城市污水处理厂污泥处置工艺研究与探讨

陈今朝

（漯河市水务投资有限公司 河南漯河 462000）

当前，我国城市污水处理总量不断扩大，污泥产量不断增加，引发的环境污染、资源空置等问题急需得到缓解和控制。新建现代化的污水处理厂，同时对达不到处理要求的污水处理厂升级改造，已成为我国城市基础设施建设中必不可少的组成部分。据统计，到2015年，全国城镇污水处理厂总数近5000座，日处理能力累计约达2×108m3。大量污水处理厂的建成，为缓解我国的水污染危机起到了重大的作用。但同时，污水处理厂的建设投运伴随产生大量污泥，以含水率80%测算，到2020年，全国污泥产量将突破6000×104t。污泥问题的日益突出，引起了各界的高度关注。

1 我国城镇污泥处置的现状与问题

污泥处理处置，就是通过某种自然或人工的方式，使污泥得到再利用或以不损害环境的形式重新返回自然。污泥处置的最终目的是实现污泥的减量、稳定、无害，避免对环境二次污染；同时，对污泥中的有机质、营养元素进行资源回收并合理利用。

我国的污泥处理处置行业起步较晚。受投资、技术、环境等多方面的约束，多数污水处理厂在污水污泥的净化过程中往往“重水轻泥”[1]，在投资和建设之对污泥产量预见不足，污泥处置重视不足，污泥及污泥产品的最终去向认识不足，污泥处理仅实现了污泥的初步减容。加之，污泥处置最终技术路线不明确，投资成本和运行资金并不足以满足污泥处置的要求，相关的规范要求不健全和约束性指标考核不到位，导致建设和运行单位在污泥处置方面缺少积极性，使污泥处置设施形同虚设。大量污泥的堆积，严重影响着城市污水处理厂的运行和维护，造成了污水处理厂与污泥处置之间的恶性循环，甚至使部分污水处理厂面临“停摆”的风险。同时，堆积的污泥中混杂的污水、病原体、腐殖质等对周边水源、生态环境又造成了巨大的隐患。

2 城市污水处理厂污泥处置工艺

2.1 焚烧

污泥焚烧就是将脱水污泥直接送入焚烧炉中焚烧。污泥中的全部有机质、病原体、腐殖质等经过量空气充分燃烧氧化，热解并被彻底破坏。焚烧的优点是设备占地面积小、处理速度快，不需要长期储存，减容显著，减轻了后续处置负担，缓解了环境压力。焚烧后的产品可直接或经重金属螯合剂处理后填埋，也可经检测试验合格后用作建材或铺路等。但污泥焚烧设备投资大、处理费用高，污泥焚烧质量不易控制，同时污泥中的有机物燃烧易产生二恶英等剧毒物质，对污泥焚烧的推广应用形成限制。

2.2 填埋

污泥填埋分为混合填埋和单独填埋，目前，我国污泥填埋以混合填埋为主。污泥填埋易操作，成本低，容量大，成效显著。经脱水消化填埋后的污泥有机物含量减少，固化率增加，减小了对填埋体稳定性的影响。同时，填埋将污泥与周围环境隔绝，可以最大限度地避免因污泥堆积对公众健康和环境安全造成的隐患，提振了公众对环境健康的安全感[2]。

污泥混合填埋要求污泥本身的土力学性质达标且填埋后对环境的影响有限，但现阶段采用普通工艺脱水率低，必须加入石灰等填充剂才能填埋，但加入填埋剂增加了填埋成本，缩短了填埋场的寿命。单独污泥填埋厂投资大、占地广、渗滤液处理困难，并可能影响地下水质，存在着二次污染的隐患。

