污水處理廠污泥資源化處置技術(shù)的研究與分析

高寅杰　朱家全　奚張劼　戴文昱

摘 要：現(xiàn)階段我國(guó)城市污水處理廠每年排放的污泥量（干重）大約為 130萬(wàn)噸，并以年增長(zhǎng)率10%的速率增長(zhǎng)。城市污水處理廠污泥的組分復(fù)雜，含有大量的有機(jī)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)元素、重金屬、病原菌和有機(jī)污染物等，如不及時(shí)加以妥善處理，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。因此，探求安全有效的方法進(jìn)行污泥處理與處置，實(shí)現(xiàn)污泥減量化、無(wú)害化、穩(wěn)定化和資源化就成文本文研究的出發(fā)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：污水處理廠；污泥資源化處置；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：X505 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）08-0014-01

1 城市污水處理廠污泥處置的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

隨著污泥安全處理處置問(wèn)題的日益突出，國(guó)內(nèi)不少城市自2002年開(kāi)始建設(shè)現(xiàn)代化污泥處置設(shè)施。毋庸置疑，污泥處置實(shí)質(zhì)性工作的開(kāi)展在大部分污水處理廠還處于起步階段，濕污泥被隨意拋棄或露天堆放的現(xiàn)象比比皆是，只有20%不到的濕污泥實(shí)現(xiàn)了資源化處置，引起較多的二次污染。

現(xiàn)階段城市污水處理廠污泥資源化處置技術(shù)基本上采用引進(jìn)西方技術(shù)，或在吸收西方先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良、創(chuàng)新或國(guó)產(chǎn)化。目前水泥窯協(xié)同處置、空心槳葉熱蒸汽烘干、高溫好氧堆肥、污泥制磚、化學(xué)調(diào)理深度脫水加焚燒及循環(huán)流化床干化加焚燒等都在國(guó)內(nèi)污水處理廠中有了實(shí)際應(yīng)用，但諸如污泥低溫制油、污泥制陶、污泥熔化、污泥濕式氧化、污泥制活性吸附劑等新技術(shù)還仍處于研究階段，沒(méi)有進(jìn)行大規(guī)模工程應(yīng)用。

2 城市污水處理廠污泥資源化處置的典型技術(shù)

2.1 好氧堆肥

污泥好氧堆肥是將固體有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量有機(jī)肥的重要無(wú)害化和資源化途徑，它不僅可以解決城市污泥環(huán)境污染問(wèn)題，而且對(duì)于發(fā)展有機(jī)肥、保持和提高土壤肥力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。

例如陶娟娟在常溫下以體積為1m3的堆體（包含污泥、稻草和木屑），C/N為30，含水率為55%，通過(guò)人工翻堆來(lái)進(jìn)行通風(fēng)，測(cè)得種子發(fā)芽系數(shù)為88.3%，腐熟度高。在塌陷區(qū)貧瘠土地上應(yīng)用堆肥產(chǎn)品后，土壤中的重金屬和營(yíng)養(yǎng)元素等均有所提高，且重金屬增加量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618-1995）》所規(guī)定的農(nóng)田土壤質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)允許值，由此得出城市污水處理廠污泥在常溫狀態(tài)下自然通風(fēng)堆肥效果較好。

2.2 污泥制磚

污泥制磚是指將污泥經(jīng)過(guò)一定處理篩選后，與其他原料混合（如粘土）加壓成型，焙燒后制得污泥磚。近年來(lái)，我國(guó)越來(lái)越多的學(xué)者開(kāi)始對(duì)污泥制磚資源化展開(kāi)相關(guān)研究：①有研究者將城市污泥加入到燒結(jié)磚中，考察制備得到的污泥粘土燒結(jié)磚的各項(xiàng)性能，結(jié)果顯示當(dāng)加入的污泥量在5%-6%之間時(shí)，生產(chǎn)得到的頁(yè)巖及粘土燒結(jié)普通磚均可作為承重磚體使用。而當(dāng)污泥的加入量少于5%時(shí)，所得到的頁(yè)巖燒結(jié)空心磚強(qiáng)度，可作為填充墻（或隔離墻）使用；②有研究者利用污水處理廠剩余污泥制備粘土磚，結(jié)果顯示當(dāng)污泥添加量為5%到25%之間時(shí)，制備的磚體具有較好的保溫隔音效果。如果投入工業(yè)生產(chǎn)，一個(gè)普通的陶瓷磚生產(chǎn)廠每天可消耗30噸污泥；③有研究者利用污水處理廠深度脫水污泥制備燒結(jié)磚時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)污泥摻量為20%時(shí)，磚體呈現(xiàn)較好性能，能夠用作承重墻體的建造。經(jīng)計(jì)算，生產(chǎn)100萬(wàn)塊深度脫水污泥磚，能帶來(lái)76000元的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，同時(shí)分別能減排2.203噸和3.126噸的二氧化硫。

2.3 污泥燃料化

由于污泥具有較高的熱值，在許多工業(yè)應(yīng)用中將污泥作為替代燃料，有研究者利用污泥熱值，將其添加到水煤漿中制備成生物質(zhì)煤漿，此舉既節(jié)約了煤資源，又省掉了污泥前處理等繁瑣程序；有研究者以污泥、稻草和煙煤為原料，壓制成污泥燃料，結(jié)果顯示污泥：煙煤：稻草=0.5：0.45： 0.05且控制成型壓力和過(guò)量空氣系數(shù)分別為50MPa和1.3-1.7時(shí)，其污泥型燃料的燃燒速率最快；有研究者用成型干化工藝制備污泥-煤復(fù)合燃料，結(jié)果顯示污泥的含水率、成型壓力以及原材料的添加比例都對(duì)燃料的成型有很大影響，并且污泥-煤復(fù)合燃料相較于純污泥具有較好的干化性能，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥脫水和資源化的雙重目的；有研究者制備了污泥秸稈衍生固體燃料，結(jié)果顯示該種燃料相較于污泥單獨(dú)燃燒和煤混合燃燒都具有更好的燃燒特性，能替代燃料使用。

3 結(jié)語(yǔ)

城市污水處理廠污泥資源化利用在我國(guó)已經(jīng)有超過(guò)20年的歷史，自20世紀(jì)80年代初，第一座城市污水處理廠天津紀(jì)莊子污水處理廠建成投產(chǎn)后，污泥既由附近郊區(qū)的農(nóng)民用于農(nóng)田。而本文主要對(duì)好氧堆肥、污泥制磚和污泥燃料化技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，以期為提高城市污水處理廠污泥資源化的效率，提供一些有益的參考。

參考文獻(xiàn)

[1]陶娟娟.淮南市污水廠污泥資源化利用研究[D].安徽理工大學(xué)，2012.

[2]姚尚安.污泥深度機(jī)械脫水優(yōu)化與資源化利用研究[D].上海交通大學(xué)，2013.