漳州城鎮(zhèn)污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線研究

高劍平， 黃建峰， 張 梁

（1.漳州職業(yè)技術(shù)學院，福建 漳州 363000；2.漳州市西區(qū)金峰污水處理有限公司，福建 漳州 363000；3.江南大學 生物工程學院，江蘇 無錫 214122）

0 引 言

我國污水處理規(guī)模在2010年達到了12 476萬m3／d，規(guī) 劃 到2015年 將 達 到20 805萬m3／d［1］。按每處理1萬m3污水產(chǎn)生5～8m3濕污泥（含水率80%左右）的經(jīng)驗值計算［2］，則到2015年我國因處理污水而產(chǎn)生的濕污泥量將達到10～16萬m3／d。污泥中含有病原菌、重金屬、持久性有機污染物等，若隨意處置將造成嚴重的二次污染。能否成功解決污泥處理處置問題已成為污水處理凈化環(huán)境成功與否的關鍵因素之一。

中央政府高度重視污泥問題。2010年11月環(huán)境保護部下發(fā)《關于加強城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知》明確要求各地加快污泥處理處置設施建設。2011年3月，住房和城鄉(xiāng)建設部、國家發(fā)改委共同編制并發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南》（試行）為我國污泥處理處置提供了技術(shù)與方案的選擇依據(jù)和技術(shù)標準。但一直到2014年，各地污泥處理處置設施真正投入運營的很少，大量污泥仍然是通過“填埋”隨意處置。業(yè)內(nèi)普遍認為，出現(xiàn)這一問題的根源在于各地缺少一個比較明晰的符合本地區(qū)實際的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線?；诖耍闹芯腿绾卧O計地區(qū)污泥處理處置技術(shù)路線提出了相應原則，并依據(jù)這一原則制定了3條技術(shù)上可行、經(jīng)濟上可承受的技術(shù)路線，以期為今后其它地區(qū)制定相應技術(shù)路線提供理論參考。

1 設計地區(qū)污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線的原則

國內(nèi)已有專家對污泥處理處置技術(shù)路線的選擇提出了思路，如唐建國［3］等提出的“處置決定處理、處理滿足處置、處置方式多樣、處理適當集約”這一思路對業(yè)內(nèi)影響較大。然而具體到某一地區(qū)污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線的設計時，這一思路仍顯得較為宏觀。筆者提出，地區(qū)污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線可考慮按照“污水來源決定污泥泥質(zhì)特征、污泥泥質(zhì)特征決定處置方式選擇、處置方式?jīng)Q定處理方式、處理方式應可持續(xù)”這一原則進行設計。

1.1 污水來源決定污泥泥質(zhì)特征

什么樣的污水決定什么樣的污泥。污水凈化過程實際上是污染物從污水向污泥的轉(zhuǎn)移過程。一般而言，我國城鎮(zhèn)污水廠污水來源有3種情況：

1）單一城鎮(zhèn)生活污水；

2）工業(yè)廢水；

3）城鎮(zhèn)生活污水和預處理后的工業(yè)廢水混合。

其對應的污泥泥質(zhì)特征見表1。

表1 污水來源與對應污泥泥質(zhì)特征

1.2 污泥泥質(zhì)特征決定處置方式選擇

《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南》（試行）明確提出我國污泥3種主要處置方式：土地利用、焚燒及建材利用、填埋。國家鼓勵優(yōu)先研究土地利用的可行性；當不具備土地利用條件時，可考慮采用焚燒及建材利用；當不具備以上兩種處置方式條件時，可考慮污泥安全填埋［4］。我國城鎮(zhèn)污泥處理處置主要方式見表2。

綜合表1和表2可以看出，若污泥泥質(zhì)表現(xiàn)出污染物含量低、養(yǎng)分含量高的特征，建議考慮采用土地利用處置方式。若污泥泥質(zhì)表現(xiàn)出污染物含量高，則無論養(yǎng)分含量高低，從安全處置角度，建議考慮焚燒后建材利用或安全填埋的處置方式。

1.3 處置方式?jīng)Q定處理方式

在初步確定污泥處置方式之后，就要根據(jù)處置方式進行污泥處理工藝路線的選擇。對于采用土地利用處置方式，建議考慮“混合堆肥（好氧發(fā)酵或厭氧消化）＋土地利用”路線；對于采用焚燒處置方式，建議考慮“污泥干化＋焚燒＋灰渣填埋或建材利用”路線；對于采用填埋處置方式，建議考慮“深度脫水＋穩(wěn)定化無害化處理＋深度填埋”路線。

1.4 處理方式應可持續(xù)

在按照上述原則確定污泥處理處置技術(shù)路線后，要實現(xiàn)污泥處理的可持續(xù)，需要注意兩個方面的問題：

1）處理要適度集約。建議成立專門的污泥處理廠進行污泥處理，這樣既有利于降低成本，也有利于政府監(jiān)管。如美國，650座厭氧消化設施和750座好氧發(fā)酵設施消納了16 000多座污水處理廠年產(chǎn)污泥的80%［5］。

