淺談我國城市剩余污泥的處置途徑

摘要：隨著城市污水處理量的增加，剩余污泥的產(chǎn)量也急劇增加。如何實(shí)現(xiàn)污泥的資源化，減量化引起了很大的關(guān)注。本文介紹了我國剩余污泥處置與利用現(xiàn)狀，探討研究了污泥資源化利用的途徑，指出近期剩余污泥處置利用的趨勢(shì)。

關(guān)鍵字：污泥處理 剩余污泥 資源化

Approach of using sludge from municipal sewage treatment plant

Qi Xiaodan et al (Nanjing University of Technology Environment College， Jiangsu Nanjing 210009)

Abstract：With the increase in the amount of the capacity of municipal wastewater，the production of sludge is also increased dramatically.How to achieve the recycling and reduction of sludge caused great attention now. The current situation of sludge treatment methods in China is presented.The article investigates the approach of using sludge and points out the trends of using sludge recent.

Key words: sludge treatment; remaining sludge; comprehensive utilization

前言

近年來，城市污水處理水平顯著提高，而活性污泥法是應(yīng)用廣泛的處理技術(shù)，但它會(huì)產(chǎn)生大量的剩余污泥，而由于剩余污泥處置不當(dāng)帶來的二次污染問題也顯現(xiàn)出來。調(diào)查表明我國城市污水處理的剩余污泥大多做填埋處理，受到土地資源以及環(huán)境的制約。因此，如何實(shí)現(xiàn)污泥的無害化、資源化、減量化是當(dāng)今亟需研究的熱點(diǎn)問題之一。

1. 城市剩余污泥的特征

剩余污泥是指污水處理過程中所產(chǎn)生的固態(tài)、半固態(tài)及液態(tài)的廢棄物， 是污水處理廠的必然產(chǎn)物，含有大量的有機(jī)物、豐富的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物、重金屬以及致病菌和病原菌等；常常伴有惡臭氣體，且數(shù)量巨大，增長(zhǎng)迅速，是亟待解決的城市廢棄物[1]。

1.1 污泥中的有機(jī)物

城市剩余污泥中有機(jī)物含量約為55％～60％，其中N、P以有機(jī)態(tài)存在，可以緩慢釋放而且肥效具有長(zhǎng)效性。污泥中易降解的有機(jī)物:水溶物，半纖維素，粗蛋白質(zhì)。難降解的有機(jī)物：粗脂肪，纖維素，木質(zhì)素[2]。

1.2 污泥中的無機(jī)物

污泥中除了含有大量氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素外，還富含多種微量元素如Ca、Mg、Zn、Fe、B、Mo等。同時(shí)城市污泥中含有種類繁多的重金屬如Cu、Cd、Ni、Cr、Hg等。在污水處理過程中，70%～90%的重金屬元素通過吸附式沉淀而轉(zhuǎn)移到剩余污泥中，而這些重金屬的毒性限制了污泥的農(nóng)業(yè)使用。

2. 我國污泥處置方法

目前我國污泥的處置方法主要有填埋、海洋處理、焚燒等，但這些都不能滿足環(huán)保、可持續(xù)的要求。

2.1 填埋處理

污泥的填埋是目前國內(nèi)最為廣泛的處理方式。我國進(jìn)行污泥處置的填埋場(chǎng)多為生活垃圾填埋場(chǎng)，污泥本身含水率過高，以及疏松的質(zhì)地，易造成填埋場(chǎng)滲濾液產(chǎn)量增大，填埋土層的不穩(wěn)定，填埋層塌陷的幾率增大。我國城鎮(zhèn)污水處理廠所產(chǎn)生的污泥，經(jīng)過機(jī)械脫水后，大部分污泥的含水率僅能達(dá)到80％左右，無法滿足污泥填埋標(biāo)準(zhǔn)的要求。隨著我國土地資源日益緊張，開辟新的填埋場(chǎng)地難度較大，填埋處理已經(jīng)不是污泥的最好出路[3-4]。

2.2 海洋處理

海洋處置污泥簡(jiǎn)單可行，但是該方法對(duì)污泥沒有進(jìn)行任何預(yù)處理，僅僅利用海洋對(duì)污染物的收納吸收功能。此種處理方式容易引起海洋污染，對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)和人類食物鏈造成威脅，隱患極大，世界各國正逐步取消此種處理方法，以免今后對(duì)海洋環(huán)境造成更大危害。

2.3 污泥焚燒

污泥焚燒可最大限度實(shí)現(xiàn)污泥減量化處理，相對(duì)于填埋、海洋處理來說，前期投資較大，后期運(yùn)行管理要求較高，但是焚燒可以最為迅速以及徹底的進(jìn)行污泥減量化，并且處理后的殘余較少，便于后續(xù)處理。但是焚燒的缺點(diǎn)也顯而易見，可能存在尾氣污染，產(chǎn)生有毒氣體，并不是環(huán)保的處理方法。

