城市污水處理廠污泥的有效利用和相關的環(huán)境問題研究

范吉偉

【摘 要】污水處理廠污泥處理處置是城鎮(zhèn)污水處理的重要環(huán)節(jié)，也是衡量污水處理成效的重要標準，如何科學化地處理和處置污水處理廠污泥，探討污泥如何有效利用的措施和途徑，是我們污水處理廠、公眾和相關政府部門共同關心的問題。

【關鍵詞】污水處理廠；污泥處理；污泥處置

1、污泥處理處置現(xiàn)狀及存在問題

1.1現(xiàn)狀

目前，我國城市水污染控制普遍存在的問題是“重污水處理而輕污泥處理處置”。同我國大部分城市一樣，襄陽市已建成的污水處理廠在原有設計方案中未考慮污泥穩(wěn)定、無害化處理，污水處理廠污泥經(jīng)重力濃縮機械脫水后形成泥餅外運處置。

本市污泥在外運處置上主要采用以下幾種方法：（1）填埋、運至當?shù)乩幚韽S或就近填埋。（2）農(nóng)場棄置及隨意堆放，也有將污泥堆放在廠區(qū)內(nèi)。（3）部分污泥不知去向。

1.2存在問題

本地區(qū)污泥處理處置的情況來看，脫水污泥填埋、棄置帶來如下問題：

（1）污泥含水率高會帶來運輸費用高，大量占用填埋空間，影響垃圾壓實操作等系列問題。

（2）本地區(qū)雨量較充沛，棄置及簡易填埋，易使污泥受雨水沖刷，漫流到地表水體或滲入地下引起污染。

（3）露天堆放的污泥易產(chǎn)生惡臭、滋生蚊蠅，嚴重影響周邊環(huán)境衛(wèi)生。

隨著規(guī)劃中污水處理廠的陸續(xù)建成，污泥量將越來越多，污泥的處理處置將成為本地區(qū)污水處理行業(yè)健康發(fā)展的瓶頸問題。

2、污泥對環(huán)境的污染

（1）污泥鹽分的污染

污泥含鹽量較高，會明顯提高土壤電導率，破壞植物養(yǎng)分平衡、抑制植物對養(yǎng)分的吸收，甚至對植物根系造成直接的傷害，而且離子間的拮抗作用會加速有效養(yǎng)分的流失。

（2）病原微生物的污染

污水中的病原體（病原微生物和寄生蟲）經(jīng)過處理還會進入污泥。新鮮污泥中檢測得到的病原體多達千種，其中危害較大的是寄生蟲。Polan和Jones（1992）認為污泥中病原體對人類或動物的污染途徑4種：①直接與污泥接觸；②通過食物鏈與污泥直接接觸而感染；③水源被病原體污染；④病原體首先污染了土壤，然后污染水體。污泥農(nóng)用引起的潛在疾病被認為主要與沙門氏菌和絳蟲卵有關。

（3）氮、磷等養(yǎng)分的污染

在降雨量較大地區(qū)的土質疏松土地上大量施用富含N、P等的污泥之后，當有機物分解速度大于植物對N、P的吸收速度時，N、P等養(yǎng)分就有可能隨水流失而進入地表水體造成水體的富營養(yǎng)化，進入地下引起地下水的污染。

（4）有機物高聚物污染

城市污泥含有有苯、氯酚等有毒物質。盡管目前國內(nèi)外對城市污泥中有機污染物的研究并不多，但是一些國家對農(nóng)用城市污泥中有機污染物的特征及其在農(nóng)業(yè)環(huán)境中的行為、生態(tài)效應和調(diào)控措施等方面進行了一定的研究。

（5）重金屬污染

在污水處理過程中，70%～90%的重金屬元素通過吸附或沉淀而轉移到污泥中。一些重金屬元素主要來源于工業(yè)排放的廢水如鎘、鉻；一些重金屬來源于家庭生活的管道系統(tǒng)如銅、鋅等重金屬。重金屬是限制污泥大規(guī)模土地利用的重要因素，因為污泥施用于土壤后，重金屬將積累于地表層。另外重金屬一般溶解度很小，性質較穩(wěn)定、難去除，所以其潛在毒性易于在作物和動物以及人類中積累。

3、污泥有效處置和處理的途徑

（1）衛(wèi)生填埋

衛(wèi)生填埋操作相對簡單，投資費用較小，處理費用較低，適應性強。但是其侵占土地嚴重，如果防滲技術不夠，將導致潛在的土壤和地下水污染。污泥衛(wèi)生填埋始于20世紀60年代，到目前為止已經(jīng)發(fā)展成為一項比較成熟的污泥處置技術。

（2）污泥農(nóng)用

污泥農(nóng)用投資少，能耗低，運行費用低，其中有機部分可轉化成土壤改良劑成分，因此污泥土地利用被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式。這種處置方式是把污泥應用于農(nóng)田、菜地、果園、林地、草地、市政綠化、育苗基質及嚴重擾動的土地修復與重建等?？茖W合理地土地利用，可減少污泥帶來的負面效應。

