城市污泥的處理及其資源化應(yīng)用分析

楊威威+岳秀萍

【摘 要】城市污泥不僅是污染物而且也是一種資源，當(dāng)前大量污泥急需處理同時也是我國需首要解決的突出環(huán)境問題，而對其實施資源化利用且結(jié)合污泥處理，乃是一種更為有效且全面的處理方法。資源化處理城市污泥，不僅可實現(xiàn)自然資源損耗減少的目的，還可更為有效的促進廢棄物的循環(huán)利用，不僅現(xiàn)實意義凸顯，且社會及經(jīng)濟價值巨大。本文通過對城市污泥相應(yīng)處理方法及對應(yīng)資源化利用舉措予以分析，以此為相關(guān)應(yīng)用實踐及研究提供理論支撐。

【關(guān)鍵詞】城市污泥；處理；資源化應(yīng)用

1 城市污泥處理技術(shù)分析

1.1 污泥濕式氧化法

所謂濕式空氣氧化技術(shù)（WO）實質(zhì)為，將城市污泥于密封反應(yīng)器中予以放置，且于高壓及高溫狀況下，充入氧氣或空氣，且將其作為相應(yīng)氧化劑，依據(jù)浸沒燃燒原理，對污泥當(dāng)中所具有的有機物，實施相應(yīng)氧化分解操作，至此達到將有機物向無機物完成轉(zhuǎn)化的目的。此種方法對于各種難降解的相應(yīng)有機污泥的處理更為適用，設(shè)備復(fù)雜及維護費用高乃為其缺點。

1.2 蚯蚓處理污泥

波蘭Zambrow等首次運用蚯蚓，對污泥及廢水篩余物實施有效處理，最后得到一種具有豐富營養(yǎng)、類似腐殖質(zhì)及無氣味的蚯蚓肥料。而一些學(xué)者則運用蚯蚓，對污水廠當(dāng)中相應(yīng)消化污泥進行凈化處理，獲得良好效果。當(dāng)蚯蚓對污泥實施凈化處理操作之后，則其中的Ni、Zn及Cu等在具體的含量方面則會顯著下降；而當(dāng)處理污泥之后，則會將原本污泥向高效、疏松及無臭的有機顆粒肥料予以轉(zhuǎn)變，然而當(dāng)蚯蚓對污泥處理之后，則其體內(nèi)便會富集重金屬，所以，不可將其當(dāng)作飼料，防止及避免進至人體食物鏈。

1.3 膜生物反應(yīng)器

所謂膜生物反應(yīng)器乃為一種將膜分離技術(shù)當(dāng)中相應(yīng)膜系統(tǒng)，結(jié)合于污水生物處理工程當(dāng)中相應(yīng)生物反應(yīng)器，最終構(gòu)成全新工藝類型。對于膜生物反應(yīng)器而言，在其內(nèi)的污泥，則具有很長的停留時間，更甚者則可對排泥予以避免，然而對此種方法在應(yīng)用推廣方面造成限制的乃是膜材料價格及膜的堵塞。

1.4 污泥酸化

所謂污泥酸化實質(zhì)為利用剩余污泥具有較高的有機物含量特征，以此為基礎(chǔ)所開發(fā)的相應(yīng)處理方法。其處理原理為水解酸化剩余污泥，然后重新返回至廢水處理系統(tǒng)當(dāng)中，同時進行代謝處理，以此來實現(xiàn)無污泥排放減少或無污泥的效果。

1.5 污泥熱干化

熱干化工藝在歐洲比較流行，目前中國一些沿海發(fā)達城市也有一些采用熱干化技術(shù)處置污泥。熱干化是采用直接或間接的方法對濕污泥加熱，污泥中的水分在加熱過程中被蒸發(fā)。該工藝的主要優(yōu)點是污泥減量化、穩(wěn)定化和無害化徹底。熱干化的缺點是投資較大，能耗高。

1.6 污泥焚燒

焚燒工藝在日本比較流行，日本的大部分污泥是采用焚燒工藝處置的。經(jīng)過完全焚燒的污泥，完全可以達到污泥減量化、穩(wěn)定化和無害化，但其缺點是投資較大、能耗與運行費用較高、不利于下一步資源化利用。

1.7 污泥堆肥

污泥堆肥在世界各國均有使用，是比較成熟的工藝。污泥堆肥的原理是將污泥堆放在好氧的條件下使污泥內(nèi)部的生物質(zhì)發(fā)酵，產(chǎn)生熱量，除去部分水分。堆肥工藝的投資較小，運行時能耗很低，成本很大一部分來自添加有機質(zhì)的成本，是一種比較理想的污泥處置工藝。污泥堆肥的主要問題是占地面積大、污泥處理處置周期長，同時由于污泥中可能重金屬超標，在實際運用中會收到限制。

1.8 污泥低溫碳化工藝

污泥低溫碳化采用較低的溫度（250℃左右），中壓（10MPa以下），將污泥中的細胞破壁裂解，其中水分自然析出，經(jīng)機械脫水污泥含水率可降至50%以下，再經(jīng)干燥或自然風(fēng)干（3-5天）使含水率可進一步降低至30%以下。在細胞裂解過程中，水分始終保持為液態(tài)，沒有變相，能耗較低；裂解過程最大限度地保留了原污泥中的碳值，為污泥資源化提供了可能，同時本技術(shù)還具有投資抵、工藝設(shè)備簡單等特點。在國外主要以美國的Enertech和美國的Thermo Energy為代表；在國內(nèi)主要以山西省晉中市城區(qū)污泥處置試點項目（100噸/日）為主要代表。

