大慶市城市污水處理廠污泥處理現狀與建議

顧廷富 田永彬 馮大偉 楊文斌

（1大慶市環境保護科學研究所 黑龍江大慶 1633162 大慶市環境監測中心站 黑龍江大慶 163316）

1 前言

我國污水污泥處理與利用技術遠遠落后于污水處理技術的發展，成為制約我國生態環境發展的前沿問題。污水污泥作為污水處理過程中的污染產物，是一種潛在的危險物質，其中富含有機物、重金屬、致病微生物等有害物質，帶來日益嚴重的環境污染問題。如何將產量巨大、成分復雜的污泥進行妥善安全地處理處置，使其減量化、無害化、資源化，已成為環境界深為關注的重大課題。

2 各種污泥處置技術的應用情況與方案比較

國際污水處理行業對污泥的處置已有60多年的歷史，大多數國家的污泥處置較多采用焚燒、填埋、堆肥農用和投海等實用性方法。據美國環保署估計,在其15300個城市污水處理廠中，年產干固體污泥約769104 t，其中45%用于農、林業，21%進行填埋，30%投棄海洋 (現已禁止)；焚燒法由于能耗高，所以只占3%。在日本,55%的污泥進行焚燒，35%的污泥進行填埋，約9%的污泥進行農田利用。在大多數發展中國家，土地利用和填埋仍是污泥處置的主要途徑，而隨著可填埋范圍的日益減少，土地利用將是一個主要的發展方向。我國是一個發展中國家，又是一個農業大國，城市污水廠污泥的土地利用應是一個重要的途徑。三種主要污泥處置方案比較見表1 。

表1 三種主要污泥處置方法比較表

每一種污泥處置方法都有其不足的一面，如填埋易造成二次污染，而且隨著泥量的增長，填埋場地越來越有限；焚燒工藝能較大幅度地減少有害物質和縮小廢物體積，但其缺點是高成本和可能產生的污染(廢氣、噪聲、震動、熱和輻射)，嚴重影響了在我國的處置使用；而堆肥農用又由于污泥中可能含有的一些致癌物質和重金屬化合物，人、動物、植物長期接觸后會造成慢性中毒，去除這些有害物質往往需要很高的成本，這使得此種處置方式尚未得到普遍的推廣。

3 大慶市城鎮污水處理廠污泥產生量

當前，大慶市擁有在建和已建的污水處理廠共計11個，全部或部分使用生物處理工藝，全部運行后污水日處理能力達48萬噸，每年將帶來高達90萬噸以上的剩余污泥（含水率以90%計），除大慶市東城污水處理廠部分污泥進行填埋外，其它污水處理廠污泥均未得到妥善處理，大慶市城鎮集中式污水處理廠及污泥處理基本情況見表2 。

表2 大慶市城鎮集中式污水處理廠基本情況

4 大慶市城鎮污水處理廠污泥處置方案

選擇有效的污泥處置方法，應兼顧到環境生態效益與處置成本、經濟效益之間的均衡。城市污水污泥的處理處置與污泥資源化相結合，必將成為城市污水污泥唯一的最終出路。

為了解大慶市污泥中有毒有害物質成分特征，選取大慶東城污水處理廠的污泥為代表，進行了重金屬及有毒物質測定，測定結果見表3 。

表3 大慶市污泥重金屬及有毒物質含量（mg/kg以干污泥計）

從測定結果來看，大慶市城鎮污水處理廠產生的污泥中重金屬含量均低于我國城市污泥重金屬含量平均含量，重金屬、礦物油含量均符合《國家污泥農用標準》和《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的相關要求。

根據大慶市城鎮污水處理廠污泥有機質含量較高，重金屬含量符合污泥農用標準，2011年黑龍江省首家城市污泥處理廠落戶大慶，目前污泥處理廠將采用“污泥堆肥處理”工藝“變廢為寶”，生產有機復合肥料，實現有機固體廢棄物資源化再生利用，消除其對環境的二次污染，達到減量化、無害化、穩定化、資源化的目的。

5 大慶市城鎮污水處理廠污泥處置工藝

大慶市城鎮污水處理廠污泥處置是將大慶市城市污水處理廠送來的鮮污泥經過污泥預處理后加入輔料均勻混合，混合料送入發酵隧道進行好氧生物發酵。發酵好的原料再通過有機肥生產線制成有機肥料。

