大庆市城市污水处理厂污泥处理现状与建议

顾廷富 田永彬 冯大伟 杨文斌

（1大庆市环境保护科学研究所 黑龙江大庆 1633162 大庆市环境监测中心站 黑龙江大庆 163316）

1 前言

我国污水污泥处理与利用技术远远落后于污水处理技术的发展，成为制约我国生态环境发展的前沿问题。污水污泥作为污水处理过程中的污染产物，是一种潜在的危险物质，其中富含有机物、重金属、致病微生物等有害物质，带来日益严重的环境污染问题。如何将产量巨大、成分复杂的污泥进行妥善安全地处理处置，使其减量化、无害化、资源化，已成为环境界深为关注的重大课题。

2 各种污泥处置技术的应用情况与方案比较

国际污水处理行业对污泥的处置已有60多年的历史，大多数国家的污泥处置较多采用焚烧、填埋、堆肥农用和投海等实用性方法。据美国环保署估计,在其15300个城市污水处理厂中，年产干固体污泥约769104 t，其中45%用于农、林业，21%进行填埋，30%投弃海洋 (现已禁止)；焚烧法由于能耗高，所以只占3%。在日本,55%的污泥进行焚烧，35%的污泥进行填埋，约9%的污泥进行农田利用。在大多数发展中国家，土地利用和填埋仍是污泥处置的主要途径，而随着可填埋范围的日益减少，土地利用将是一个主要的发展方向。我国是一个发展中国家，又是一个农业大国，城市污水厂污泥的土地利用应是一个重要的途径。三种主要污泥处置方案比较见表1 。

表1 三种主要污泥处置方法比较表

每一种污泥处置方法都有其不足的一面，如填埋易造成二次污染，而且随着泥量的增长，填埋场地越来越有限；焚烧工艺能较大幅度地减少有害物质和缩小废物体积，但其缺点是高成本和可能产生的污染(废气、噪声、震动、热和辐射)，严重影响了在我国的处置使用；而堆肥农用又由于污泥中可能含有的一些致癌物质和重金属化合物，人、动物、植物长期接触后会造成慢性中毒，去除这些有害物质往往需要很高的成本，这使得此种处置方式尚未得到普遍的推广。

3 大庆市城镇污水处理厂污泥产生量

当前，大庆市拥有在建和已建的污水处理厂共计11个，全部或部分使用生物处理工艺，全部运行后污水日处理能力达48万吨，每年将带来高达90万吨以上的剩余污泥（含水率以90%计），除大庆市东城污水处理厂部分污泥进行填埋外，其它污水处理厂污泥均未得到妥善处理，大庆市城镇集中式污水处理厂及污泥处理基本情况见表2 。

表2 大庆市城镇集中式污水处理厂基本情况

4 大庆市城镇污水处理厂污泥处置方案

选择有效的污泥处置方法，应兼顾到环境生态效益与处置成本、经济效益之间的均衡。城市污水污泥的处理处置与污泥资源化相结合，必将成为城市污水污泥唯一的最终出路。

为了解大庆市污泥中有毒有害物质成分特征，选取大庆东城污水处理厂的污泥为代表，进行了重金属及有毒物质测定，测定结果见表3 。

表3 大庆市污泥重金属及有毒物质含量（mg/kg以干污泥计）

从测定结果来看，大庆市城镇污水处理厂产生的污泥中重金属含量均低于我国城市污泥重金属含量平均含量，重金属、矿物油含量均符合《国家污泥农用标准》和《城镇污水处理厂污染物排放标准》的相关要求。

根据大庆市城镇污水处理厂污泥有机质含量较高，重金属含量符合污泥农用标准，2011年黑龙江省首家城市污泥处理厂落户大庆，目前污泥处理厂将采用“污泥堆肥处理”工艺“变废为宝”，生产有机复合肥料，实现有机固体废弃物资源化再生利用，消除其对环境的二次污染，达到减量化、无害化、稳定化、资源化的目的。

5 大庆市城镇污水处理厂污泥处置工艺

大庆市城镇污水处理厂污泥处置是将大庆市城市污水处理厂送来的鲜污泥经过污泥预处理后加入辅料均匀混合，混合料送入发酵隧道进行好氧生物发酵。发酵好的原料再通过有机肥生产线制成有机肥料。