（3）污泥焚燒

以焚燒為核心的處理方法是最徹底的處理方法，它能使有機物全部碳化，殺死病原體，可最大限度地減少污泥體積，但是其缺點在于處理設施投資大，處理費用高，有機物焚燒會產(chǎn)生二惡英等劇毒物質。為防治焚燒產(chǎn)生二惡英等有害氣體，要求焚燒溫度高于850℃。焚燒后產(chǎn)生的焚燒灰可以改良土壤、筑路，制磚瓦、陶瓷、混凝土填料等。此外，已經(jīng)有一些公司正在開發(fā)將脫水污泥制成燃料以發(fā)電的新技術。在國內(nèi)由于其一次性投資和處理成本大、焚燒煙氣需進一步處理等問題而一直未得到廣泛的應用。

（4）污泥干化和熱處理

污泥干化能使污泥顯著減容，體積可以減少4～5倍，產(chǎn)品穩(wěn)定、無臭且無病原生物，干化處理后的污泥產(chǎn)品用途多，可以用作肥料、土壤改良劑、替代能源等。早在20世紀40年代，日本和歐美就已經(jīng)用直接加熱鼓式干燥器來干燥污泥，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，污泥干化技術的優(yōu)點正逐步顯現(xiàn)出來。

（5）污泥堆肥

堆肥化技術是國際上從60年代迅速發(fā)展起來的一項新興生物處理技術。雖然國外將污泥堆肥處理后制成復合肥已經(jīng)相當普遍，但是國內(nèi)污泥堆肥的商品化生產(chǎn)正在蓬勃地發(fā)展中。我國的深圳、太原、石家莊、西安等地已經(jīng)出現(xiàn)了污泥堆肥產(chǎn)品。

（6）海洋傾倒

海洋傾倒操作簡單、對于沿海城市來說其處理費用較低，但是，隨著生態(tài)環(huán)境意識的加強，人們越來越多地關注污泥海洋傾倒對海洋生態(tài)環(huán)境可能存在的影響。但是從1998年底，歐共體城市廢水處理法令（91/271/EC）已經(jīng)禁止其成員國向海洋傾倒污泥。

4、污泥處理處置過程中保障措施

（1）有序推動污泥處置工作的政府政策和技術方案的指導

區(qū)域主管部門，要根據(jù)本地區(qū)的特點，組織相關政府部門制定污泥處置的政策，以及污泥處置的技術方案選擇思路。

（2）落實好污泥處置有關的扶持政策

各級部門要切實認真地落實國家有關城市污水處理廠污泥處置的優(yōu)惠政策，要統(tǒng)籌安排好環(huán)境保護財政專項資金，加大對污泥處置基礎設施建設的投入。

（3）嚴格杜絕工業(yè)廢水進入城鎮(zhèn)污水處理廠

雖然城鎮(zhèn)污水處理廠污泥含有大量的有機物、豐富的氮磷等營養(yǎng)物，但是污泥中含有重金屬等有害物質，很難找到利用的市場。因此，嚴格杜絕工業(yè)污水進入城鎮(zhèn)污水處理廠，從源頭上加強工業(yè)污染的監(jiān)管，從而為各地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥資源化利用做好準備。

（4）污泥處理處置的技術保障

要根據(jù)地區(qū)污泥的物化特性，并結合本區(qū)域產(chǎn)業(yè)結構的特點，探討和研究適合本區(qū)域的污泥處置技術路線，真正實現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化的目的。

（5）加大污水處理廠的技術革新和管理力度

由于這10年來全國各地大規(guī)模的建設污水處理廠，出現(xiàn)相應的問題有：①嚴重缺少污水處理方面的技術人員，技術力量薄弱；②污水處理廠技術落后（目前很多地區(qū)污水廠處理廠都在提標）；③管理人員管理水平不足，這樣就造成產(chǎn)生污泥量的多少、污泥的含水率多少和污泥處理處置的成本多少，這些數(shù)據(jù)都在浮動，影響污泥的處理和處置效果，因此，緊迫需要加大污水處理廠的技術革新，以及管理水平的提高。

5、結束語

面對我國污泥產(chǎn)生和處理處置狀況，今后需要采取的策略是：首先，污水處理廠應當重視污泥處理和處置，加強污泥管理力度。其次，國家和行政管理部門應當加速建立和完善污泥處理處置的相關法規(guī)。國家鼓勵民間資本對污泥處理處置項目進行融資，逐步組建一批按市場經(jīng)濟規(guī)律運轉和管理的因地制宜的城市污泥處理處置中心。 總之，城市污水處理廠污泥處置應該從實際出發(fā)，根據(jù)當?shù)靥攸c與污水處理廠條件，因地制宜地確定處置方法，全面貫徹污泥處置“無害化”、“資源化”雙贏方針，使污泥處置工程方案做到：安全可靠，經(jīng)濟合理，管理方便。

參考文獻：

（1）國家住建部發(fā)布《關于全國城鎮(zhèn)污水處理設施2011年第四季度建設和運行情況的通報》

（2）《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術政策》（試行），環(huán)境保護部、建設部、科技部，2009年