城市污泥處置與綜合利用

王 超

（四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院 四川 成都 610065）

城市污泥處置與綜合利用

王 超

（四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院 四川 成都 610065）

城市污泥是指處理污水所產(chǎn)生的固態(tài)、半固態(tài)及液態(tài)的廢棄物。污泥處理最終的目的是使污泥經(jīng)過減量、穩(wěn)定和無害化處理后作為資源加以利用。本文主要介紹了污泥處理的幾種方法和目前綜合利用的途徑。

城市污泥；處置；綜合利用；資源化；無害化

0 概述

目前我國污水廠污泥產(chǎn)量一般為所處理污水量的1%～3%，隨著水處理技術(shù)的提高和處理程度的深化，污泥產(chǎn)量會越來越多，如何高效環(huán)保的處理污泥是一個重要的問題。污泥是一種固態(tài)、半固態(tài)及液態(tài)的廢棄物，由有機(jī)殘片、細(xì)菌體、無機(jī)顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。污泥中含有大量氮、磷、多種微量元素和有機(jī)質(zhì)，同時也含有有毒有害、難降解有機(jī)物、重金屬、病原菌及寄生蟲等物質(zhì)。如果處理方式不當(dāng)，會對環(huán)境衛(wèi)生造成破壞。除此之外，污泥處理的投資和運行費用巨大，一般可以達(dá)到污水廠運行投資的30%～50%。因此，開發(fā)減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化的處理方式具有重要意義。

1 城市污泥的特點與危害

城市污水處理廠所產(chǎn)生的污泥中含有病原體、有機(jī)污染物、鹽類物質(zhì)及重金屬等有害有毒物質(zhì)，這些物質(zhì)會對自然環(huán)境、人類和動物產(chǎn)生不良影響。污泥中所含的重金屬性質(zhì)極為穩(wěn)定，通過一般方法去除難度較大，且其具有累積性，會危及到人們的生命安全。污泥中聚氯二惡英、有機(jī)農(nóng)藥、聯(lián)氯呋喃、多環(huán)芳烴、可吸附的有機(jī)鹵素、多氯聯(lián)苯等有機(jī)污染物能使人或其他生物產(chǎn)生諸多病癥。污泥中的病原體一旦入侵人體，將會導(dǎo)致諸多疾病，如肝炎、胃炎、骨髓炎、腦膜炎等。

2 污泥的一般處置方法

來自一級處理的初沉污泥和二級處理的剩余污泥分別進(jìn)入處理池，以協(xié)調(diào)污泥產(chǎn)生量和系統(tǒng)處理能力之間的平衡；隨后進(jìn)行污泥濃縮，消減污泥體積；污泥消化則是減少污泥中的有機(jī)物含量和致病微生物的數(shù)量，降低利用的風(fēng)險；脫水的目的是進(jìn)一步降低污泥含水率，經(jīng)脫水后的污泥可直接進(jìn)行最終處置，也可經(jīng)干化后再進(jìn)行最終處置。

污泥處置主要目的是減小污泥體積以降低污泥處理及處置費用；通過穩(wěn)定化處理避免產(chǎn)生二次污染；去除重金屬或滅菌達(dá)到污泥的無害化與衛(wèi)生化；在處理污泥的同時變廢為利。

城市污泥的處置途徑很多，我國目前所使用的方法有以下幾種。

①堆肥處理

目前多地采用的堆肥方式主要有動態(tài)和靜態(tài)。和污泥進(jìn)行混合堆肥的物質(zhì)有城市垃圾、木屑、樹皮和稻殼等有機(jī)物或回流堆肥。通過堆肥過程的生化反應(yīng)，使污泥達(dá)到穩(wěn)定化和無害化的狀態(tài)，堆肥后基本無味，污泥呈松散狀，并達(dá)到腐熟程度。但填埋處理需專用場址，且場址面積也要求較大，并需要較高的運輸和處理費用。

②衛(wèi)生填埋

該法是指污泥經(jīng)過簡單的滅菌處理直接填埋處置。優(yōu)點是處理成本低，無需高度脫水。然而衛(wèi)生填埋也存在許多問題，各種有毒有害物質(zhì)會通過雨水的侵蝕和滲漏作用對地下水環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。衛(wèi)生填埋處理時，除了要選擇適合填埋場地之外，還應(yīng)考慮環(huán)境衛(wèi)生問題。建設(shè)污泥衛(wèi)生填埋場須選擇在底基滲透系數(shù)低且地下水位不高的區(qū)域，配設(shè)滲濾液收集裝置及凈化配套設(shè)施，防止新污染的產(chǎn)生。

③焚燒處理

污泥中含有大量的有機(jī)物和部分纖維素，焚燒正是利用其有機(jī)成分含量高、熱值高的特點。焚燒處理的優(yōu)勢在于可快速進(jìn)行減量化處理，既解決了污泥處置問題又可充分地利用其能源。對于遠(yuǎn)離填埋場的地區(qū)，使用焚燒法處置最經(jīng)濟(jì)有效。焚燒方法產(chǎn)生的遺留物最少，當(dāng)然焚燒污泥的高成本和產(chǎn)生的空氣環(huán)境污染也是需要思考的問題。

