國內外城市剩余污泥處置與利用現狀
行業(yè)動態(tài)
近些年來，隨著我國經濟發(fā)展和城市化進程的加快，我國的城市排水和污水處理基礎設施建設取得了很大的進步，污水處理廠的數量從1977年的35座增加到2004年的667座，污水處理能力從過去的每天處理污水100多萬噸增長到2004年的每天處理污水近3000萬噸。
剩余污泥是指污水處理過程中所產生的固態(tài)、半固態(tài)及液態(tài)的廢棄物，是污水處理廠的必然產物，含有大量的有機物、豐富的氮磷等營養(yǎng)物、重金屬以及致病菌和病原菌等；常常伴有惡臭氣體，且數量巨大，增長迅速，是亟待解決的城市廢棄物。大量的污水處理廠不斷建成并投入使用，隨之而來的污泥量越來越大。一般而言，污泥量占污水量的0.3%～0.5%，占污水處理量的1%～2%；如果屬于深度處理，污泥量會增加0.5～1倍，污水處理效率的提高必然導致污泥數量的增加。據2004年我國城市污水處理能力的統(tǒng)計，每天將產生約7000噸的污泥餅。剩余污泥所引發(fā)的環(huán)境問題備受環(huán)境界和相關政府部門關注，其處置問題已經被提到議事日程。2008年， 環(huán)境保護部組織有關專家起草了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術政策（試行）》（征求意見稿），提出應按照“減量化、穩(wěn)定化、無害化”原則對污泥進行處理和處置。因此，了解國內外污泥處置與利用現狀，對尋找合理的污泥處理、處置方式，并充分利用污泥中的資源，使之達到減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化具有重要的現實意義。
1 國外污泥處置與利用現狀
國外的城市污泥處置與利用已有100余年的歷史。無論是進行有效利用還是進行填埋、焚燒等處置，其目的與其它廢棄物的處理一樣，皆是以減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化為原則的。
西方發(fā)達 由于工業(yè)化進程較早，經濟實力雄厚，因此污水處理技術 ，處理程度高。隨著城市人口的增加、市政服務設施的不斷完善、污水處理技術的不斷提高，歐美等發(fā)達 的污泥量每年以5%～10%的速度增長。例如，從1972年美國政府頒布水凈化條例以后，美國只經過一級處理的污水流量減少，經過二級或更 處理的污水流量迅速增加，致使污泥產量增加；1998年全美干污泥產量為6.9×106t，根據這個趨勢，預計到2010年將達到8.2×106t。
為了避免污水處理廠污泥對環(huán)境產生二次污染，各國政府和研究機構對污泥的處置問題十分重視，并根據各國的國情制定出污泥處置的法規(guī)和具體方案。目前，污泥處置與利用的方式主要有填埋、焚燒、土地利用，但由于各國國情不同，選擇的方法各有側重。
農用和陸地填埋是大多數 污泥處置的主要方法。農用和陸地填埋方案的選擇很大程度上取決于各國政府相關的法律、法規(guī)和污染源控制狀況，同時也與 的大小和農業(yè)發(fā)展情況有關。近年來，隨著污泥農用標準（特別是合成有機物和重金屬）的逐漸提高，許多 如德國、意大利、西班牙等，污泥農用的比例不斷降低，而污泥填埋的比例呈增加趨勢。但也有一些 如美國、英國、盧森堡等，污泥農用的比例呈增加趨勢，填埋呈減少趨勢。
近10年來， 各國污泥處理利用涌現出了許多新技術，例如污泥熱化學液化處理使之轉化為燃料油；低溫熱化學過程將污泥轉化為燃料；利用污泥制磚、制陶瓷等用作建筑材料；日本、新加坡都在研究污泥焚燒后殘渣經1300℃的高溫熔鑄成石塊堆砌的處置方法；美國新澤西州嘗試用污泥壓制成粒，銷售給農業(yè)和化肥工業(yè)。