2）政府監(jiān)管必須到位。這里的監(jiān)管更多的應體現(xiàn)在對污水源頭的嚴格控制（特別是工業(yè)廢水）以及定期的安全評估。

表2 我國城鎮(zhèn)污泥處理處置主要方式

2 漳州城鎮(zhèn)污泥處理處置現(xiàn)狀及存在問題

近年來，隨著漳州市社會經(jīng)濟發(fā)展和城市化進程的加快，城鎮(zhèn)污水處理率不斷提高，污泥的數(shù)量也在不斷增長，成分日趨復雜。2013年，全市13座城鎮(zhèn)污水處理廠只有3座實現(xiàn)污泥安全處理處置。污泥的不規(guī)范處置已成為該市土壤和水環(huán)境一個新的環(huán)境污染源，部分抵消了污水處理廠凈化環(huán)境的功效，嚴重制約了污水處理事業(yè)健康發(fā)展。

目前漳州城市污泥處理處置存在的問題主要體現(xiàn)在以下5個方面：

1）污泥產(chǎn)量分布不均。污泥集中在幾座興建較早、規(guī)模較大的污水廠，而多數(shù)新建污水處理廠因為管網(wǎng)配套相對滯后、進水污染物濃度較低且水量較少，微生物營養(yǎng)不夠致使污泥產(chǎn)量低甚至不產(chǎn)泥。

2）污泥成分日益復雜。隨著經(jīng)濟社會的持續(xù)快速發(fā)展特別是工業(yè)化進程的加快，進入各污水廠處理的污水成分日趨復雜，其結(jié)果必然導致產(chǎn)生的污泥成分也日趨復雜，從而提高了污泥后續(xù)處理處置的難度。

3）污泥處理處置簡單化。多數(shù)污水處理廠對產(chǎn)生的污泥只經(jīng)過單一脫水處理后就直接填埋，由于污泥具有含水率高、流動性強的特點，大量污泥對垃圾填埋場產(chǎn)生不利影響，一些填埋場開始拒收來自城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥，導致部分城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥隨意堆放，嚴重影響環(huán)境［6］。

4）污水處理企業(yè)管理不到位，污泥出路問題突出。全市大部分污水處理廠至今尚未建立污泥管理臺帳和污泥危害化管理的規(guī)章制度。部分產(chǎn)泥量大的污水廠，污泥不能被全部妥善處理處置；少數(shù)污水處理廠設計不合理，缺少健全的污泥貯存場地，出現(xiàn)了污泥沒地方去的現(xiàn)象。

5）缺乏政府層面統(tǒng)一管理和規(guī)劃，總體解決思路不明確。地方政府目前仍把重點放在新建污水處理廠以解決城市生活污水污染問題，沒有系統(tǒng)規(guī)劃、建設相關污泥集中處理處置設施［7］。

3 漳州城鎮(zhèn)污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線研究

3.1 單一處理城鎮(zhèn)生活污水產(chǎn)生的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線

漳州地處亞熱帶，農(nóng)業(yè)和食品加工工業(yè)較為發(fā)達，具有豐富的農(nóng)業(yè)廢棄物資源。因此，對于單一處理城鎮(zhèn)生活污水而產(chǎn)生的污泥，可以考慮將污泥處理與農(nóng)業(yè)廢棄物資源綜合利用結(jié)合起來，堆肥后進行土地利用的處置方式。理由如下：

1）經(jīng)檢測分析，單一處理城鎮(zhèn)生活污水產(chǎn)生的污泥不僅含有豐富的有機質(zhì)及氮、磷、鉀等植物生長需要的養(yǎng)分，而且污染物含量很低，適合作為堆肥原料，見表3。

表3 漳州部分城鎮(zhèn)污水廠污泥污染物及養(yǎng)分含量

2）農(nóng)業(yè)廢棄物（如菌菇渣）不僅含有豐富的粗纖維、粗脂肪、粗灰分等營養(yǎng)物質(zhì)，而且數(shù)量龐大、價格低廉，適宜作為堆肥輔料［8］。

3）漳州建設“田園都市、生態(tài)之城”，無論是城市綠化還是沿海沙化土地的改良，都可大量吸納堆肥產(chǎn)品。

圖1 漳州單一處理城鎮(zhèn)生活污水產(chǎn)生的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線圖

4）從經(jīng)濟效益角度看，若制成有機肥銷售，則目前污泥處理后可產(chǎn)生約150元／t凈效益；若制成土壤修復原料，則目前污泥處理后也可產(chǎn)生約50元／t凈效益，市場前景廣闊。

基于以上分析，結(jié)合各地污泥堆肥處理后進行土地利用相關實例，提出漳州單一處理城鎮(zhèn)生活污水產(chǎn)生的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線，如圖1所示。

