是指在耕地上投布污泥，以利用污泥中的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物改善土壤質(zhì)量為目的的處理方法。污泥土地利用的方式主要包括城市園林綠化利用、土地改良和農(nóng)用利用等。從目前的趨勢(shì)來看，污泥土地利用必然是未來的發(fā)展方向，污泥中的有機(jī)質(zhì)可以補(bǔ)充到土壤中，并且消耗的能源較少。但就我國(guó)目前的情況來看，土地利用仍然存在很多瓶頸問題。其中主要是工業(yè)廢水處理方面的問題，雖然工業(yè)廢水處理有很多嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，但有些標(biāo)準(zhǔn)可操作性差導(dǎo)致廢水偷排，這些廢水進(jìn)入市政污水后重金屬含量超標(biāo)，進(jìn)而約束了土地利用的可能性。
3.2 污泥建筑材料綜合利用
污泥建筑材料綜合利用技術(shù)研究及應(yīng)用已成為熱點(diǎn)。污泥建筑材料綜合利用是指污泥的無機(jī)化處理，用于制作水泥添加料、制磚、制輕質(zhì)骨料和路基材料等。
3.3 污泥填埋
污泥填埋分為污泥單獨(dú)填埋和與城市垃圾、工業(yè)垃圾混合填埋。該處置方法具有簡(jiǎn)單、易行、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是，污泥填埋也會(huì)受土地約束以及受污泥填埋過程中產(chǎn)生的滲濾液和甲烷氣體等二次污染的影響。在我國(guó)，混合填埋應(yīng)該成為大部分污泥的出路，由于脫水后污泥含水率一般在75%以上，這一含水率通常不能滿足填埋場(chǎng)的要求，垃圾填埋廠不愿意接受污水處理廠的污泥，因此，污泥需要再經(jīng)處理才能送生活垃圾填埋場(chǎng)填埋。
3.4 污泥焚燒
污泥焚燒是指污泥在一定溫度、氣相充分有氧的條件下，利用焚燒爐將脫水污泥加溫干燥，再用高溫氧化污泥中的有機(jī)物，使污泥成為少量灰燼。污泥焚燒一般采用流化床工藝，分為固定（鼓泡）流化床焚燒爐、循環(huán)流化床焚燒爐和回轉(zhuǎn)式流化床焚燒爐等。污泥焚燒工藝在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的大中城市應(yīng)用較廣，一般采用干化焚燒的聯(lián)用方式，提高污泥的熱能利用效率。從宏觀治理角度考慮，污泥焚燒將有機(jī)質(zhì)全部燒掉，總體成本費(fèi)用還是過高。
4.1 注重源頭減量的技術(shù)研發(fā)
源頭減量是減輕污泥后續(xù)處理處置負(fù)荷的前提，在城市污水處理過程中進(jìn)行污泥減量預(yù)計(jì)將是今后研究的一個(gè)方向。同時(shí)，諸如破壞污泥微生物細(xì)胞壁分離出自由態(tài)水分等降低污泥含水率的污泥減量技術(shù)也將是一項(xiàng)新的挑戰(zhàn)性研究課題。
4.2 突破節(jié)能降耗的技術(shù)障礙
長(zhǎng)期重視污水處理而忽略污泥處理處置的現(xiàn)狀，導(dǎo)致污泥處理處置技術(shù)相對(duì)發(fā)展緩慢。目前污泥處理處置運(yùn)行能耗過高是影響污泥處理處置規(guī)?；茝V應(yīng)用的一項(xiàng)限制性關(guān)鍵因素。預(yù)計(jì)今后在污泥處理處置的節(jié)能降耗技術(shù)方面將有較大的突破。
4.3 健全二次污染的防止技術(shù)
在城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置各個(gè)環(huán)節(jié)，均存在不同程度的二次污染問題，目前的現(xiàn)有技術(shù)和工程應(yīng)用對(duì)二次污染的重視程度普遍不夠。隨著社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，預(yù)計(jì)將有大量污泥處理處置二次污染防治新技術(shù)被研發(fā)和應(yīng)用，形成與污泥處理處置工藝相配套的二次污染防治技術(shù)健全體系。
4.4 發(fā)展循環(huán)利用的運(yùn)行模型
在 土地資源日益緊缺和建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的大背景下，發(fā)展污泥循環(huán)處理利用的運(yùn)行模式是大勢(shì)所趨。污泥土地利用和建材綜合利用將成為研究熱點(diǎn)，前者的技術(shù)難點(diǎn)在于污泥中重金屬的去除和土地利用泥質(zhì)的保證，后者在于運(yùn)行能耗的降低和諸如二惡英控制等二次污染防治技術(shù)的成熟。
5 結(jié)語
我國(guó)是一個(gè)以農(nóng)業(yè)為主的發(fā)展中大國(guó)。針對(duì)目前污泥處理處置中的特點(diǎn)，污泥處理應(yīng)當(dāng)以堆肥、土地利用和資源化為主，在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)可根據(jù)實(shí)際情況探索其他處理處置方法（如焚燒法、熱處理法等）。但是應(yīng)當(dāng)注意，在進(jìn)行污泥土地利用時(shí)需要嚴(yán)格管理，只有符合農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)的污泥才能用于農(nóng)作物?？傊诳紤]選用某種污泥處理處置方法時(shí)，要從環(huán)境安全、資源投入產(chǎn)出和收益影響比四個(gè)方面來考慮污泥處理方案，同時(shí)兼顧環(huán)境生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益三者之間的平衡。不管采用哪一種污泥處理處置措施都需要考慮投資和運(yùn)行成本和經(jīng)濟(jì)承受能力，要在設(shè)備投資、運(yùn)行費(fèi)用、地價(jià)和人力價(jià)格等基礎(chǔ)上對(duì)處理方法加以綜合評(píng)估。