3. 污泥資源化處置

除了傳統(tǒng)處理方法之外，污泥應(yīng)用于其他行業(yè)的研究也逐漸增多，例如用于制備蛋白滅火劑，建筑用磚等，這些研究為污泥實(shí)現(xiàn)資源化、減量化指明了方向，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保可持續(xù)的思想。

3.1 制備污泥蛋白

剩余污泥含有較多的蛋白質(zhì)，經(jīng)酸、堿水解后可制備水解蛋白質(zhì)(肽類)。水解蛋白質(zhì)具有發(fā)泡特性，經(jīng)攪拌、通風(fēng)處理后可產(chǎn)生大量泡沫(具有滅火特性)，如添加穩(wěn)定劑、防腐劑、抗凍劑等即可制成蛋白質(zhì)泡沫滅火劑。此滅火劑與傳統(tǒng)的化學(xué)泡沫滅火劑、干粉滅火劑、 動(dòng)植物蛋白質(zhì)水解液滅火劑的滅火效果相當(dāng)，并具有制備費(fèi)用低、使用時(shí)無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。所以開發(fā)剩余污泥的減量化、無害化、資源化的技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[5]。

3.2 制備建筑用磚

污泥含有大量無機(jī)質(zhì)，在處理后也可以作為建材的原料。污泥制磚的方法有兩種，一種是用干化污泥直接制磚；另一種是用污泥焚燒灰制磚。用干化污泥直接制磚時(shí)，應(yīng)對(duì)污泥的成分作適當(dāng)調(diào)整，使其成分與制磚粘土的化學(xué)成分相當(dāng)。制磚粘土要求的化學(xué)成分為SiO2:56.8%～88.7%;Al2O3:4.0%～20.6%;Fe2O3:2.0%～6.6%;CaO:.3%～13.1%;MgO:0.1%～0.6%;其他0～6.0%。用污泥焚燒灰制磚，焚燒灰的化學(xué)成分與制磚粘土的化學(xué)成分是比較接近的。制坯時(shí)加入適量的的粘土與硅砂。最適宜的配料比約為焚燒灰∶粘土∶硅砂＝100∶50∶(15～20)。由于增加了污泥焚燒工序，使成本增高，操作管理難度增加，因此常用干化后的污泥制磚[6]。

3.3 制備PHA

聚羥基脂肪酸脂（PHA）是一些細(xì)菌在不平衡生長(zhǎng)條件下（如氮或磷缺乏時(shí)）合成的胞內(nèi)能源和碳源貯藏物質(zhì)，可以利用純種或混合微生物合成。PHA具有許多優(yōu)良特性，如完全生物降解性、生物相容性和壓電性，從而成為傳統(tǒng)不可降解塑料的理想替代品。利用剩余活性污泥，使用土著PHA合成菌回注法生產(chǎn)PHA，再使用生物淋濾法去除污泥中重金屬和降低污泥致病性，使污泥適合農(nóng)田施放，從而實(shí)現(xiàn)了剩余活性污泥的完全資源化利用，避免了二次污染，具有廣闊的發(fā)展前景[7]。

3.4 制造活性炭

萬洪云利用在活性污泥法處理廢水過程中產(chǎn)生的好氧污泥和厭氧污泥制造活性炭的過程，選擇出最佳的制作條件， 并進(jìn)一步測(cè)試了產(chǎn)品的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用剩余活性污泥制造活性炭這一方法是可行的，并且在最佳條件下制成的活性炭的吸附性能比較令人滿意[8]。

此外，也有文獻(xiàn)[9-11]研究了污泥用于污泥燃燒發(fā)電以及制造水泥等用途，這些方法都很好的實(shí)現(xiàn)污泥的資源化、減量化。

4. 結(jié)語

污泥的處理處置已成為環(huán)境綜合治理工作中的新難點(diǎn)、新挑戰(zhàn)。污泥產(chǎn)量在未來的幾年中還將有大量增長(zhǎng)，但是目前國內(nèi)污泥處理處置水平很低，污泥經(jīng)過常規(guī)的濃縮脫水后，主要是棄置，難以達(dá)到污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化的要求，并帶來環(huán)境的二次污染和污水處理正常運(yùn)行的困難。因此，如何進(jìn)行環(huán)保的處理污泥，實(shí)現(xiàn)污泥資源化、減量化成為新課題，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新任務(wù)。文中列出一些污泥資源化的研究，為實(shí)現(xiàn)污泥資源化、減量化提供新方向。

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