④水體消納

利用水體消納污泥一般不需進(jìn)行嚴(yán)格的無毒無害化處理即可直接排入水體。但這種方法僅為一種權(quán)宜之計，無法從根本上解決污染問題。污泥進(jìn)入水體后，其有毒有害物會導(dǎo)致水生環(huán)境惡化。另外大量污泥進(jìn)水水體會導(dǎo)致水位升高，甚至堵塞河道，對人類生存產(chǎn)生潛在的威脅，此法并不推薦。

3 污泥的綜合利用

污泥屬于難處理物質(zhì)，但由于其自身成分組成復(fù)雜，同樣也成為利用價值較高的物質(zhì)，在農(nóng)業(yè)和能源上均具有相當(dāng)高的利用價值，以下列舉目前污泥在做處理后可以利用的幾個方面：

3.1 農(nóng)田林地施用

污泥中含有大量的有機(jī)營養(yǎng)成分和微量元素，施用于農(nóng)田和林地后會提高土地的氮、磷、鉀等的濃度，促進(jìn)作物的生長。污泥的肥效可高于一般農(nóng)家肥，有利于土壤質(zhì)量的改良，并降低農(nóng)產(chǎn)成本。有研究表明污泥肥料對絕大多數(shù)作物都有良好的增產(chǎn)作用，同時可改善蔬菜因缺少微量元素而引起的品質(zhì)下降。一般林場、森林等地區(qū)均非人口密集地區(qū)，面積較大，相對環(huán)境容量也較大，可吸納大量污泥。植被可利用污泥中氮、磷等加速生長。

3.2 土壤修復(fù)與改良

污泥中的有機(jī)質(zhì)可改善土壤土質(zhì)，因此污泥也可作為土壤改良劑使用。常見的廢棄礦場、凹坑、垃圾填埋場、地表嚴(yán)重破壞地區(qū)等施入污泥可以增加土壤養(yǎng)分，改良土壤特性，改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土壤熟化，對人類生活潛在威脅較小，是一種很好的利用途徑。

3.3 沼氣利用

污泥通過厭氧消化可產(chǎn)生沼氣。在反應(yīng)容器內(nèi)根據(jù)處理物的各種不同條件對容器內(nèi)的厭氧環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)，使微生物充分參與有機(jī)物的發(fā)酵降解（水解、酸化、氣化），最終實現(xiàn)甲烷化。發(fā)酵產(chǎn)物（沼氣）中主要是甲烷和二氧化碳，可作清潔燃料。該方法資源化程度高，既產(chǎn)生沼氣同時也生產(chǎn)了有機(jī)肥料。

3.4 燃料化利用

污泥燃料化是將初沉池污泥和剩余活性污泥分別進(jìn)行厭氧消化、混合消化，使污泥含水率至 80%，加入輕溶劑油，變成流動性漿液，送入四效蒸發(fā)器，脫除輕油（含水率2.6%），含油污泥經(jīng)機(jī)械脫水后，加入重油成流動性漿液，將該漿液送至四效蒸發(fā)器蒸發(fā)、脫油，制成含水率5%、含油率10%以下的污泥燃料。污泥燃料熱值較高，性質(zhì)比較穩(wěn)定，可用于發(fā)電，不僅節(jié)約了煤炭資源，燃燒的污泥灰還可以作為生產(chǎn)水泥的原料。

3.5 制作建筑材料

污泥生產(chǎn)建筑材料不僅可減少資源消耗，也可使資源循環(huán)利用，符合可持續(xù)發(fā)展要求。瀝青混合物加入污泥灰，其各方面性能與傳統(tǒng)材料制成的混合物相同。用干化污泥直接制磚，對污泥成分作適當(dāng)調(diào)整，其可與制磚粘土的化學(xué)成分相當(dāng)。利用活性污泥中所含有機(jī)物經(jīng)過處理制成污泥樹脂，與廢纖維壓制成板材，其品質(zhì)優(yōu)于國家三級硬質(zhì)纖維板的標(biāo)準(zhǔn)。研究表明污泥灰可替代高達(dá) 30%的混凝土細(xì)填料，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值。污泥制成的陶粒具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、隔熱、保溫、耐久等特性，節(jié)能效果顯著，用途廣泛。

4 小結(jié)

污泥處置的最終目的是在處置的同時加以利用，應(yīng)同時考慮環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會三方面的因素。污泥作為一種有價值的資源，進(jìn)行無害化處理后再利用，既解決了技術(shù)問題，又開發(fā)了新的資源，滿足可持續(xù)發(fā)展的需求。同時各地區(qū)應(yīng)因地制宜，選擇適合發(fā)展的污泥處理技術(shù)方可達(dá)到雙贏。

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1007-6344（2017）02-0126-01

王 超（1993—），男，四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，碩士研究生，研究方向：市政工程