大慶市城鎮污水處理廠污泥處置采用的隧道式好氧堆肥是在有氧條件下，好氧細菌對廢物進行吸收、氧化、分解。微生物通過自身的生命活動，把一部分被吸收的有機物氧化成簡單的無機物，同時釋放出可供微生物生長活動所需的能量，而另一部分有機物則被合成新的細胞質，使微生物不斷生長繁忙殖，產生出更多的生物體的過程。在有機物生化降解的同時，伴有熱量產生，因堆肥工藝中該熱能不會全部散發到環境中，就必然造成堆肥物料的溫度升高，這樣就會使一些不耐高溫的微生物死亡，耐高溫的細菌快速繁殖。生態動力學表明，好氧分解中發揮主要作用的是菌體碩大、性能活潑的嗜熱細菌群。該菌群在大量氧分子存在下將有機物氧化分解，同時釋放出大量的能量。據此好氧堆肥過程應伴隨著兩次升溫，將其分成三個階段：起始階段、高溫階段和熟化階段。

5.1 起始階段

不耐高溫的細菌分解有機物中易降解的碳水化合物、脂肪等，同時放出熱量使溫度上升，溫度可達15～40℃。

5.2 高溫階段

耐高溫細菌迅速繁殖，在有氧條件下，大部分較難降解的蛋白質、纖維等繼續被氧化分解，同時放出大量熱能，使溫度上升至60～70℃。當有機物基本降解完，嗜熱菌因缺乏養料而停止生長，產熱隨之停止。堆肥的溫度逐漸下降，當溫度穩定在40℃，堆肥基本達到穩定，形成腐植質。

5.3 熟化階段

冷卻后的堆肥，一些新的微生物借助殘余有機物（包括死后的細菌殘體）而生長，將堆肥過程最終完成。

有機肥產品符合國家農業部頒布的《有機肥料》NY 525-2002中的相關標準要求，具體見表4 。

表4 有機肥產品指標一覽表

圖1 大慶市污泥處理處置工藝流程圖

6 大慶市城鎮污水處理廠環境空氣現狀

為了解大慶市城鎮污水處理廠正常運行過程中周邊環境空氣現狀，根據大慶市城鎮污水處理廠的特點，確定監測項目為硫化氫、甲硫醇、氨和粉塵。在大慶市城鎮污水處理廠廠界的下風向采用扇型布設3個點位，上風向布設1個監測點位，進行1次性監測。監測結果見表5 。

表5 大慶市城市污泥處理廠監測數據統計表 單位：mg/Nm3

通過對大慶市城鎮污水處理廠環境監測，結果表明，大慶市城鎮污水處理廠的污染物硫化氫、甲硫醇、氨濃度均低于《惡臭污染物排放標準》的標準限值。大慶市城鎮污水處理廠地處大慶市龍鳳區劉高手，遠離居民區，不會產生異味擾民情況。

7 對大慶市污泥處理處置工作的建議

7.1 改進運營機制。推行污泥處理處置企業運營，建立完善市場準入、服務標準、考核指標、運營監管等各項制度,完善運營機制。

7.2 制定相關政策。污泥循環利用處置方式能同時實現污染減排和資源利用雙重目標，對參與污泥循環利用的企業或個人給予資源循環利用的有關優惠政策；政府投資的沙荒地治理、園林綠化、土壤改良等項目,將優先采購符合國家相關標準的污泥肥料。

7.3 規范監管體系。規范污泥處理處置及循環利用。凡進行污泥產品的資源化利用，必須滿足相關標準要求。

7.4 加大科技創新力度。鼓勵企業與科研院所開展新技術、新工藝及相關技術標準研究工作,大力推廣使用國內外的先進技術和設備,不斷提高污泥無害化處理和資源化利用技術水平。

[1]李艷霞，陳同斌，羅維.中國城市污泥有機質及養分與土地利用.生態學報，2003，23(11):2464-2474.

[2]污水處理廠污泥處理處置最佳可行技術導則(編制研究報告).中華人民共和國污染防治最佳可行技術導則.

[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]楊軍,郭廣慧,陳同斌等.中國城市污泥的重金屬含量及其變化趨.中國給水排水,2009,25(13):122-124.

[5]趙麗君,張大群,陳寶柱.污泥處理與處置技術的進展.中國給水排水,2001,17(6):23-25.

[6]張耀文.廣州市污水處理廠污泥處置探討.環境,2006,(9):86-88.