我国污泥处理的现状及相关技术比较

姜珊珊，王佳琪

（中国矿业大学环境与测绘学院，江苏 徐州 221008）

据不完全统计，我国污水日排放量达13.4×105万t。经过处理后约0.5%～1.0%的污水转化为固态物质并凝聚下沉形成污泥。污泥的成分很复杂，是由很多种生物相结合形成的菌胶体与其吸附的多种有机物、无机物组成的聚合体，除了大量的水分外，还含有一些难降解的有机物、重金属、盐类、病原微生物和寄生虫等。大量未经处理的城市污泥的任意排放对周围环境造成了新的污染。城市污泥处理的费用相当昂贵，与污水处理费用基本相当。因此，如何将大量成分复杂的城市污泥进行无害化、资源化处理，已成为全世界较为关注的问题。

在我国，相当一部分城市的污水处理设施在建设过程中均未考虑污泥的处理处置，大多临时堆放或随意丢弃，没有进行相应的无害化处理，或是少量进行了简易填埋，还有一部分未经无害化处理就作为肥料用于植物施肥。污泥的大量堆放污染了土壤和江河水体。在堆放过程中，其含有的有机物分解产生有害恶臭气体污染大气环境，严重影响了周围的环境质量，对人体健康也产生了很大的危害。所以，寻找一条适合综合利用城市生活污泥的途径是解决城市污泥处理的核心问题。

1 传统污泥处理方法

1.1 污泥农用

在污水处理的过程中产生的污泥是一种很有利用价值的生物能源，有机物含量大约为60%，同时含有大量的N，P，K等植物必需的营养元素，综合肥力远高于普通农家肥。污泥用于农用投资少、能耗低、运行费用也低，其中的有机部分可转化为土壤改良剂成分，减少了污泥对人类生活的威胁。因而，用污泥生产有机肥在农业方面具有巨大的市场和广阔前景，被看做是最具有发展潜力的一种处置方式。

但是污泥中含有的大量病原菌、重金属和难降解的有毒有害物质如果处理不当，将会对土壤及水体造成二次污染，因而污泥农用必须符合国家标准的《农用污泥中污染物控制指标》。为了确保安全，污泥农用应优先考虑园林花卉、盆栽等非食物链的植物使用，并且污泥农用时应对土壤和作物的生长状况进行严格监测。

1.2 卫生填埋

卫生填埋的操作相对较简单，投资费用和处理费用都较低，适应性强。但侵占土地现象严重，如果防渗技术不过关，将会导致土壤和地下水潜在的污染。目前污泥填埋已成为一项较落后的污泥处置技术。由于渗滤液对地下水会产生的潜在污染导致城市用地减少，所以世界上许多国家和地区现在坚决反对新建填埋场。

1.3 海洋倾倒

海洋倾倒操作简单，对沿海城市来说处理费用低，但随着生态环境意识的进一步加强，人们越来越关注污泥的海洋倾倒对海洋生态系统和环境可能存在的不利影响。

2 适合我国污泥无害化处理的先进技术

2.1 污泥高温好氧堆肥

高温好氧堆肥技术是将含水率约为80%的脱水污泥和体积大约为1倍的含水率10%以下的干污泥、菌种和添加剂等混合，使混合后物料的含水率大约为55%，然后通过布料设备均匀送至好氧发酵仓里，强制通风使物料充分进行好氧发酵，并通过翻堆机的搅拌使其均匀发酵，推动物料向前运动。经10～15天堆肥发酵后,物料含水率已经降至25%左右，堆肥发酵后的物料有一部分可作为菌种同填供循环利用，另一部分可以作为营养土，直接用于园林绿化、植被恢复和回填用土等。

2.2 污泥晾晒的处理工艺

近年以来，许多污水处理厂在污泥处理处置方面做了大量的工作，比如北京排水集团下属的大兴污泥消纳场，每天可以消纳300～400 t含水率约为80%的脱水污泥。但是在露天堆放受天气影响很大，特别在雨季，污泥很不容易干化，并且大量污泥露天堆放对于环境也有很恶劣的影响。