2 城市污泥的資源化應(yīng)用分析

2.1 污泥農(nóng)用資源化

若將污泥用于農(nóng)用，則具有運行費用低、能耗低及投資少等優(yōu)點，而污泥當(dāng)中的有機部分，可向土壤當(dāng)中的改良劑成分進行轉(zhuǎn)化，所以，此種利用途徑則被當(dāng)作一種最具發(fā)展?jié)摿Φ奶幹梅椒?。對于污泥相?yīng)利用而言，其不僅可用于農(nóng)田，而且還可用于嚴重擾動的土地修復(fù)、育苗基質(zhì)、市政綠化、林地、菜地、草地及農(nóng)田等領(lǐng)域，相關(guān)研究結(jié)果顯示，采用污泥堆肥及污泥，對諸如蔬菜、棉花、小麥及玉米等作物進行栽種，采用污泥栽種的植株，無論是品質(zhì)、產(chǎn)量及生長狀況相比于不施肥，均顯著好于后者，其在具體的肥力方面則相當(dāng)于優(yōu)質(zhì)農(nóng)家肥及施用化肥。此外，施用污泥還可對土壤具體的物理性質(zhì)給予顯著改善，如對于團粒具體的保水能力及水穩(wěn)定性具有提升作用，對于團粒形成具有促進作用。此外，還可對土壤相應(yīng)化學(xué)性質(zhì)給予顯著改善，比如對土壤在有機質(zhì)、鉀及磷等含量方面可明顯提升。而在城市園林綠化當(dāng)中，通過對污泥堆肥或污泥予以運用，可提升綠化的總體效果，而其相比于那些施化肥等，則具有更加突出的效果。無論是開花量、樹高還是灌木的花期等，均可達到增大效果。

2.2 污泥的建材利用

2.2.1 污泥制取水泥質(zhì)材料

對于污泥而言，其往往具有含有較多的灰分，特別是采用混凝法對廢水當(dāng)中的污泥實施處理當(dāng)中，其中含有非常多的Fe及Al等成分，其還是可用于建筑材料的相應(yīng)添加劑。此外，由于此中具有較高的成本，且其安全性不明，因此，其僅在少數(shù)幾個國家有所運用。

2.2.2 污泥制陶粒

對于輕質(zhì)陶粒而言，其通常情況下，可當(dāng)做花卉覆蓋材料或者是混凝土骨料及路基。針對污泥制輕質(zhì)陶粒方法而言，其依據(jù)使用原料方面的差異，可劃分為兩種，其一便為厭氧發(fā)酵污泥在具體的焚燒灰完成造粒之后所形成的燒結(jié)。此種方法現(xiàn)以發(fā)展成熟。而采用焚燒灰制輕質(zhì)陶粒，則需對焚燒爐單獨進行建設(shè)，而在污泥當(dāng)中所存在的有機成分，則未能得到較為有效的運用，而伴隨近些年來的開發(fā)，研發(fā)出了自脫水污泥當(dāng)中完成制陶粒的相應(yīng)新技術(shù)。

2.2.3 污泥制磚

相關(guān)研究表明，下水道污泥可用于制作在建筑方面使用的生態(tài)磚，此種磚實質(zhì)為，于黏土當(dāng)中，將10%污泥混入其中，然后在900℃溫度下進行相應(yīng)燒制，便可實現(xiàn)效果的最佳化。此種方法不僅可實現(xiàn)污泥處理的目的，還可在實施燒制過程中，實現(xiàn)有毒重金屬在磚當(dāng)中的封存效果。還可將全部有機物及有害細菌殺死。另外，此種磚還沒有異味。

2.3 污泥制動物飼料

在污泥當(dāng)中，具有較多有用價值的相應(yīng)物質(zhì)，比如其灰分占比為26.1～46.3%，脂肪酸為0～3.5%，粗蛋白28.4%～40.8%。此外，在具體的污泥蛋白當(dāng)中，則具有的氨基酸，全部家畜飼料均可用，另外，在所具有的各種氨基酸間處于相應(yīng)平衡狀態(tài)，所以，可將其經(jīng)過處理，可作為飼料蛋白。

2.4 污泥作為燃料

污泥本身富含有機質(zhì)，采用污泥低溫碳化處理后，污泥碳值損失小于8%，低位發(fā)熱量可達2000-3200大卡/千克（晉中市城區(qū)污泥處置試點項目），熱值與褐煤相當(dāng)，可作為低熱值燃料使用。

3 結(jié)語

城市污泥如若不予以處理，使其進至環(huán)境之中，則會嚴重危害周圍環(huán)境，而對污泥實施無害化、穩(wěn)定及減容等處理操作之后，則可將其當(dāng)作有價值資源，應(yīng)用于多方面之中。雖然城市污泥具有較多處理方法，但應(yīng)依據(jù)污泥具體性質(zhì)及泥量，開展綜合性分析，此外，還應(yīng)對處理成本、經(jīng)濟效益及環(huán)境生態(tài)等問題予以考慮，最終實現(xiàn)整體效益和價值的有效提升。

[責(zé)任編輯：王偉平]