從圖1可以看出，該技術(shù)路線能順利實施的關鍵點有3個：

1）要保證污水來源為單一城鎮(zhèn)生活污水，為此政府必須強化源頭控制與管理，嚴格杜絕有毒有害工業(yè)廢水進入；

2）堆肥工藝技術(shù)要成熟，確保堆成的熟肥符合要求；

3）后續(xù)的環(huán)境風險監(jiān)控要到位，確保不因污泥土地利用造成新的環(huán)境問題。

同時，鑒于漳州部分縣區(qū)新建的城鎮(zhèn)污水廠存在管網(wǎng)建設滯后、污水來源不足導致污泥產(chǎn)量少等問題，可以考慮污泥處理適度集約。如沿海臨近的東山、詔安、漳浦三縣城鎮(zhèn)污水廠污泥可集中統(tǒng)一堆肥處理，堆成熟肥用于沿海沙化土地的土壤改良及綠化用肥。

3.2 處理工業(yè)廢水產(chǎn)生的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線

工業(yè)廢水排入市政污水管網(wǎng)前必須按規(guī)定進行廠內(nèi)預處理，使有毒有害物質(zhì)達到國家、地方或行業(yè)的排放標準。不同工業(yè)產(chǎn)生的廢水成分差別很大，其廠內(nèi)預處理產(chǎn)生的污泥如何處理處置需具體情況具體分析。就漳州而言，食品工業(yè)企業(yè)廢水處理后產(chǎn)生的污泥可考慮進行土地利用處置，其它行業(yè)如造紙、印染、電鍍等企業(yè)廢水處理后產(chǎn)生的污泥只能考慮焚燒后進行建材利用或者填埋。其具體可持續(xù)處理處置技術(shù)路線如圖2所示。

圖2 漳州處理工業(yè)廢水產(chǎn)生的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線圖

從圖2可以看出，該技術(shù)路線能順利實施的關鍵點有二：一是污泥泥質(zhì)分析時要特別對污染物含量進行全面檢測，嚴格控制土地利用處置方式；二是對于污泥焚燒，從節(jié)約能耗角度，應考慮就近充分利用工業(yè)窯爐或集約處理。如港尾開發(fā)區(qū)、臺商投資區(qū)的工業(yè)污泥可就近運至華陽電廠進行焚燒處理；其它縣區(qū)可一縣建一座工業(yè)污泥焚燒設施，集中處理本區(qū)工業(yè)污泥。

從經(jīng)濟角度看，按目前技術(shù)水平每焚燒處置1t污泥成本大約為260～280元，這筆支出應由產(chǎn)生污泥的企業(yè)承擔。

3.3 處理城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水混合產(chǎn)生的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線

漳州各工業(yè)區(qū)配套污水廠污水來源一般為工業(yè)區(qū)生活污水以及經(jīng)過預處理的工業(yè)廢水，如漳州西區(qū)污水處理廠主要處理金峰開發(fā)區(qū)生活污水和工業(yè)廢水。對于處置這一類型污水產(chǎn)生的污泥，應采用立足審慎土地利用、輔以焚燒填埋的方式。其具體可持續(xù)處理處置技術(shù)路線如圖3所示。

圖3 漳州處理城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水混合產(chǎn)生的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線圖

從圖3可以看出，該技術(shù)路線能順利實施的關鍵點有二：一是工業(yè)廢水必須在廠內(nèi)預處理達標后才能排入市政管網(wǎng)，政府必須加強監(jiān)管和懲處力度；二是因為預處理后的工業(yè)廢水多少還含有一些污染物，為穩(wěn)妥起見，采用土地利用方式處置時只能用于土壤改良及林用，不進行農(nóng)用，并進行嚴格事后的環(huán)境風險監(jiān)測。同時，對于偷排未達標工業(yè)廢水進入管網(wǎng)的企業(yè)，應承擔該批次污泥處理焚燒填埋處置的全部費用。

4 結(jié) 語

隨著生態(tài)文明建設進程的加快，未來十年將是污泥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的黃金時期。各地區(qū)制定符合本地實際的技術(shù)路線將有利于該產(chǎn)業(yè)更好、更快的發(fā)展。文中提出的污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線設計原則以及按照這一原則設計的3條漳州城鎮(zhèn)污泥可持續(xù)處理處置技術(shù)路線可為其它地區(qū)相應技術(shù)路線的制定提供理論參考。

［1］ 環(huán)境保護部.中國環(huán)境統(tǒng)計年報［R］.2012.

［2］ 朱石清，唐建國.對上海污泥處理處置的幾點想法（上）［J］.給水排水，2007，33（10）：46－49.

［3］ 唐建國，林潔梅.對城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)路線選擇的思考［J］.給水排水，2011，37（9）：54－57.

［4］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部，中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處 置 技 術(shù) 指 南（試 行）［EB／OL］.（2014－05－22）［2014－12－20］.http：／／www.water8848.com／news／201405／22／17961.html.

［5］ 王洪臣.中國污泥處理處置技術(shù)路線的初步分析［J］.水工業(yè)市場，2010（7）：12－14.

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