城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥處理與處置技術(shù)探討

馮國娜1 王長鵬2 呂輝3

（1、2 新鄉(xiāng)市排水工程有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000；3 廈門水務(wù)集團(tuán)（新鄉(xiāng)）城建投資有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000）

一、前言

近年來水污染逐漸加重，已然成為需要迫切解決的市政問題。與此同時(shí)剩余污泥的處理也至關(guān)重要，只有通過先進(jìn)的污泥處理技術(shù)才能對(duì)污泥實(shí)現(xiàn)有效處理，從而更好的解決水污染問題。

污水處理廠的污泥根據(jù)不同的水處理工藝，可分為初次沉淀污泥（來自初沉池），腐殖污泥（生物膜法沉降排放的污泥），剩余活性污泥（來自二沉池），消化污泥（經(jīng)厭氧消化產(chǎn)生的污泥）等。對(duì)于不同來源的污水，甚至同一種污水采用不同的處理工藝，產(chǎn)生的污泥成分千差萬別。一般來說，生物活性污泥約由百分之六十五的有機(jī)物和百分之三十五的無機(jī)物組成，經(jīng)過消化作用，有三分之一至二分之一的有機(jī)物被分解，故消化污泥約含百分之四十的有機(jī)物和百分之六十無機(jī)物。

污泥中含有營養(yǎng)物質(zhì)、重金屬離子、有毒有機(jī)物與微生物。我國部分生活污水設(shè)施未接入城市排水管網(wǎng)工程，造成我國城市污水廠污泥的有機(jī)物含量僅為37%遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的污泥有機(jī)物含量70%-80%。

二、污泥處置現(xiàn)狀

目前常用的污泥處理方法有兩種:一是消化、脫水、干化;二是脫水、高溫干化。污泥最終處置方式主要有:污泥填埋、土地利用、焚燒與熱利用等。處置方法不同預(yù)處理要求不同，污泥的最終出路是部分或全部資源化利用或以某種形式回到環(huán)境中去。世界各國已越來越關(guān)注污泥的能源化、農(nóng)用資源化及制肥利用技術(shù)，逐步淘汰并禁止污泥的投海處置方式。

各國將污泥處理處置作為污水處理系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)。隨著人口增長和城市化的進(jìn)程，土地資源越來越匱乏，可供污泥填埋處理的場地非常有限。從長遠(yuǎn)看常規(guī)填埋是不可循環(huán)的最終處置方式，其比例也在逐步下降。90 年代后期世界范圍污泥焚燒明顯增加，污泥資源化利用符合可持續(xù)發(fā)展方向。

“重水輕泥”是我國污水處理過程中普遍存在的現(xiàn)象，城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)雖快速發(fā)展，污泥處理處置行業(yè)卻發(fā)展緩慢，與污泥產(chǎn)量連續(xù)遞增的趨勢相背，并且污泥的有效處理處置效率較低，大量污泥沒有得到規(guī)范化的處理，直接造成了“二次污染”。

但污泥濃縮處置后可以作為制磚和水泥的原料，經(jīng)過適當(dāng)處理后可以作為肥料，焚燒后可以當(dāng)做能源發(fā)電。污泥具有環(huán)境危害性和資源性雙重屬性。所以要利用先進(jìn)技術(shù)來處理污泥，做好污泥的資源化利用，發(fā)揮污泥的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

全國現(xiàn)有的污水處理設(shè)施中有污泥穩(wěn)定處理設(shè)施的還不到1/4。污泥的最終處置以簡單填埋和直接農(nóng)用為主，初步估計(jì)，污泥處置中，63%為土地填埋，堆肥農(nóng)用占13.5%，自然干化綜合利用為5.4%，焚燒占1.8%，露天堆肥和外運(yùn)各占1.8%和14.4%。外運(yùn)污泥不知去向，如果這部分污泥沒有得到妥善處置，對(duì)環(huán)境的危害是不言而喻的。因此，合理處置污水廠污泥，解決城鎮(zhèn)污泥的出路已成為非常緊迫的任務(wù)。

三、小城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥的處理處置方式

（一）就地處理處置。就地污泥處理強(qiáng)調(diào)污泥就近處理處置，在資金、場地等條件允許的前提下，在污水廠內(nèi)單獨(dú)建立污泥處理系統(tǒng)，對(duì)污泥就地處理處置?；谥袊〕擎?zhèn)特點(diǎn)，應(yīng)考慮采用基建投資少、運(yùn)行管理費(fèi)用低、技術(shù)簡易高效的處理處置工藝。

（二）聯(lián)合處理處置。通過專門管路將給水污泥輸送到污水廠后，與污水污泥混合脫水一道處理處置。給水污泥脫水性能優(yōu)于污水污泥，可以起到調(diào)節(jié)作用，提高污泥的脫水性。

（三）集約處理處置。一般認(rèn)為，當(dāng)城市污水處理廠在10 萬m3/d以上時(shí)，其污泥處理所需能量才能維持平衡。小城鎮(zhèn)污水處理廠污泥量通常很少，污泥處理設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行很難產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)，單獨(dú)設(shè)置污泥處理裝置，如硝化、干化、焚燒等方法，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上是否合理要充分比較。這種情況，進(jìn)行集約處理處置是較好的方法。集約處理處置就是將污泥通過管道、船運(yùn)、車運(yùn)等方式集中在一起進(jìn)行處理處置，形成規(guī)模效應(yīng)，這樣可以降低單位污泥處理量的占地面積，便于對(duì)臭氣、噪聲采取更有效的處理方法，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，而且當(dāng)污泥采用硝化、干化、焚燒等工藝時(shí)，要求操作控制人員具有較高的素質(zhì)，而采用集約化處理，可以減少人員，降低處理成本。

