淮安市城市污水处理厂污泥处置探讨

◎ 江苏淮安市给排水监督管理处 李舜尧

“九五”以来，我国的污水处理工作得到了前所未有的发展，污水处理厂在缓解我国水污染问题方面起到了举足轻重的作用。据统计，截止2010年3月底，全国设市城市、县及部分重点建制镇累计建成污水处理厂2157座，污水处理能力达到1.09亿立方米/日，实际处理量达8266.67万立方米/日。经测算，湿污泥产量约为4.1万立方米/日（含水率为80%）。这些污泥中除含有大量的有机物，丰富的氮、磷等营养物质外，还存在重金属、致病菌和寄生虫等有害成分，处置不当极易引发二次污染。随着国家对环境保护工作的重视，以及城市化率和污水处理率不断提高，污水处理厂的主要副产物——污泥的产生量必将逐步增长，其环境污染问题也日益突出，已经引起了政府和社会各界的高度关注。如何妥善地处置城市污水处理厂产生的污泥，已成为摆在污水厂和相关部门面前一个必须研究的课题，同时也是比较艰巨而又十分有意义的一个课题。

1 污泥处置的主要方式

目前，国内外污泥最终处置方式主要有：卫生填埋、焚烧、土地利用和建筑材料利用等。

1.1 卫生填理

卫生填埋是将污泥消化后经脱水再进行填埋，是目前国内污水处理厂常采取的一种处置方式。经过消化后的污泥有机物含量减少，总体积减少，性能稳定，脱水后作填埋处置是一种比较经济的处置方式。但是实践表明，污泥消化处理是很难达到预期效果的，污泥脱水后的含水率依然高于生活垃圾填埋场所要求的60%含水率，因此需再经干化处理才能送往生活垃圾填埋场填埋，或者规划建设专用的污泥填埋场，根据污泥的特性进行填埋。

卫生填埋的优点是处理成本低，简便易行，但也存在一些缺点：占地较大，有一定量的运输费用，存在二次污染隐患等，需选择土壤渗透系数低且地下水位不高的区域，并做防渗处理以免渗滤液污染地下水。很长一段时间以来，卫生填埋在我国污泥处置中占据了重要位置，但是随着城镇污水厂污泥产量的增加，以及城乡可利用土地的逐渐减少，适宜污泥填埋的场所显得越来越有限，直接填埋的方法也逐渐变得不太符合可持续发展的要求。

1.2 焚烧

污泥焚烧是指利用污泥具有一定热值的特点，将污泥送进焚烧炉，利用500－1000℃的高温，将污泥分解成气体、焦油以及灰等残渣的过程。污泥焚烧的处理对象主要是脱水污泥或干化后的污泥，焚烧处理后，含水率可降至0，体积很小，便于运输与处置。脱水污泥含水率高达80%，体积较大，热值较低，因此，焚烧过程中必须添加辅助燃料。

污泥焚烧的优点是可以杀死一切病原体，一切有机物在燃烧过程中都会最大程度地被分解；可迅速和较大程度的使污泥达到减量化；污泥焚烧可以获得剩余能量，用来发电；焚烧产物也可用于制作某些建筑材料，如灰渣水泥、砖等。焚烧有着许多优点，但也存在一些显著的缺点：一次性投资大，运行费用高，管理水平和设备维修要求高；污泥焚烧可能产生致癌物质二ā英，以及悬浮的未燃烧完全的颗粒物；污泥焚烧直接利用了污泥中的热能，而没有充分利用污泥中的有用成分。

污泥焚烧适用于土地资源缺乏、资金不紧张的地区。对于一些经济欠发达地区，焚烧技术难以推广。

1.3 土地利用

污泥土地利用是目前国内一些污水处理厂正在积极研究探索的课题之一,可分为农用、园林绿化利用和土壤改良等。城市污水厂污泥中含有机质、氮、磷较高，供肥能力相对较强，是一个很好的有机肥源。除了有机物外。污泥中还含有大量植物生长所必需的肥分、微量元素和土壤改良剂（有机腐殖质），适合土地利用。但污泥中也含有对植物及土壤有危害作用的病菌、寄生虫卵、难降解有机物、重金属等，土地利用前必须进行稳定化和无害化处理。污泥农用时，泥质应达到《农用污泥中污染物控制标准》（GB 4284-84）和《城镇污水处理厂污泥处置 农用泥质》（CJ/T 309-2009）等有关农用标准的规定，并经有关部门审批后方可实施；用于园林绿化时，泥质应满足《城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质》（GB/T 23486-2009）等标准和规定的要求；用于盐碱地、沙化地和废弃矿场等土地改良时，泥质应符合《城镇污水处理厂污泥处置 土地改良用泥质》（CJ/T 291-2008）的规定。

土地利用的优点是可将污泥中有益成分资源化利用，且投资不大，技术也相对简单，缺点是存在二次污染和有害物质进入食物链的可能性，必须严格控制泥质，并在利用前进行无害化处理。

1.4 建筑材料利用

污泥中除了有机物外，还含有20～30%的无机物，可用作砖瓦、水泥、纤维板材和陶瓷等的原料，也可以用作筑路的路基等材料。污泥制砖瓦等建材的方法有两种，一种是用干化污泥直接制作，另一种是用污泥灰渣制作。用干化污泥直接制作时，将污泥与粘土按比配料，使混合物成分与制砖粘土的化学成分相当，成品建材可达普通建材的强度；利用灰渣制作时，灰渣的化学成分与粘土是比较接近的，制坯时只需添加适量粘土与硅砂。