大庆市城镇污水处理厂污泥处置采用的隧道式好氧堆肥是在有氧条件下，好氧细菌对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁忙殖，产生出更多的生物体的过程。在有机物生化降解的同时，伴有热量产生，因堆肥工艺中该热能不会全部散发到环境中，就必然造成堆肥物料的温度升高，这样就会使一些不耐高温的微生物死亡，耐高温的细菌快速繁殖。生态动力学表明，好氧分解中发挥主要作用的是菌体硕大、性能活泼的嗜热细菌群。该菌群在大量氧分子存在下将有机物氧化分解，同时释放出大量的能量。据此好氧堆肥过程应伴随着两次升温，将其分成三个阶段：起始阶段、高温阶段和熟化阶段。

5.1 起始阶段

不耐高温的细菌分解有机物中易降解的碳水化合物、脂肪等，同时放出热量使温度上升，温度可达15～40℃。

5.2 高温阶段

耐高温细菌迅速繁殖，在有氧条件下，大部分较难降解的蛋白质、纤维等继续被氧化分解，同时放出大量热能，使温度上升至60～70℃。当有机物基本降解完，嗜热菌因缺乏养料而停止生长，产热随之停止。堆肥的温度逐渐下降，当温度稳定在40℃，堆肥基本达到稳定，形成腐植质。

5.3 熟化阶段

冷却后的堆肥，一些新的微生物借助残余有机物（包括死后的细菌残体）而生长，将堆肥过程最终完成。

有机肥产品符合国家农业部颁布的《有机肥料》NY 525-2002中的相关标准要求，具体见表4 。

表4 有机肥产品指标一览表

图1 大庆市污泥处理处置工艺流程图

6 大庆市城镇污水处理厂环境空气现状

为了解大庆市城镇污水处理厂正常运行过程中周边环境空气现状，根据大庆市城镇污水处理厂的特点，确定监测项目为硫化氢、甲硫醇、氨和粉尘。在大庆市城镇污水处理厂厂界的下风向采用扇型布设3个点位，上风向布设1个监测点位，进行1次性监测。监测结果见表5 。

表5 大庆市城市污泥处理厂监测数据统计表 单位：mg/Nm3

通过对大庆市城镇污水处理厂环境监测，结果表明，大庆市城镇污水处理厂的污染物硫化氢、甲硫醇、氨浓度均低于《恶臭污染物排放标准》的标准限值。大庆市城镇污水处理厂地处大庆市龙凤区刘高手，远离居民区，不会产生异味扰民情况。

7 对大庆市污泥处理处置工作的建议

7.1 改进运营机制。推行污泥处理处置企业运营，建立完善市场准入、服务标准、考核指标、运营监管等各项制度,完善运营机制。

7.2 制定相关政策。污泥循环利用处置方式能同时实现污染减排和资源利用双重目标，对参与污泥循环利用的企业或个人给予资源循环利用的有关优惠政策；政府投资的沙荒地治理、园林绿化、土壤改良等项目,将优先采购符合国家相关标准的污泥肥料。

7.3 规范监管体系。规范污泥处理处置及循环利用。凡进行污泥产品的资源化利用，必须满足相关标准要求。

7.4 加大科技创新力度。鼓励企业与科研院所开展新技术、新工艺及相关技术标准研究工作,大力推广使用国内外的先进技术和设备,不断提高污泥无害化处理和资源化利用技术水平。

[1]李艳霞，陈同斌，罗维.中国城市污泥有机质及养分与土地利用.生态学报，2003，23(11):2464-2474.

[2]污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则(编制研究报告).中华人民共和国污染防治最佳可行技术导则.

[3]Fytili D，Zabaniotou A.Utilization of sewage sludge in EU application of old and new methods-A review.Renewable and Sustainable Energy Reviews,2008,12:116-140.

[4]杨军,郭广慧,陈同斌等.中国城市污泥的重金属含量及其变化趋.中国给水排水,2009,25(13):122-124.

[5]赵丽君,张大群,陈宝柱.污泥处理与处置技术的进展.中国给水排水,2001,17(6):23-25.

[6]张耀文.广州市污水处理厂污泥处置探讨.环境,2006,(9):86-88.