重庆某县城镇生活污泥资源化利用处置的初探

代小华（重庆市丰都县环境监测站，重庆丰都408200）

重庆某县城镇生活污泥资源化利用处置的初探

代小华（重庆市丰都县环境监测站，重庆丰都408200）

污水处理必然产生污泥，目前污泥问题日益凸显，处置不当会带来二次污染。本文根据重庆某县生活污泥现状和存在的环境问题，以理论为导向，依据当地自然社会特点，通过比较分析，提出因地制宜，进行生活污泥资源化利用处置的对策。

重庆某县；生活污泥；资源化处置利用处置

重庆某县地处长江三峡库区腹心地带，长江自西向东横贯全县，属亚热带润湿季风气候区，全县气候温和，四季分明，降水充沛。

在各级政府的推动下，经过多年努力，该县目前已经做到城镇生活处理全覆盖，借中央农村环境连片整治契机，对较集中的居民聚居点产生的生活污水也进行处理后排放，对保障长江三峡水库水质有重要的战略意义。污水处理厂在污水处理的过程中必然产生污泥。而且随着城镇污水处理率的不断提高，污泥的产量同样在不断增大。历史原因导致的“重水轻泥，隐患严重”现状使污水处理产生的大量剩余污泥得不到有效处理，给当地带来不小困扰。

1 污泥的特性及危害

城镇污水处理厂产生的污泥含水率高（75～99%），有机物含量高，易腐烂。污泥中不仅含有丰富的氮、磷、钾等有益物质，也含有重金属、毒性有机物、病毒微生物、寄生虫卵等有毒有害物质，如果得不到及时、有效的处理处置，极易对地下水、土壤等造成二次污染。

2 某县污泥处置现状及存在的主要问题

2.1 污泥处置现状

随着城镇经济的发展和污水净化率的提高，城镇污水处理厂产生的污泥量也将大大增加。根据调查，该县目前投入运营的各级污水处理厂污泥年产生量约1.1万t，含水率约80%。各乡镇村庄污水厂投入运营后将达到近3万t/年。目前处置污泥的方式主要是脱水后运往位于长江北岸的生活垃圾卫生填埋场，如今已接纳约10000t，大大超过了垃圾填埋场的承受能力。而将污泥交水泥窑协同处置则费用高达200元/t，经济压力较大。

2.2 污泥现行处置方式存在的主要问题

（1）由于污水处理厂脱水污泥含水率高达80%，大大增加了填埋场渗滤液处理量，由于污泥细小，经常堵塞渗滤液收集系统和排水管，在填埋库区积存大量渗滤液。

（2）大量污泥进入后，污泥的流变性使得填埋体易变形和滑坡，成为人为的"沼泽地"，给填埋场带来极大安全隐患。

（3）填埋场难以压实，直接影响填埋场的使用年限。

（4）污泥具有含水率高、易腐烂、有恶臭、含有大量寄生虫卵与病原微生物的特点。污泥的性状就土力学性能和稳定性而言，也不适宜简易的填埋处置。

（5）由于无有效的污泥解决方案，除部分进入垃圾填埋场外，部分污泥堆放在田间，部分堆弃在低凹地带，带来的结果是垃圾处理场变沼泽地，排气孔被堵，几近报废；由于不合理地堆放田间凹地，雨季使露天堆放的污泥涨成了浑浊的稀汤，褐色的污水混着污泥在场区到处蔓延。

（6）鉴于上述原因，目前填埋场已不受理污水处理厂污泥。

2.3 原因分析

要保障伍拾处理厂的正常运营，必须寻求污泥处置的有效办法，才能适应三峡库区水环境保护和经济持续发展的需要，建设污泥处置项目也就成为必然。

事实上，国家在多个环保标准中均对污泥提出了处置要求。《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002），对城镇污水处理厂污泥的排放要求“应进行污泥脱水处理，脱水后污泥含税率应小于80%”。