2.3 制肥

污泥中含有丰富的有机质及大量微量营养元素，污泥制肥就是利用污泥中的好氧微生物菌对污泥中的有机物进行生物氧化降解并转化为易被植物吸收的类腐殖质，实现污泥中有益元素的再利用，达到资源节约和环境友好，形成一定的经济效益和社会效益。但随着近年来人们对肥料使用的警惕性和对绿色食品的要求不断提高，污泥制肥的使用面受到了限制，同时，出于对污泥中重金属离子、有毒有害动植物病菌难以去除等方面的顾虑，该处置方式的推广受限。

2.4 干化

污泥干化技术是指利用热能来使污泥中的水分汽化，并将产生的蒸汽排出。干化可以使污泥大幅度缩减体积和质量，便于运输和处置。污泥经干化进行了巴氏消毒，基本消除了病原体，干燥污泥性状安全卫生。干燥后的污泥可作为肥料、土壤改良剂、燃料或建材化工原料等。但干化处理工艺技术上还有待改良，能耗高、设备复杂、成本及运行费用高、减量化也不彻底，而且，还要对蒸发物采取冷凝、除臭等措施，综合成本较高。干化后的污泥或送去焚烧或用作肥料，仍然存在出路问题，一般使用较少。

3 污泥处置中的资源整合再利用

3.1 有机复合肥

城市污泥有机质成分含量较高，同时富含多种植物生长所需的营养元素，是制造有机复合肥的理想来源[3]。工艺是将污泥经高温烘干，以杀灭病菌、虫卵及有害菌，接入有益菌培养，消除污泥中的臭味，保存污泥中的有机成分，添加营养元素添加氮、磷、钾等有效成分，经造粒、低温烘干，制成具有生物活性、全营养、无公害的有机复合肥。将污泥制成有机复合肥，可使污水处理厂省去污泥填埋或焚烧的费用，节约占地，杜绝污泥焚烧或填埋对大气、水源造成的二次污染，提高了资源的利用率，为污水处理厂、设备生产厂家带来了经济效益和社会效益，减少了环境污染和生态破坏；农作物产量的增加又提升了农民种地的积极性，推动了农业生产。

3.2 沼气

将污泥进行厌氧消化处理，消化过程中产生的沼气是一种可再生的清洁能源。当前，环境的污染已成为公众生活中的切肤之痛。将污泥净化产生的沼气作为能源使用，不仅可以减轻大气污染的程度，同时，也是将能源来源多元化的一种有益探索。我国目前在北京市、天津市的部分污水处理厂已经实现了将沼气用于搅拌池的搅拌和发电，实现了热电联供和资源的综合利用。同时，降低了生产成本和运行成本，提升了市场的竞争力。

4 污泥处置工艺中的应注意的问题

4.1 污泥处理与处置的关系

污泥处理是污泥处置的前提，污泥处置是污泥处理的后续，两者共同完成对污泥的减量无害化处理。污泥处理的效果直接影响污泥处置的效果。

目前，我国多数污水处理厂采用浓缩脱水[4]的方式处理污泥，但往往污泥的含水率较高。高含水率不仅增加了污泥在装卸、运输中的困难，同时，运输沿线也要忍受污泥运输中散发的恶臭、病菌的传播等威胁，后续处置颇为不易。含水率高污泥不易堆肥；填埋容易损害填埋场的稳定，对地下水造成二次污染；不易燃烧。

因此，为尽量避免二次污染，努力实现减量无害化的最终目标，将污泥处理处置方式总结如下：

（1）污泥消化稳定，污水处理厂避免采用好氧低负荷处理工艺。（2）污泥填埋，污水处理厂避免采用污泥产量较多的高负荷污水处理工艺。（3）污泥焚烧，污水处理厂避免采用低负荷和对污泥进行稳定化后处理工艺。

