城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置與資源化利用探討

【摘要】隨著我國經濟的快速發(fā)展，人民的生活水平的日益提高，中國的城鎮(zhèn)化建設的進程也快速進行著。隨著城鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展，污水越來越多，污水處理的規(guī)模也越來越大。然而，在污水處理的過程中會產生大量的污泥，污泥的產量與污水的處理產量呈正相關的關系，凈化的污水越多，則產生的污泥就越多。這些污泥既含有大量的水分、豐富的有機物及氮、磷、鉀等有用的營養(yǎng)元素，又含有很多重金屬、寄生蟲等。因此，如何對這些污泥進行妥善處理，既能避免其中的有害物質對環(huán)境造成污染，又能合理利用其中的有用資源，避免資源的浪費，成為人們熱切關注的話題。傳統(tǒng)的解決污泥處理方法已經不能很好的滿足環(huán)境保護與資源利用的要求，如何尋找一種更好的污泥處理辦法，可以兼顧環(huán)境保護和資源利用，是我國污泥處理亟待解決的問題。本文通過分析我國污泥處理現狀以及其中存在的問題，通過總結，對如何創(chuàng)建既符合環(huán)保要求又可以有效利用資源的污泥處理模式進行探討，以期對完善我國污泥處理機制有所裨益。

【關鍵詞】污泥；處理機制；環(huán)境保護；資源利用

1.污泥處理的意義

我國“十一五”規(guī)劃的重要目標就是建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會。其中，作為城市可持續(xù)發(fā)展重要內容的環(huán)境保護、水體質量保護、污水處理、中水回用等問題日益受到人們的關注。隨著城市經濟發(fā)展的加速，企業(yè)污水的產量不斷的加大，隨著城鎮(zhèn)污水處理規(guī)模的日益加大，污水處理后剩余的污泥量越來越多。如何對這些污泥進行有效的處理，既關系到城市環(huán)境的保護，也關系到了資源的有效利用。污泥是在污水處理的過程中產生的，不同污水處理方式下產生的污泥的量也是不一樣的，但平均下來，污泥量一般占到處理污水量的0.3%-0.5%。這些污泥既含有大量的寄生蟲、重金屬等有害物質，也含有大量的氮、磷、鉀等植物營養(yǎng)元素。如果不加處理的將這些污泥隨意排放，不僅對會造成嚴重的環(huán)境污染，威脅到城鎮(zhèn)居民正常的生產生活，也會造成資源的浪費。這與我國以環(huán)境保護和資源的合理利用為原則的可持續(xù)發(fā)展道路是不相符合的，因此，如何在保護環(huán)境的同時實現污泥資源化，是我國在進行污泥處理時應該注意的問題?？梢哉f，我們期望的污泥處理辦法應達到如下效果：妥善處理有害物質、易腐化發(fā)臭的有機物質，合理利用有用物質。

發(fā)展循環(huán)經濟、構建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會要求實現污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化三化的同時，也實現污泥的資源化。目前，我國對污泥的利用主要體現在以下幾個方面：如將污泥用于果園、林地、農田等，實現污泥資源的土地利用價值；將污泥用于水泥制造、陶瓷制造、瓷磚制造等，實現污泥的建筑材料利用價值；還有的將污泥用于熱能制造等，這些措施都很好的實現了污泥的資源化[1]。

2.傳統(tǒng)污泥處理方法

傳統(tǒng)處置方法通常將污泥用于填埋、焚燒、天海以及土地利用等方面[2]。這些方法對處理污泥起到了一定的作用，然而，隨著國家對環(huán)境保護力度的加大，這些方法的弊端也日益暴露出來，這些方法在很多方面并不能達到國家對環(huán)境保護制定的標準。

