城镇污水处理厂污泥处理处置现状浅议

 　摘 要：随着我国社会城市化的飞速发展，城镇污水的产生量也随之增加，其衍生产物污泥也大幅增长。而污泥中的有毒有害物质，如妥善处理不当，易造成二次污染，同时污泥也具有较高的潜在利用价值。本文就我国城市污泥处理现状及存在的问题进行了阐述，并分析了污泥的特性及特征，同时简要分析了主要的污泥处理处置的主要技术及其优缺点，为实现污泥的稳定化、无害化、减量化和资源化提供一定的依据。 

　　关键词：污水处理厂；污泥；处理处置 

　　随着我国经济社会的快速发展，城市化、工业化进程步伐不断加快，公众对环境质量的要求越来越高，公众的环保意识也在不断增强，环境保护和治理是落实“五大发展”理念的重要工作[1]。据住建部统计，截止至2016年9月底，我国污水处理厂的数量3976座，日处理能力达1.7亿立方米，我国污水处理厂兴建以及污水处理能力和处理率都呈现大幅度增长态势。而污泥作为污水处理的“衍生品”，随着污水处理量的增加而急剧增加，2015年我国市政污泥产量达3500万吨，至2020年，市政污泥将达到6000万吨～9000万吨。 

　　“重水轻泥”是我国污水处理过程中普遍存在的现象，城镇污水处理行业虽快速发展，污泥处理处置行业却发展缓慢，与污泥产量连续递增的趋势相背，并且污泥的有效处理处置效率较低，直接倾倒和简单填埋的方法是目前大多数污水厂采用的方式，污泥有效处理率远低于30%，大量污泥没有得到规范化的处理，直接造成了“二次污染”[2]。但污泥浓缩后处置后可以作为制砖和水泥的原料，经过适当处理后可以作为肥料，焚烧后可以当做能源发电。污泥具有环境危害性和资源性双重属性。所以要利用先进技术来处理污泥，做好污泥的资源化利用，发挥污泥的经济和社会效益。 

　　1 污泥的特性及特征 

　　（1）有害性：我国城镇污水厂的污泥有机物和重金属含量高，有机物含量高容易滋生细菌，并且发生腐臭，污泥中含有的有机污染物不易降解、毒性残留时间长，这些有毒有害物质进入水体与土壤中将造成环境污染，污泥对环境的二次污染还包括污泥盐份的污染和氮、磷等养分的污染，重金属含量高将影响污泥的土地利用。 

　　（2）含水率：污泥的含水率从99%下降1%时，污泥体积能减少一半，污泥含水率下降至85%左右时，污泥可用泵来输送；含水率低于80%时，污泥呈不易流动的状态，可用污泥运输外运，污泥经浓缩后含水率达到60%左右，多为固体状态。热干化、焚烧或热处理等方法可进一步除去污泥中的水分。 

　　（3）污泥比阻：污泥比阻是描述污泥脱水的难易程度或污泥的脱水性能。通常污泥比阻越大，越难脱水，这与污泥脱水时滤布的特性和压榨或�x心程度有关。 

　　2 污泥处理技术概述 

　　城镇污水处理厂产生的污泥经单元工艺组合处理，达到"减量化、稳定化、无害化"目的的全过程称为污泥处理。 

　　2.1 污泥厌氧消化 

　　污泥厌氧消化是指在无氧条件下，由兼性菌和厌氧菌将污泥中可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等稳定物质，同时减小污泥体积，去除臭味，杀死寄生虫卵，回收利用消化过程中产生的沼气的过程[3]。是污泥减量化、稳定化的手段之一，一般分为三个阶段：水解酸化阶段，产氢产乙酸阶段，产甲烷阶段，可以使污泥中有机物浓度降低30%～50%左右。但基建费用较高，占地较大，适用于规模大产生污泥量多的污水处理厂。 

