城镇污水处理厂污泥资源化利用技术研究

庞晓宇

（亳州国祯污水处理有限公司，安徽 亳州 236800）

引言

城市建设规模随着城市的快速发展而不断扩大，我国城市化水平不断提高，导致污水排放量增加。为保证城市正常运转，当前很多城市污水处理厂的建设数量和规模在不断增大。大部分污水处理厂采取填埋的方式处理污泥，这种方法容易污染环境，只有通过科学化处理才能将这些成分复杂且数量庞大的污泥消灭，避免其污染生态环境，实现污泥无害化、资源化处理。为此，本文重点研究城市污水处理后污泥的资源化利用方法。

1 传统污泥处置方法

目前很多城镇污水处理厂污泥处理仍然使用几种传统的处理方法，这些方法有一定的优势和不足。随着近些年科学技术的不断发展，污泥处置要求不断提高，传统处理技术的改造升级迫在眉睫。常见的传统污泥处理途径有以下几种。

1.1 填埋处理

我国城镇污水处理厂传统污泥处置最为常用的一种方法是填埋处理，此类技术经过多年发展逐渐成熟。污泥填埋常用的两种方式分别为单独填埋方式及与其他垃圾混合填埋方式。该技术的主要优点是可以节省污泥处理资金，污泥处理效果较好；缺点是容易污染环境，并且随着我国污泥产量逐渐增多，填埋位置的选择难度增加，因此很多地区开始避免使用填埋处理方式。我国坚持走可持续发展道路，逐渐意识到污泥填埋产生的负面影响，并逐渐开发其他技术以淘汰这一处理方法[1]。

1.2 污泥焚烧处理

传统的焚烧处理方式主要包括脱水后直接焚烧和脱水、干化后焚烧两种方式（见图1）。相比于其他焚烧方法，污泥焚烧的主要优点体现在焚烧过程无害、无菌。但是焚烧对设备有着较高要求，很多地区受到技术和设备限制，在焚烧处理过程中会释放一些有毒气体，严重影响了生态环境，废气中的重金属等物质不但影响周围空气，还会随着降雨进入土壤中，导致空气、土壤、水体等多方面受到污染，威胁周围居民的身体健康，不利于我国可持续发展战略的实施。

1.3 用作土地肥料

城镇污水处理厂产生的污泥含有丰富的养分，其中包含大量有机物和无机物，可以作为肥料施加于土壤中。相比于农家肥，污泥中含有较多的有机物，能够优化土壤结构，有助于促进农作物生长，所以很多地区将其作为土地肥料使用。但是污泥中不但含有无机物、有机物等营养物质，还包含一些有毒有害成分，容易产生土壤污染等问题。比如污泥中的重金属、病原菌都是常见的土壤污染来源，一旦发生土壤污染，重金属等物质会进入植物体内，并通过食物链进入动物、人体，并在人体中长期聚集，威胁人体健康。这导致土地施肥利用方式并不完全适用，相关人员需要谨慎考虑污泥成分，非必要条件下尽量避免采取此种利用方式，避免土地出现不可逆的污染[2]。

2 污泥处理准则

要在处理污泥时保护好周围自然生态环境，就要高度落实资源化利用的目标，为此，需要提升污泥资源化利用质量和效率，污泥处理厂应本着安全为本、绿色环保的准则处理污泥，贯彻落实可持续发展战略，确保安全顺利地完成污泥处理，并结合区域实际情况、环境承受能力等诸多因素做好污泥资源化利用技术的选择和应用。

污泥处理的根本原则是安全、绿色、环保，这是对处理技术最为基本的要求。城镇污水处理厂在制定污泥处理计划时，应从多个层面出发，考虑资金、技术、资源设备、污泥总量等影响因素，做好工作方案的制定，明确短期目标及长期目标，并制定应急方案。另外，城镇地区污泥资源化利用需要多部门共同参与，而不是单一部门独立完成，为此应以污泥处理准则为基础，做好部门协调制度的建设，明确各个部门的职责。在污泥资源化处理过程中，还要以城镇地区发展规划、建设目标为基础确定污泥处理方法，通过管理不断提高污泥资源化利用水平，确保污泥资源化利用达到最优状态。

3 城镇污水处理厂污泥资源化利用技术

3.1 污泥制油技术

污水处理厂的污泥可通过污泥热解技术或者污泥直接油化技术制油。污泥制油技术主要是加热无氧或氧气量偏低环境下的污泥，通过高温促进污泥发生有机热裂解、热化学转化等反应，最终分解污泥固体物质，生成炭、不凝气体和油。制油产生的其他产品可以直接回收，也可以通过干燥、热解等方式处理后回收利用。污泥直接油化技术是借助催化剂和高温高压条件促进污泥中高分子化合物发生化学反应，使其转化为低分子油状物质，目前该技术已得到广泛应用[3]。

3.2 污泥和煤掺烧技术

目前大部分地区的城镇污水处理厂污泥处理技术都难以满足实际需求，很多污水处理厂都面临浪费问题，如何做好污泥处置及资源化利用成为困扰诸多污水处理厂的难题。当前部分地区污水处理厂产生的污泥含有较多重金属、有害物质，其含量通常较高，如果直接排放到土壤中会严重威胁土壤环境，为此，需要采取优化处理办法，在其达到排放标准后方可进行排放。污水处理厂应高效利用污泥中的有用物质，在处置过程中积极使用污泥“四化”处置方法，实现从污泥到燃料的应用，此技术应用前景广阔。污泥中的有机物质较多，其热值仅次于煤饼，较大的热值促使其可以作为燃烧材料，在某些情况下可以考虑取代煤饼。当前很多发电厂的辅助燃料选用的是含水量30%左右的干化污泥，通过掺和干化污泥和煤进行发电生产，不但可以保证热量供应，还有助于节约成本。虽然污泥干化处理技术需要较多的资金，但是能够减少发电成本，并且在缓解污泥处理压力方面发挥着重要作用，因此该技术得到了一定范围的应用。在污泥作为燃料使用的过程中，工作人员应严格控制污泥的含水量，同时考虑平衡焚烧热量、确定污泥处理范围等相关因素，避免这些因素威胁污泥和煤掺烧技术的应用效果[4]。