四、小城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥的處置方法

（一）衛(wèi)生填埋

衛(wèi)生填埋是指用過濾器或離心機(jī)進(jìn)行污泥脫水并將脫水后的污泥進(jìn)行土地填埋。污泥的填埋有兩種方式:1.單獨(dú)填埋;2.混合填埋，例如把污泥與城市生活垃圾混合后再進(jìn)行填埋。衛(wèi)生填埋是大量消納污泥、快速改變城市環(huán)境衛(wèi)生面貌的重要方法。衛(wèi)生填埋區(qū)別于絕大部分污泥處置方法的一點(diǎn)是其日填埋量有很大的伸縮性。污泥被填埋后，在微生物以及其他物理、化學(xué)作用下，污泥逐漸被分解轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生滲濾液，釋放出填埋氣等，并最終達(dá)到穩(wěn)定化，對(duì)穩(wěn)定的污泥進(jìn)行開采利用，騰出的空間可繼續(xù)用于填埋新污泥。

污泥填埋也存在許多問題。污泥作衛(wèi)生填埋處理時(shí)，要消耗大量的土地資源，還需要注意該處的地質(zhì)，水文條件和土壤條件;污泥中含有的各種有毒有害物質(zhì)經(jīng)雨水的侵蝕和滲漏會(huì)污染地下水及大氣，由于污泥含水率較高，加劇了垃圾填埋場滲濾液的污染，大部分混合填埋的垃圾場存在拒收污泥的現(xiàn)象。

（二）污泥焚燒

污泥焚燒是將污泥置入焚燒爐內(nèi)，在過量空氣加入情況下，進(jìn)行完全焚燒，使有機(jī)物全部碳化(重金屬離子不能被有效去除，沉積在焚燒灰中)，使污泥迅速和較大程度地達(dá)到減量化，并且破壞全部有機(jī)質(zhì)，殺死一切病原體，且不受天氣和地形等因素影響，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)。污泥焚燒的一次性投資大、設(shè)備投資高、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高、有機(jī)物燃燒溫度低于850℃時(shí)產(chǎn)生二惡英等劇毒物質(zhì)，需要對(duì)煙氣進(jìn)行處理，此外焚燒還要消耗大量的能源，這些都限制了污泥焚燒技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

（三）土地利用及農(nóng)用

小城鎮(zhèn)污水處理廠污泥中含有豐富的有機(jī)物和N，P，K 等營養(yǎng)元素及植物所必需的各種微量元素，且與大城市污水廠相比，其重金屬含量相對(duì)較低，經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚砗笥糜趶U棄礦場等場地的土壤改良，增加農(nóng)田、森林和園藝植物的營養(yǎng)是小城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置的重要方向。目前我國污泥的土地利用比例約為44.8%，是污泥主要的處理、處置方式之一，目前污泥堆肥或制復(fù)混肥的處置方法比較多。堆肥是利用污泥的微生物進(jìn)行發(fā)酵的過程。通過研究發(fā)現(xiàn)堆肥處理可鈍化污泥中的重金屬，降低其土地利用中重金屬的污染風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，開展城市污泥堆肥在園林綠化上的應(yīng)用，不僅拓寬其利用途徑和范圍，而且避免食物鏈污染的風(fēng)險(xiǎn)。但是現(xiàn)在采用的堆肥處理系統(tǒng)普遍運(yùn)行不穩(wěn)定，影響了堆肥質(zhì)量，導(dǎo)致有機(jī)肥的銷路不好，缺乏市場競爭力。特別是國內(nèi)的總體技術(shù)水平依然比較落后，過多偏向于引進(jìn)國外的技術(shù)，但國外的技術(shù)存在投資高、設(shè)備昂貴且復(fù)雜、維護(hù)困難、運(yùn)行成本高、能耗偏大等缺點(diǎn)，因此需要加強(qiáng)堆肥成套技術(shù)與設(shè)備的創(chuàng)新和技術(shù)集成，解決產(chǎn)品的出路問題，減少對(duì)環(huán)境的污染，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

（四）建材利用

污泥的資源化利用是污泥處理處置技術(shù)發(fā)展的最終趨勢。污泥的建材利用主要包括以下出路：污泥制瀝青;污泥制磚;污泥制陶粒;污泥制生態(tài)水泥;污泥制混凝士;污泥制吸附劑等。但從經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)品適用角度看，污泥制磚和制水泥是目前比較可行的建材利用方法。

五、結(jié)語

通過上文，我們主要從污泥處理和污泥處置技術(shù)兩個(gè)大方面對(duì)于城鎮(zhèn)的污泥進(jìn)行了探討和研究。經(jīng)過具體的了解，我們可以發(fā)現(xiàn)污泥中含有比較多的有機(jī)物和營養(yǎng)物質(zhì)，城鎮(zhèn)污水處理廠可以通過使用不同的處理工藝和技術(shù)，對(duì)存在的有機(jī)物和營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行分離，進(jìn)而使用到土地上。因此，關(guān)于污泥的處理和處置技術(shù)，我們應(yīng)該逐漸進(jìn)行改善，使得污泥能夠?qū)崿F(xiàn)物盡其用的目的。