為了更詳細地了解國外城市污泥的處置與利用狀況，下面就美國、日本、英國、歐盟等情況作進一步介紹。以美國為例，Biocycle雜質調查顯示，2000年美國大部分污泥被有效利用，21個州50%以上的污泥被循環(huán)利用，4個州50%以上的污泥被填埋，5個州50%以上的污泥被焚燒。調查的40個州中，有5個州沒有污泥陸地填埋處置，17個州沒有污泥焚燒處置。由此表明：美國污泥的主要處置方法是循環(huán)利用，而污泥填埋的比例正逐漸下降，美國許多地區(qū)甚至已經禁止污泥地方填埋。
日本在污泥處置與利用方面的特點是填埋及土地利用所占的比例小，焚燒所占比例高。這主要是因為日本人口密度較高、多山地，日本政府十分重視境內地表植被保護，對城市建設用地有嚴格的控制。
英國對污泥處置的主要方法是農用（約占55%），其次為污泥排海（約占30%）。目前英國用于填埋所占比例較小，只占污泥處理量的8%。從長遠的觀點來看，將經過厭氧消化、化學或熱處理、長時間堆放等處理后的污泥回用于農田，是英國污泥處置的發(fā)展方向。
歐盟 對污泥處置的發(fā)展趨勢進行綜合分析，考慮到可使用土地面積、處理成本、越來越嚴格的環(huán)境標準、資源回收政策的普及以及未來10～20年間污泥性質的巨大變化等因素，2005年歐盟各國采用污泥處置方式的比例為：回收利用占45%，焚燒占38%，填埋占17%。
2 國內污泥處置與利用現狀
我國自1961年北京高碑店污水處理廠的污泥大多被當地的農民施用于土地后，其后的天津紀莊子污水處理廠的污泥也均用于農田。隨著城市污水處理廠和污水污泥產量的逐漸增多，目前我國已開始將污水處理廠污泥用于土地填埋和城市綠化，并將污泥作為基質，制作復合肥用于農業(yè)。由于我國在污泥管理方面對污泥所含病原菌、重金屬和有毒有機物等理化指標及臭氣等感官指標控制的重視程度還不夠，因此限制了對污泥的進一步處置利用。
我國污泥農用約占13.51%，綜合利用約占5.41%，陸地填埋約占63.06%，露天堆放約占1.80%，外運約占14.42%，焚燒約占1.80%。其中，衛(wèi)生填埋仍是污泥處置的主要途徑。經濟發(fā)展快、具有活力的上海，其污水處理廠的污泥處置方法是經適當濃縮后運至市郊或鄰近省份的農村作農肥。我國是一個發(fā)展中的 ，又是一個農業(yè)大國，相對其它污泥處置方式而言，城市污泥的土地利用和污泥農用更符合我國國情。但是，我國既沒有系統(tǒng)、科學的管理方法，也沒有配套的污泥標準體系，故污泥土地利用和農用的安全性正在受到質疑。
目前，我國有關污泥焚燒工藝的研究大多集中在燃燒時重金屬和一些有毒有害氣體的去除效果方面，而有關污泥焚燒工藝操作條件對處理效果的影響以及操作條件的優(yōu)化方面（缺乏確切的數學模型）尚未見有系統(tǒng)的研究報道。浙江大學熱能所在用異重流化床燃用洗煤泥的基礎上，從1992年起就在國內首先系統(tǒng)開展了污泥流化床焚燒技術的研究，并已取得很大成功。奉華在2001年 對北京地區(qū)的城市市政污泥的焚燒處理進行了研究。他以高碑店污水廠的污泥為主要研究對象分析了污泥的成分特點和燃燒特性，并在預防二次污染方面，通過分析重金屬元素在污泥中的存在形式及對污泥焚燒前后重金屬含量的變化進行檢測，研究了重金屬在焚燒過程中的遷移特性，并提出污泥灰渣處理的建議。