　　2.2 污泥好氧消化 

　　污泥好氧消化的实质是生物污泥内微生物有机体的内源代谢，即细胞原生质在有氧条件下的生物氧化作用[4]。好氧消化对有机质的降解程度高，消化时间短，不产生臭气，易脱水，运营操作管理简单，但运行维护费用较高，能够消化污泥量较少，污泥降解程度随温度变化较大。 

　　2.3 污泥脱水 

　　将流态的原生、浓缩或消化污泥脱除水分，转化为半固态或固态泥块的一种污泥处理方法。脱水后的污泥含水率可降低到80%以下，污泥具有固体特性，成泥块状，便于运输和最终处理处置。 

　　（1）干化法。一般包括自然干化法，热干化法，石灰石稳定干化法等。自然干化是依靠下渗作用和蒸发作用来降低堆放在固定场所污泥的含水量。下渗作用可将污泥含水率降低到百分之八十五左右，蒸发作用数周后，污泥含水率可降到百分之七十五左右。污泥石灰石稳定干化技术的原理是利用石灰和水发生的化学反应，形成较为稳定的氢氧化钙，从而实现对污泥中的含水的化学处理，起到吸水干化的效果[5]。热干化是指将污泥通过直接加热的方式进行烘干处理，这能够实现污泥含水的有效降低，通过能够降低内部细菌等的滋生和繁殖，实现对污泥气味的改善。 

　　（2）机械脱水法。利用离心分离、带式压滤、板框式压滤、管式压滤真空过滤、污泥增稠等机械进行脱水的方法。投加无机盐或高分子混凝剂是目前普遍的预处理方法是。过滤是将湿污泥用滤层经过重力浓缩、压榨后过滤污泥，水分（滤液）渗过滤层而回用，脱水污泥（滤饼）则被截留在滤层上，然后通过输送机外运。离心法是利用污泥中固、液比重不同而产生的不同离心力达到泥水分离的效果。 

　　3 污泥处置技术概述 

　　在我国，由于经费和技术上的原因，目前污泥尚无稳定而合理的出路，总的状况还是以土地填埋、农业利用和绿化的土地利用方式为主。农业利用占比44.83%，土地填埋占比31.03%，焚烧、绿化和与垃圾一块填埋共占比10.35%，而未经处理的占比达13.79%[6]。 

　　3.1 填埋法 

　　国内对污泥进行处置最常见的方法是利用城市生活卫生垃圾厂进行填埋。它具有投资较少、容量大、见效快的特点，但污泥中含有的有毒有害物质会以渗滤液和臭气的方式污染地下水和大气[7]，造成二次污染。随着近年来污水厂剩余污泥量的大量产出，可供卫生填埋的填埋厂容积越来越有限，并且随着土地资源紧张和高昂的污泥运输费用也是制约污泥卫生填埋的一个重要问题。因此我国采用卫生填埋处置污泥技术的比例逐渐减少，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处理的一种有效方式。剩余污泥中含有丰富的有机物和氮、磷、钾等营养元素和钙、镁、铜、铁、锌等微量元素，它们有改善土壤结构、增加土壤肥力、促进植物生长的作用[8]。但污泥土地利用的不足是容易产生恶臭等废气，影响周边的环境，对附近居民的生产生活产生一定影响。污泥土地利用受到其泥质特性的影响，尤其是土攘中的重金属含量影响，在采用这一处置技术时，要做好相关的风险防范，为了减少对土壤的二次污染，堆肥时通常加人稻草、木屑等作为调理剂和膨胀剂，不仅能增加发酵的能源物质，也对污泥中的重金属起稀释作用[1]。 