为了解决以上问题，在阳光大棚内将含水率大约为80%的脱水污泥以0.4～0.6 m的厚度均匀堆放，经常使用专用设备对污泥进行晾晒翻堆，使污泥的含水率由80%快速减少至60%左右，以达到污泥好氧发酵所需要的条件。该工艺流程简单、能耗很低，并且在污泥干化的过程中产生的恶臭气体容易有效的收集并进行除臭处理。

2.3 污泥用于建筑材料

污泥还可制造建筑材料。利用城市污水厂排放的污泥和一些其他原料均匀混合来生产建筑材料制品，一方面利用了城市污水处理厂排放的大量污泥，另一方面高温分解了污泥中的有毒有害及致癌物质，城市污泥的二次污染问题得到了完全解决。污泥还可用于制砖和纤维板，污泥制砖有污泥灰渣制砖和干化污泥直接制砖两种方法；污泥制纤维板主要利用了活性污泥中含有的大量粗蛋白和球蛋白能溶解于水及稀酸、稀碱、中性盐水溶液的性质，在碱性条件下经过加热、干燥、加压后，蛋白质发生了变性，从而制成了活性污泥树脂，使之与经漂白、脱脂处理的废纤维结合压制成板材，其质量要优于国家三级硬质纤维板。

2.4 污泥碳化技术

污泥碳化是通过一定的手段，使污泥所含的水分释放出来，同时最大限度地保留了其中的碳值，使最终产物中碳的含量大幅提高。主要分为3种：高温碳化、中温碳化、低温碳化。

该技术通过加温加压使得污泥中的生物质全部裂解，仅通过机械方法即可将污泥中75%的水分脱除，极大地节省了运行中的能源消耗。污泥全部裂解保证了污泥的彻底稳定。污泥碳化过程中保留了绝大部分污泥中热值，为裂解后的能源再利用创造了条件。

2.5 污泥焚烧

以焚烧为核心的处理处置方法是非常彻底的，能使有机物全部炭化并杀死病原体，可以最大限度地减少污泥的体积。其缺点在于基础处理设施投资较大、处理费用较高，有机物焚烧时会产生二 英等一系列剧毒物质。为避免二 英等有害气体的产生，通常要求焚烧温度要高于850℃，焚烧后产生的灰渣可用于改良土壤、陶瓷、制砖瓦、混凝土填料和筑路等。

2.6 污泥水解热干化技术

首先将污泥加热，在一定压力和温度下使其中的黏性有机物水解，以破坏污泥的胶体结构，同时可以改善污泥的脱水性能及厌氧消化性能。随着水热反应温度和压力的增大，颗粒碰撞频率增大，导致了胶体结构的进一步破坏，使得束缚水和固体颗粒分离。在不添加絮凝剂的情况下，经过水热处理后的污泥机械脱水的含水率大幅度降低。污泥水解宏观上表现为挥发性悬浮固体的浓度减少，COD，BOD和氨氮等浓度增加。

3 建议

城市污水处理厂产生的污泥具有两面性：一方面，污泥中含有大量病原微生物、重金属和有机化学毒性物等，不处理或者处理不当都会严重影响人类健康与生态环境。另一方面，污泥属于有利用价值的可再生资源。如何对污泥进行无害化、资源化的处理，是环保领域的重大课题。为推进城市污泥的规范化处理和资源化利用，应加大对于污泥处理技术开发研究的资金投入和支持力度，进一步完善已有的试点成果，并且因地制宜进行推广。

污泥处理技术首先应注重减容化、稳定化、无害化和资源化。尽管城市污水处理厂的污泥处理方法有很多，但实际应用中应根据城市的污泥产量、性质和重金属含量等情况，选择适合的处理方法。由于城市污水处理厂的污泥处理很不完善，处理水平低，污泥处理工艺简单。因此，应考虑环境生态效益、经济效益、处理成本、技术发展等因素，积极探索污泥处理的新技术、新工艺、新方法。

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