綜上所述，從經濟的發(fā)展、資源的開發(fā)利用、城市生態(tài)環(huán)境的保護等方面來看，城市污泥處置的理想出路應該是資源化利用，加強城市污泥資源化利用的研究與實踐，解決污泥處置中的難題，避免城市生態(tài)環(huán)境污染，節(jié)約處置費用，變廢為寶，使之具有良好的生態(tài)效益、環(huán)境效益、經濟效益和社會效益，是城市可持續(xù)發(fā)展的必然要求和發(fā)展趨勢。我國在這方面也做了一定的努力。南開大學陳春云等對干污泥及其改性物對染料的吸附研究表明，以城市污水處理廠剩余活性污泥為原料，制取干污泥、熱解污泥和改性污泥作為吸附劑，對直接深棕M和酸性媒介棕RH等染料進行了吸附實驗；研究表明：活性污泥經過改性后能夠提高對所研究的染料的吸附能力。李軍等利用高溫突躍法處理城市污泥，從中可快速制得可燃氣體，其主要成分是CO，產物氣體可以直接點火燃燒，火焰溫度高達800℃左右；處理后的污泥達到了無害化、無臭化和能源化。劉蓮香研究了利用污水處理廠污泥生產陶粒的方法，為今后污泥的綜合應用開辟了一條新途徑，杜絕了二次污染。
3 污泥處理處置發(fā)展趨勢
目前，國內外許多研究者正在從事污泥處置與利用技術的理論和實際應用的工作。為了解決好污泥問題， 各國對污泥的處置與利用進行了較好的規(guī)劃。為了保障污泥處置按照規(guī)劃目標穩(wěn)步推進，一些 制定了相應的管理措施，發(fā)達 具體措施如下：
（1）在相關法規(guī)制定中，對于污泥污染控制設備和管理方式制定了嚴格的標準，如歐洲各國、美國以及日本等。
（2）建立特殊的污泥管理基金，用于資助那些主動收集利用污泥的工廠建設和設備更新。
（3）在 污泥管理政策中制定靈活、積極的稅收政策和經濟手段。針對污泥產生、回收、利用系統(tǒng)中的制造者、收集者、處理者、回收利用者、污泥產品的購買者，采用不同的稅收方式和經濟政策以建立一個有利的市場和環(huán)境。
（4） 和各級地方政府，都有制定相應的污泥管理計劃的責任和義務。 統(tǒng)籌規(guī)劃，各級地方政府主要關注當地的實際情況。
（5）加強在公眾中間的宣傳教育，以獲得人們的理解和支持，有助于污泥產品的推廣和使用，并使得公眾自覺地加入到污泥治理的行列中來。
污泥的處置方式主要有：土地利用、填埋、焚燒、污泥農用以及綜合利用等，各個 根據自身國情采用相應的處置方式。污泥海洋投棄處置已經被禁止，目前污泥綠地、土地利用和污泥填埋仍是大多數 處置污泥的主要方式；少數 如日本由于人口眾多，土地資源緊張，焚燒方式占有主要地位。由于認識到污泥填埋并不能避免環(huán)境污染，而只是延緩環(huán)境污染，利用填埋方式處置污泥有逐漸減少的趨勢。如美國在許多地區(qū)已經開始禁止污泥土地填埋。
土地利用和污泥農用是城市污水污泥處置中的一種經濟有效的出路，歐洲各國的污水污泥土地投放率在10%～80%，平均為45%。國內也對污水污泥的土地利用和污泥農用也進行了初步的研究和嘗試。一般的污泥處理法如堆肥、好氧和厭氧消化只能降解部分有機污染物，殺死有害病原體，并不能去除污泥中的重金屬污染物，所以在污水污泥的農業(yè)利用中必須關注重金屬污染，以防止其形成二次污染。許多研究表明，施用污泥可不同程度地增加土壤和植物可食部分重金屬含量，且與污泥施用量呈一定的線性關系，進而通過食物鏈危害人和生物健康。因此，凡是進行污泥土地利用和污泥農用的 莫不對重金屬可能造成的危害極為關注。
4 結語
城市污泥中既含有有用物質又包含有害成分，不能將其隨意堆放，必須進行妥善的處理和處置，避免產生二次污染。其處理和處置技術應滿足廢棄物的無害化、減量化、穩(wěn)定化和回收利用原則。將城市污水污泥作為一種資源加以充分利用是較好的處理處置方法。
城市污泥的處置途徑包括土地利用、衛(wèi)生填埋、污泥農用、焚燒處理和水體消納等方法，這些方法都能夠容納大量的城市污泥，但因各國國情不同，選擇的方法各有側重。我國是一個農業(yè)大國，其廣闊的土地資源是發(fā)展污泥土地利用的天然優(yōu)勢。在安全、可靠、避免二次污染的前提下將污泥農用和土地利用，既消除城市污染，又能促進農業(yè)的發(fā)展。因此，在充分考慮安全性的前提下可優(yōu)先將污泥土地利用和污泥農用，這樣既合理利用了污泥，又促進了農業(yè)的發(fā)展，使污泥資源化。