4.2 污泥处置的土地利用

为充分考虑资源节约和农用污泥的安全性，我们建议对污泥使用作如下考虑：

（1）城市污水处理厂是城市污水污泥处理和处置的直接责任人，应要求城市污水处理厂对农用污泥的安全性、可操作性负责，具体责任应明确到人。农用污泥促进农作物的生长，但同时事关公众健康，笔者建议应将污泥农用与其他形式的污泥利用区别对待，制定不同的技术标准和准入门槛，不仅可以消除公众对污泥农用的戒心，同时，利于污泥农用的推广。重视污泥在林业、绿化、土壤改良等方面的积极作用。(4）加强对污泥使用场地及周边环境的监测保护，严防因污泥使用而形成的二次污染。

4.3 污泥处置的费用

污泥处置设施设备昂贵，市场机制不成熟，门槛高，经济效益层面的投入产出比低，导致我国目前的污泥处理处置行业有待开发。污泥处理处置离不开政策上的扶持和经济上的投入，政策上的扶持立法必不可缺，相关部门也可出台相关的污泥处置奖罚政策。对经济上的投入，可在污水处理费征收中适量加入污泥处理费，不足部分可通过财政或向社会募捐的形式多渠道加以解决。污泥处置功在当代、利在千秋，决不可因当前的经济投入就畏首畏尾，逡巡不前，一旦污水处理厂因污泥处理成本而影响到其正常运行，不仅是更大的资金浪费，对环境的影响和破坏也更不可估量[5]。相关部门应充分重视污泥处理的重要性，多方位、多角度，合理规划，统筹兼顾，以期缓解和治理好我国的污泥污染问题。

5 新技术在污泥处置中的应用

5.1 添加菌剂减量技术

为充分实现污泥处理的减量化目标，考虑到微生物在有机质中的降解作用，通过在污泥中添加复合菌剂，以实现在污泥中的微生物强化、促进酶的新陈代谢分解、生物降解等作用，调节优化微生物群落组成，实现剩余污泥的减量化处理[6]。

5.2 延时曝气减量技术

该技术通过延长曝气时间，通常达1～3天，将微生物的生长控制在内源代谢阶段，从而实现污泥的减量化处理。机理是使污泥较长时间处于内源代谢阶段，消耗的是微生物自身合成的细胞物质，有机物转变为CO2，实现污泥减量。

5.3 水热干化污泥处理技术

该技术是在污泥浓缩后，通过水热干化破碎污泥中的细胞质，使污泥脱水的比例大大提高。同时，灭菌并分解了有机物，并可以回收生物质能[7]，实现了减量、无害和资源化，同时，又大大降低了运行成本和能耗。

6 结论及展望

我国城镇污泥处理处置起步较晚，市场巨大，情况复杂，任务繁巨。随着经济的不断增长和公众环保意识的不断增强，污泥处置必将会成为一个新兴的产业。目前我国污泥处置技术尚不成熟，吸收西方发达国家的先进经验，发挥科技力量，积极进行新技术开发和利用，显得势在必行；同时，积极发挥政府在资源配置中的导向性作用、鼓励扶持企、事业单位和其他社会团体将技术和资金等生产要素向污泥处置行业倾斜，让全社会看到污泥处置能带来的经济效益和生态效益，就一定能控制、缓解并最终消除我国的污泥污染。

[1]戴晓虎.我国城镇污泥处理处置现状及思考[J].给水排水,2012,2(38).

[2]余杰,等.中国城市污水处理厂污泥处理、处置问题探讨分析[J].环境工程学报,2007,1.

[3]王昭君,等.我国城市污水处理厂污泥处理工艺及现状[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版）,2009,9.

[4]贾建青.城镇污水处理厂污泥处理处置工艺选择探讨[J].2011年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会论文集.

[5]鲍立新，等.城镇污水处理厂剩余污泥处理与处置技术探讨[J].中国给水排水.2012,7.

[6]康晓鹍，等.城市污水处理厂污泥沼气资源化利用[J].中国沼气,2009,2（27）.

[7]杨坤,等.城市污水处理厂污泥稳定性与污水处理工艺关系研究[J].新疆环境保护,2006,2.