《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）中规定“厌氧产沼等生物处理的固态残余物、粪便经处理后的固态残余物和生活污水处理厂污泥经处理后含水率小于60%，可以进入生活垃圾填埋场填埋处理。”

从制定的标准要求上看，只要含水率降下来，就可以进入垃圾填埋场，污泥就有一个合去处。客观上，含水率处理难度也大，最关键的问题是，西南地区雨水丰沛，经过简单处理后的污泥，稳定状态很容易被打破，一场雨就可以使污泥恢复原形，因此使含水率处理失去意义。

3 国内污泥常规处理方式及存在的主要问题

3.1 污泥常规处理方式

目前国际上污泥常规处理方式主要是对污泥浓缩脱水预处理后采取污泥厌氧消化、污泥好氧发酵、污泥土地利用级焚烧等四种方式。

3.1.1 污泥厌氧消化技术

工艺原理是在厌氧条件下，通过微生物作用将污泥中的有机物转化为沼气，从而使污泥中有机物矿化稳定的过程。厌氧消化可降低。

3.1.2 污泥好氧发酵技术

工艺原理是在有氧条件下，污泥中的有机物在好氧发酵微生物的作用下降解，同时好氧反应释放的热量形成高温（> 55℃）杀死病原微生物，从而实现污泥减量化、稳定化和无害化的过程。

3.1.3 污泥土地利用技术

工艺原理是指将经稳定化和无害化处理后的污泥通过深耕、播撒等方式施用于土壤中或土壤表面的一种污泥处置方式。污泥中丰富的有机质和氮、磷、钾等营养元素以及植物生长必需的各种微量元素可改良土壤结构，增加土壤肥力，促进植物的生长。

3.1.4 污泥焚烧技术

工艺原理是在一定温度和有氧条件下，污泥分别经蒸发、热解、气化和燃烧等阶段，其有机组分发生氧化（燃烧）反应生成CO2和H2O等气相物质，无机组分形成炉灰、炉渣等固相惰性物质的过程。这种方法含有单独焚烧和混合焚烧技术两种。混合焚烧技术有主要是污泥与生活垃圾混烧、污泥的水泥窑协同处置以及污泥的燃煤电厂协同处置。

3.2 各种处置方式存在的突出问题

无论是污泥厌氧消化还是好氧发酵技术普遍存在占地较大，能量消耗较大，时间长，有二次污染物产生，还要进行再次处理。

土地利用最主要的问题是部分接纳了工业企业的城镇污水，污泥中中可能含有铜、锌、镍、铬、镉、汞和铅等重金属，多以离子化合物形态存在，在土地利用过程中，应特别关注铜、锌和镉造成的环境问题。单纯的生活污水不存在此问题，但也存在一定污染风险。

污泥焚烧最主要的问题是有二噁英排放。20世纪90年代后期，二噁英控制技术达到了欧盟认可的安全水平。随着技术的发展，垃圾焚烧发电与污染防控技术也越来越成熟，并也成为Waste-to-Energy（废物变能源）的一项环保技术。大量小的焚烧炉也由于污染控制技术改造成本太高被关闭，而代之以有昂贵尾气处理装置的大型焚烧炉。

综合而言，目前的污泥处置方式中，从技术难度来看，技术难度最低是填埋，然后是土地利用，焚烧的难度最高。从投资成本比较，投资成本最高的是焚烧，然后是填埋，投资成本最低则是土地利用。但从环境风险来看，焚烧存在尾气风险，填埋存在地下水污染的风险，相比之下，风险较小的是土地利用。

4 发达国家的污泥处理现状和经验

美国有约16000座污水处理厂，服务2.3亿人口，日处理污水量1.5亿m3，年产污泥量3500万t（以80%含水率计）。污泥的最终处置方式分布为：60%农用、3%生态修复、17%填埋和20%焚烧。