3.3 污泥堆肥技术

污泥中含有丰富的有机物、氮元素和磷元素，这些元素是植物生长、微生物繁衍所需的营养成分，其含量高于一般的农用肥料，可以媲美一些高端的有机农用肥。但是污泥中含有重金属等污染物，在污泥堆肥技术应用中，为保证农业发展、绿色环保，需要满足如下要求：（1）污泥中营养成分可以满足植物生长所需；（2）污泥中有毒有害物质含量应在农业用污泥标准范围内；（3）通过无害化处理后，污泥方可用于农业堆肥。可见，只有通过无害化处理的污泥才能投入土地使用，当前常用无害化处理技术有好氧消化、厌氧消化、堆肥化等，其中使用较为广泛的是堆肥化处理技术。

当前我国常用的两种污泥堆肥操作技术分别为：（1）混合污泥和垃圾等物质，对污泥进行消化，然后通过农业堆肥实现资源化利用；（2）经过堆肥发酵后的污泥还可以应用于复合肥制造过程。污水处理厂的污泥在适宜温度、厌氧环境下可以实现污泥消化，然后将其应用于农业生产，该技术在节约农业生产成本、提高农业产值方面有一定的效果，但其在应用中可能会混杂病菌，而污泥消化过程不一定能杀灭所有细菌，提高了二次污染概率，导致该技术难以得到广泛应用[5]。

混合堆肥应坚持无害化处理原则，通过处理减少污泥中的污染物质、病菌、细菌等，只有杀灭污泥中的细菌才能高效利用污泥，避免污泥资源化利用引发污染事件。堆肥是城市地区和农村地区均可应用的一种污泥资源化利用技术，该技术可以最大化利用污泥中的营养物质，均衡营养，在还田农用中效果良好。

3.4 作为水泥原料

焚烧后的污泥中含有大量的无机物，可以在水泥生产应用中适当使用焚烧后的污泥，以减少资源浪费，同时实现污泥资源化利用，解决城镇污水处理厂面临的污泥处理难题[6]。当前我国部分地区已经开始使用水泥回转窑，其在处理污水厂污泥过程中取得的经济效益十分可观，同时污泥焚烧后用于制造水泥对于社会发展有着积极意义，相比于其他处理方式，此资源化利用方式较为生态，具有较高的性价比。

3.5 用于生产陶粒

陶粒生产过程中需要应用多种原材料，将污泥作为生产陶粒的材料，可以达到高效转化及利用废物的目的。在砖窑中，通过一系列的处理办法，污泥生产的产物能够在很多方面体现出优良性能，其成分可作为陶粒生产原材料，在节约原材料的同时可以降低陶粒生产成本，是废料资源化利用、资源节约的有效方法[7]。

3.6 制作水泥砖

污水厂的污泥经过处理可以作为水泥砖生产原料，并且该技术已经有了一定的应用。当前我国对水泥砖的要求偏低，利用污泥制作水泥砖的常见形式包括干化污泥和利用污泥焚烧灰。多项研究发现，在处理污水处理厂污泥的过程中，应结合水泥砖生产需要简单优化处置污泥，比如应控制好有机物含量、油脂成分的比例等，适当修改砖块中水泥的比例，确保严格按照国家标准要求制作水泥砖，并检测水泥砖各项指标是否达标。当前随着各项科学技术的发展，污泥制作水泥砖技术也得到了一定的改革和创新，当前很多地区都在广泛使用污泥材料制作的水泥砖[8]。

4 污泥资源化利用的注意事项

城镇污水处理厂产生的污泥含有较为丰富的物质，其中包含有毒有害物质，比如重金属、病菌等，如果盲目利用容易产生污染，对生态环境及人体健康造成威胁。为避免这种情况，在污泥资源化利用中应注意采取无害化处理措施，降低污泥中的有毒有害物质含量。比如在重金属处理中，技术人员可以用化学物质改变污泥重金属形态，利用离子交换等方法分离提取污泥中的重金属，达到降低污泥重金属含量的目的。此方法有着较好的处理效果，但是需要较高的成本。在未来发展中，相关技术人员应进一步做好污泥的处理和资源化利用，提高污泥利用水平，在避免污染环境的同时节约资源，进一步发挥污泥的利用价值[9]。

5 结语

在城市规模不断扩大的背景下，城镇污水处理厂面临着越来越大的污水处理压力，同时产生的污泥量也呈现持续上升的趋势。如果不能合理处置污泥，很容易危害环境，威胁我国可持续发展战略的落实。为提升污泥的处理效果及利用率，相关单位及人员应充分做好污泥的无害化处理，结合污泥处理准则，采取污泥堆肥、制作水泥、陶粒烧结等方式提高污泥的处置水平和资源利用水平。同时，相关污水处理厂还要坚持因地制宜的原则，根据具体情况进行具体分析，有效解决城镇污水处理厂的污泥处理问题，改善人居环境，提高人民生活水平。