　　3.3 焚烧法 

　　污泥焚烧是利用污泥的有机成分较高，具有一定热值等特点来处置污泥。污泥焚烧的技术方法及工艺流程具有多种方式，从燃料方面包括单一焚烧（在焚烧炉内单独处置污泥）和混合焚烧（污泥或污泥衍生燃料与其他可燃物混合进行燃烧）两种形式。目前，污泥焚烧技术已得到了迅速发展，尤其在发达国家已成为主流污泥处置技术。在2016年以前，美国的污泥焚烧占所有污泥处置技术的比例约22%，日本约68%，欧盟国家约20%-40%，而中国的污泥焚烧比例仅为3%[9]。焚烧法可最大化的减少污泥的体积，减量率可达95%左右，并且污泥中的有机物焚烧时均被完全氧化，病原体和细菌均被完全杀死，另外污泥在焚��时，可利用余热发电或供热，具有良好的经济效益。但焚烧法的投资和操作费用较高，焚烧时产生的二�f英有毒气体、飞灰、炉渣和烟气可引起二次污染。 

　　3.4 建材利用 

　　污泥的资源化利用是污泥处理处置技术发展的最终趋势。污泥的建材利用主要包括以下出路：污泥制沥青；污泥制砖；污泥制陶粒；污泥制生态水泥；污泥制混凝土；污泥制吸附剂等。但从经济和产品适用角度看，污泥制砖和制水泥是目前比较可行的建材利用方法[10]。2001年4月日本第一座“生态水泥厂”在千叶县正式投产，以污水厂污泥、下水道淤泥和垃圾焚烧飞灰残渣等作为原料，每年生产“生态水泥”的最大产能达11万吨[9]。但污泥中磷含量较高会引起砖块或水泥熔点降低，其产品不得用作高层建筑材料，污泥中存在重金属有害成分，德国等国家规定，污泥制砖和制水泥的建材产品不得参与饮用水建设。 

　　4 污泥处理处置技术对比研究 

　　表1例举了污水处理厂常用的污泥处置技术及其优缺点，表2例举了污泥处置技术的建设成本及其运营成本。可以得出目前污泥由于处置费用和处置技术的问题，用于垃圾填埋的污泥占很大一部分。而土地利用作为污泥处置的发展趋势，如处置得当，则具资源效率较高，能耗较低的优点，有可以将污泥资源化利用发挥到最佳水平。 

　　5 结语 

　　污泥处理处置问题已成为社会各界高度重视的新的环境问题。不同的污泥处理处置技术都有其不同的用处，针对不同的污水处理厂，制定更加合理的污泥处理处置路线，加大新技术新设备的研发，才能使污泥处理效果达到最佳状态。 

　　参考文献： 

　　[1]张立伟.城市污水厂污泥处理/处置技术概述[J].环境与发展， 2017，29（04）：34-35. 

　　[2]中国投资咨询网.“十三五”期间污泥处理市场规模分析[EB/OL]http：//www.h2o-china.com/news/245132.html，2016-08-24. 

　　[3]王刚.国内外污泥处理处置技术现状与发展趋势[J].环境工程， 2013（s1）：530-533. 

　　[4]高会亮.城市污水处理厂污泥处理处置方法研究[J].科技视界， 2014（05）：279-279. 

　　[5]尹雷鸣.城镇污泥处理处置技术的应用[J].工业，2017（02）：00059. 

　　[6]严迎燕.浅谈我国城镇污水处理厂污泥处理处置现状[J].广东化工，2016，43（11）：204-205. 

　　[7]王学魁，赵斌，张爱群等.城市污水处理厂污泥处置的现状及研究进展[J].天津科技大学学报，2015，30（04）：1-7. 

　　[8]黄雅曦，李季，李国学.污泥处理与资源化利用现状分析[J]. 农业环境科学学报，2003，22（06）：765-768. 

　　[9]朱南文.土地填埋、干化焚烧、资源利用--我国城镇污水厂污泥处理处置技术应用的路线思考[J].净水技术，2016，35（05）：1-5. 

　　[10]陈艳萍.浅析污泥处理与处置工艺技术[J].低碳世界，2017（23）.