2.1 填埋法

填埋法在初期對污泥處理發(fā)揮了巨大的作用，經過40多年的發(fā)展，污泥的土地填埋技術也得到了極大的發(fā)展，且日趨成熟。然而，填埋技術自身的很多缺陷是無法克服的。利用土地填埋技術對污泥進行處理的前提條件是選擇一塊合適的土地進行填埋工作。然而，隨著我國經濟的發(fā)展，人們生活水平的日益提高，大批的農村居民涌入城鎮(zhèn)，隨著人們對住房需求的加大以及政府各種建設項目的增多，城鎮(zhèn)的空閑土地面積越來越少。污水排放量的增加直接導致了污泥產量的急劇增加，在人口稠密的城鎮(zhèn)地區(qū)選擇大面積的空閑土地進行填埋工作并非易事。此外，采用土地填埋法處理污泥還需要將污泥運到填埋現場，運輸費用也是一筆很大的資金投入。選址難以及運輸成本高這兩個因素限制了土地填埋法的廣泛應用。更重要的是，填埋法將污泥填埋在地下，并不能從根本上避免環(huán)境的污染，只是在一定程度上減緩了環(huán)境污染的進度。例如：對污泥中的有害物質不加處理便直接將污泥埋在地下，這些有害成分便會滲透到地下水中，對地下水造成一定的污染。總之，土地填埋法的上述弊端決定了這種方法并不是污泥處理的最佳途徑，其發(fā)展市場極為有限，最終將被更合理的污泥處理方法所取代。

2.2 污泥焚燒

污泥焚燒法主要是通過污泥中含有大量的有機物，而這些有機物又易于燃燒的特點對污泥進行處置的。污泥燃燒法是處置污泥比較徹底的一種方法，主要是分為兩大類的：一種是脫水污泥直接送焚燒爐進行焚燒，另一種是將脫水的污泥先干花，除去其水分，然后再進行焚燒。至于選擇何種焚燒方式，應根據焚燒時的具體情況進行。和其他的污泥處置法相比，污泥焚燒法有很大的優(yōu)勢，如，通過污泥焚燒法能夠迅速降低污泥的現存量，且焚燒污泥后的產物不含細菌，也沒有異味。然而，用焚燒法對污泥進行焚燒對焚燒設備和焚燒條件要求是相當嚴格的，操作也比較麻煩，資金投入也比較大，不具備推廣應用的現實條件。與此同時，由于污泥中含有大量的有機物，因此，雖然焚燒后的產物不會污染環(huán)境，然而污泥在焚燒過程中卻產生了很多有害氣體，如二氧化硫、二氧化碳等，這些氣體就會對大氣造成二次污染，污泥焚燒過程中也將有用的營養(yǎng)物質焚燒掉了，沒有實現污泥的資源化[3]。這些弊端都限制了污泥焚燒法的廣泛應用，一般情況下，只有在其他方法使用受限的情況下，才會考慮使用污泥焚燒法對污泥進行處理。

2.3 海洋排放法

通過海洋排放法實現污泥的處理常見于一些臨海的地區(qū)，這些地區(qū)的污水處理廠處理過污水后，直接將剩余的液態(tài)污泥排入大海中。英國、美國和日本由于地理位置原因，多采用海洋排放法對污泥進行處理。然而，隨著人們環(huán)保意識的提高以及人們對全球一體化這一概念認識的加深，海洋排放法遭到了社會各界人士的強烈反對，各個國家也命令禁止通過海洋排放法處理污泥，以保護人類共同生存的生態(tài)環(huán)境。海洋排放法并沒有從根本上解決問題，而是將問題轉移到了海洋。雖然將污泥排入海洋表面看似乎是處理了污泥，但由此卻引發(fā)了一系列的問題。污泥進入海洋后，直接污染海洋，導致海洋水質惡化，許多水生物的生存遭到了嚴重的威脅。鑒于此，各個國家都制定了相關的法律法規(guī)，嚴禁向海洋排放污泥，保護海洋環(huán)境。

2.4 土地利用

隨著我國經濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，大量的農村居民涌入城鎮(zhèn)，使得城鎮(zhèn)的空閑土地急劇減少。然而，依然存在一些的土地類型可以接納污泥，實現污泥的資源化。如城鎮(zhèn)的農業(yè)用地、牧業(yè)草地以及一些綠化帶等等，污泥中豐富的氮、磷、鉀等元素是很好的植物營養(yǎng)物質，因此，可以把污泥當做肥料用于這些類型的土地。然而，污泥中也含有大量的有害物質，如重金屬、寄生蟲等，將污泥不加處理的用于這些類型的土地，容易造成土地的污染，并且有些有機物特別難降解。因此，如果想將這些污泥用于土地，實現其土地利用價值，必須對污泥進行處理，防止污泥中的重金屬以及寄生蟲等有害物質對土地及其上的作物造成二次污染，真正實現污泥的資源化[4]。