欧盟国家的50000座污水处理厂年产污泥量4000万t（以80%含水率计）。污泥的最终处置方式为：50%以上农用、20%填埋、20%焚烧，污泥填埋量持续减少，土地利用量逐渐增加，焚烧量维持不变。英国、丹麦、挪威、芬兰、卢森堡的土地利用均已超过60%。

德国的城市污水处理厂总规模达2800万m3，污泥年产量1000万t（以80%含水率计）。通过回收污泥中的生物质能源可以满足污水处理厂40～60%的电耗需求，碳减排效益十分明显，污泥的最终处置50%土地利用，50%为焚烧或协同焚烧，污泥填埋要求有机质含量低于5%，脱水污泥已禁止进入填埋场。

并且根据《欧洲废物处理处置政策》，自2000年起，欧洲已经对污泥处理填埋征收填埋税，要求减少直至完全禁止填埋，而对污泥的处置的原则是遵循着“减量化”-“循环利用”-“焚烧”-“填埋”的顺序。在发达国家，污泥的资源化处置已是发展趋势。

5 重庆某县生活污泥资源化利用处置的探索及可行性

污泥处置最终要求达到的目标是经处理后的污泥或污泥产品在环境中或利用过程中达到长期稳定，并对人体健康和生态环境不产生有害影响。

污泥是放错位置的资源。为充分利用资源，遵循循环经济的“3R”原则，污泥的处置以再循环原则（recycle）为上策。

污泥中矿化的有机质和营养物质提供丰富的腐殖质和可利用度高的营养物质，能改善土壤结构和组成，并使营养物质更容易为植物吸收。

研究表明，城市生活污泥以烘干样计平均含量：氮为4.17%、磷1.20%、钾0.45%；有机质含量60～80%，总灰分20～40%。一座20万t级的污水处理厂，每年产生的污泥中，含有硫酸铵46～232t、过磷酸钙30～150t、硫酸钾4.8～24t、有机质含量40～60%，相当于100～400多吨标准肥和大量有机肥，具备了农用的可能性。

根据重庆某县的特点，雨水充沛，工业企业少，农业大县，肉牛养殖大县，生活污水处理设施全面覆盖，纯城镇生活污水，基本不含金属成分，污泥产生量大，秉承“生态涵养，绿色崛起”理念，建议建设污泥肥料厂加以利用。结合该县牛粪产生量大，本着因地制宜，化害为利的原则，采取“污泥+牛粪”-烘干-发酵-土地资源化利用。

大量牛粪曾经也是当地突出的环境问题，经过多年摸索，目前基本采取资源化加以利用，比较有名的是某企业在养殖场附近，利用自己取得专利的“滚筒式污泥干燥机设备”对牛粪烘干、发酵后作为高档园林花卉肥料外售，效益显著。烘干机产生的废气经过中国科学院广州化学研究所测试分析中心的检验，各废气污染物（包括二噁英）完全达到国家标准。

从科学角度来看，污泥的资源化利用涉及环境保护、水处理、农学、园林学、肥料研究、机械制造等一系列学科，是一个涉及社会各个层面的复杂工程。但本着创新和因地制宜、实事求是的精神，在国家大力推动生态文明建设建设，政策资金大力支持的大环境下，如果企业措施得当，不仅可以解决污染问题，甚至可以带动并形成一个新型的环保产业。

[1]环境保护部.《城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南（试行）》（HJ-BAT-002）.2010，2.

[2]李国鼎，等.固体废物处理与资源化.清华大学出版社，1990，02.

[3]蒋建国.固体废物处理处置工程.化学工业出版社，2005，06.

[4]环境保护部.《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》（HJ 66 2-2013）.中国环境出版有限责任公司出版，2014，03.

X703

A

2095-2066（2016）32-0008-02

2016-11-3

代小华（1975-），男，重庆人，高工，主要从事环境监测和环境影响评价工作。