建筑材料利用也可在一定程度上将污泥资源化利用，且无显著的二次污染隐患，但需结合原有生产技术和设备综合考虑。

2 淮安市相关情况

2.1 自然条件

淮安市地处江苏省北部中心地域，位于苏北平原中部，淮河下游。下辖清河、清浦、淮阴、楚州四区及盱眙、涟水、金湖、洪泽四县，面积10072平方公里。市域地势低平、河湖密布，仅西南角盱眙县有低丘分布。全市陆地总面积为8920平方公里，耕地和水域面积较大，兼有南北气候特征。2010年，全市户籍总人口约550万人，全市实现地区生产总值 1315 亿元。

2.2 污水处理及污泥处置现状

淮安市现有污水处理厂9座，主城区2座，淮阴区、楚州区、市经济技术开发区和四县各1座，污水处理能力为38.5万m3/d，现状处理量约为35万m3/d。各污水处理厂厂内污泥处理工艺均为“浓缩脱水＋压滤”，污泥产生量约为130m3/d（含水率80%）。根据城市规划，至2015年还要新建污水处理厂2座，分别位于盱眙城东、洪泽开发区；扩建污水厂4座，分别是楚州、洪泽、盱眙、金湖污水厂，共增加污水处理能力约为18万m3/d，预计届时污泥产生量约为190m3/d（含水率80%）。

目前，污泥处置主要采用的是城市垃圾填埋场卫生填埋，辅以污泥生物干化和基质化利用。四季青污水处理厂和市第二污水处理厂污泥送至基质化利用基地处置；经济技术开发区、楚州区和淮阴区污水厂的污泥送至位于清浦区盐河镇王元村的王元垃圾填埋场进行卫生填埋；四个县污水厂的污泥自行卫生填埋。

2.3 污泥处置存在的问题

由于污泥脱水后含水率依然较高，远未达到生活垃圾填埋场所要求的60%含水率，污泥的流变性给填埋场机械作业带来了困难。同时，由于污泥细小，容易堵塞渗滤液收集系统，也加重了渗滤液处理的负担。另外，随着城市化进程的不断加快和城市污水处理率的逐年提高，污泥产量也逐年增多，现有处理方式的处理容量有限，必须全面重新考虑污泥的出路。

3 淮安市污染处置方案的选择

3.1 污泥的性质

根据污水处理厂目前和近期服务范围内污水的性质，并结合现状污泥泥质检测结果分析，中心城区的四季青污水厂、第二污水厂，以及淮阴、楚州、洪泽、盱眙、涟水、金湖等县区污水处理厂的污泥性质比较稳定，符合污泥农用标准。市经济技术开发区徐杨污水厂，虽目前其污泥检测结果符合农用标准，但随着服务范围内工业的发展，其污泥性质有着一定的不确定性。规划建设的盱眙城东污水厂和洪泽开发区污水厂的服务范围内基本为工业废水，其污泥性质可能不符合农用或绿化标准。用污泥对农田、林地、绿化等施肥或进行土壤改良，不仅可以促进植物、绿化和树木的生长，而且可利用植物的生长使污泥得到处理，进一步无害化。

3.2 污泥的热值

污泥的热值对污泥焚烧处置很重要。煤炭的热值约为33000 kj/kg，木材的热值约为19000 kj/kg，城市污水厂脱水污泥的干基热值为5844～19303 kj/kg，均值为11850 kj/kg。由此可见，污泥具有一定的热值，但是远低于煤炭和木材。并且，脱水污泥的含水率约为80%，其干化耗能约为2938 kj/kg，若要能量自平衡，则要求污泥的干基热值达14680 kj/kg，绝大多数脱水污泥达不到此值，能量不能平衡，必须添加燃料才能维持焚烧。

3.3 污泥的处置成本

粗略估算，将脱水污泥干化至60%含水率后填埋的成本约为600元/t，采用焚烧方式的成本约为1000元/t，采用土地利用方式略有效益，盈余约为60元/t，采用建筑材料利用方式的大约与土地利用相当，略有效益。

3.4 各种处置方式优缺点对比

填埋成本一般，技术简单，但是填埋不能将污泥资源化，存在一定的污染风险，且直接填埋需要较大的场地。淮安目前主要采用的就是直接填埋的方法，随着填埋场污染物控制标准的提高，已不再适用。土地利用略有效益，技术不复杂，场地要求也较小，能将污泥资源化，但必须符合相关标准，并且，淮安在污泥基质化利用方面已有探索，具有一定的经验，此法在淮安较为可行；焚烧虽对场地要求不大，但成本较大，技术设备要求也较高，不能将污泥资源化，且有尾气污染的风险；建筑材料利用能将污泥资源化利用，减少对粘土等资源的消耗，经济上略有效益，但需结合现有生产设备等情况综合考虑。

4 结语

根据污泥处理分散化、处置集约化的原则，参照淮安市污水处理厂的规划布局，结合远期污水处理厂污泥量大、成分复杂的特点，综合分析，淮安市污水处理厂的污泥处置应考虑分散与集中相结合，采用“综合利用为主、填埋为辅”的处置方式。以生活污水为主的污水处理厂，即四季青污水厂、市第二污水厂和各县现有污水厂，其污泥以农用为主，卫生填埋为辅；以工业废水为主的污水处理厂，即市开发区污水厂和拟新建的盱眙城东污水厂、洪泽开发区污水厂，其污泥以焚烧为主，焚烧后的灰渣用于制造建材或卫生填埋。