3.污泥資源化利用途徑探討

3.1污泥低溫熱解制油技術

國外在實現污泥資源化上，遠遠領先了我國的技術水平，我國應學習外國先進的污泥處理技術，改善我國污泥處理現狀，保證可持續(xù)發(fā)展的順利進行，早日實現資源環(huán)境保護型和資源友好型社會的建設。污泥低溫熱解制油技術是由國外引進的，主要指的是通過無氧加熱技術對污泥進行加熱，使其達到一定的溫度，然后使污泥在干餾和熱分解的作用下分解成油、反應水、不凝性氣體以及碳四種產物，然后對這四種產物尤其是油進行合理的利用。這種方法很好的實現了污泥的資源化，并且在這個過程中，產生的油和碳的化學性質都十分穩(wěn)定，保證了污泥低溫熱解技術進行過程的安全性，生成物碳可以作為能源參與到對污泥加熱的過程中作為補充能源。鑒于該技術的安全性、無污染性以及科學合理性，世界上各個國家都開始了對該技術的研究，其發(fā)展前景十分廣闊。

3.2 污泥合成燃料技術

城鎮(zhèn)污泥中含有大量的有機物，這些有機物如果作為燃料，將會釋放出大量的熱量。因此，如果能夠合理提取污泥中的有機物制成燃料，一方面可以為我國燃料市場做出貢獻，另一方面還可以防止污泥燃燒產生二氧化硫、二氧化碳等氣體污染大氣。污泥合成燃料技術正好解決了這個問題，污泥合成燃料技術主要是將污泥放至高溫氣化爐內進行燃燒，而不是直接對污泥進行燃燒處理。在高溫氣化爐內對污泥進行燃燒，可以防止污染，與此同時，作為煤型粘結劑的污泥還可以改善高溫下煤型的內部孔結構，在一定程度上提高煤型的氣化反應，使煤渣中殘?zhí)嫉暮看蟠蠼档土?。通過這種方式產生的燃料，其在燃燒過過程中產生的煙氣中的有害物質可以通過常規(guī)的氣體凈化裝置除去，避免對大氣造成污染，污泥合成燃料技術為實現污泥的資源化利用開辟了一條新的道路。

3.3 污泥堆肥土地利用技術

我們在上文介紹了傳統(tǒng)的污泥土地利用技術，就是將污泥直接用于土地，充當化肥等原料。而污泥堆肥土地利用技術與傳統(tǒng)的土地利用技術具有明顯的不同。在我國，污泥堆肥主要有兩種方式：一種是將污泥進行消化或者將污泥和垃圾進行混合，然后充當肥料用于農作物，另一種是將污泥經過堆肥發(fā)酵，然后將其制成復合肥用于農作物。前者中比較發(fā)展相對比較成熟的方法是中溫厭氧消化處理，雖然采用這種方法對污泥進行處理后制成的肥料產氣率高，含水量較少，但是制成的化肥中仍含有大量的寄生蟲等，因此，這種方法在使用過程中受到了很大的限制。而混合堆肥通過化學反應使污泥和城市垃圾融合在一起，去除污泥中的有害物質，提高污泥的肥力，增加了污泥的穩(wěn)定性、無害性，有效的實現了污泥的資源化，具有很好的發(fā)展前景。

隨著城鎮(zhèn)企業(yè)和居民用水量的增加，污水量也大大的增加了，污水處理規(guī)模的加大使得污水處理后產生的污泥的量也增加了。我們在對污泥中的有害物質進行處理的時候，還應該注意污泥中氮、磷、鉀等植物營養(yǎng)元素的利用?？傊?，在對污泥進行處理的時候，應堅持環(huán)境保護和資源有效利用雙重原則，早日實現我國資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的建設，全面促進我國社會的可持續(xù)發(fā)展。