污泥處理

郭強等

摘 要：我國是一個經濟基礎較為薄弱、可耕地有限的農業大國，而污泥中富含植物生長必需的有機質、腐殖質和礦質元素。作為城市污水處理廠的副產物，城市污泥產量巨大且成分復雜。處理污水所產生的污泥未經處理處置直接進入環境后，將對環境造成二次污染，其對生態環境和人類活動構成了嚴重威脅，因此如何合理地處理、處置污泥，已成為城市污水廠和相關部門高度重視的問題。

關鍵詞：城市污泥；污泥處理；焚燒

1 污泥特性

1.1 污泥戶量巨大

隨著中國社會經濟和城市化的發展，城市污水的產生及其數量在不斷增長。中國的城市污水處理廠的數量從1977 年的35 座增加到2014年的約3622座，城市污水處理能力約1.53億立方米/日。隨著中國污水處理事業的發展污泥的處理處置問題在城市污水處理中占有的位置已日益突出。

1.2 污泥相對穩定

中國污水處理廠污泥中含有多種重金屬，其含量的性質較為穩定，主要以Zn和Cu為主，其他重金屬含量較低。一般的城市污水處理廠污泥有害成分是比較低的，因此，城鎮污水處理廠的污泥采用好氧堆肥之后土地利用是適宜的也是安全的。污泥的pH 值為6～7，一般不會明顯影響后續處置及利用。

1.3 污泥肥效較高

城市污水處理廠產生的污泥中含有大量的N、P、K及有機質，而且N、P以有機態為主，還含有植物所必須的多種微量元素。中國污泥的有機質平均含量為37.18%，N、P、K平均含量分別為3.03%、1.52%、0.69%，均超過國家堆肥需要的養分標準。 在中國不同地區污水處理廠污泥的養分含量相差較大，同一地區城市污泥中鉀的含量變化并不大。從長遠來看，中國污水處理廠的污泥中N、P的含量將隨著脫氮脫磷等二級污水處理工藝的增加而增加，這將有利于污淞地利用和堆肥處理。

2 污泥對環境的影響

2.1 重金屬污染

在污水處理過程中，通過吸附或沉淀而轉移到污泥中的重金屬占7O%～90%。一部分重金屬元素主要來源于工業排放的廢水如鎘 、鉻；另一部分重金屬來源于家庭生活的管道系統如銅、鋅等重金屬。由于污泥施用于土壤后，重金屬將積累于地表層。所以重金屬是限制污泥大規模土地利用的重要因素 。同時重金屬一般溶解度很小，性質較穩定、難去除，所以其潛 在毒性易于在作物和動物以及人類中積累。

2.2 病原微生物

污水中的病原體經過處理還會進入污泥。新鮮污泥中檢測得到的病原體多達千種，其中危害較大的是寄生蟲。污泥農用引起的潛在疾病的流行，被認為主要與沙門氏菌和絳蟲卯有關。

2.3 有機物 高聚物污染

苯、氯酚等是城市污泥的主要有毒成分。盡管目前國內外對城市污泥中有機污染物的研究并不多，但是一些國家對城市污泥中有機污染物的特征及其在農業環境中的行為、生態效應和調控措施等方面進行了一定的研究。我國還未能制訂出完善的城市污泥有機污染物限制標準。

2.4 氮磷等養分的污染

在降雨量較大地區的石質疏松土地上大量施用富含N、P等的污泥之后，當有機物分解速度大于植物對 N、P的 吸收速度時，N、P等養分就有可能隨水流失而進入地表水體造成水體的富營 養化，進入地下引起地下水的污染 。

3 污泥的處理

3.1 堆肥

堆肥技術是最常見的污泥穩定化、無害化處理方式之一，也是農業利用的有效途徑。堆肥可以使富含氮、磷等元素的污泥應用于農業，作為肥料或者作為土壤改良劑。污泥堆肥處理實際上也是一種污泥處置方式和污泥綜合利用的措施。

生污泥、消化污泥或經過化學穩定處理的污泥都可以進行堆肥處理。堆肥過程中，利用好氧微生物進行的好氧發酵，將有機物氧化分解為類腐殖質。為了通氣，常在堆肥污泥中加入一定比例的蓬松劑和調理劑（如秸稈、稻草、木屑或生活垃圾等）。污泥堆肥投資小，工藝簡單，運行成本低，污泥可被資源化利用，并且污泥與城市垃圾混合堆肥實現了污泥與垃圾的同時資源化。但是堆肥技術所需場地面積大、處理周期長（一般為50～60d）、臭味大，堆肥產品受市場影響較大，在土地有限的情況下，不適于大量污泥的處理。

3.2 衛生填埋

衛生填埋是指用過濾器或離心機進行污泥脫水并將脫水后污泥進行土地填埋。污泥可單獨或與其它固體廢棄物（如城市垃圾等）一起填埋。填埋操作簡單、費用低、適應性強。但需要注意以下一些問題：（1）滲瀝水屬高濃度有機污水，必須收集處理以防二次污染； （2）注意填埋場地的衛生，以防鼠、蒼蠅和臭味擴散； （3）當焚燒灰的揮發成分在15%以下時，可不進行分層填埋，否則需分層填埋； （4）如果填埋廠位于海邊要嚴格遵守有關法規的要求。可見，填埋并沒有最終消除污染，只是起到一個延緩的作用。

3.3 焚燒

焚燒法是將脫水污泥直接送入焚燒爐焚燒，可直接焚燒75%～80%甚至更高含水率的污泥。為了保證污泥的穩定燃燒，并對污泥含水率的波動具有一定的適應性，一般都需摻入輔助燃料如煤、油、燃氣等。普通的焚燒方法必需摻入大量的輔助燃料來穩定燃燒，且燃燒效率和熱效率低。

循環流化床焚燒污泥是一種較好的解決方案。循環流化床焚燒爐由于具有強烈的湍流、長久的氣體停留時間、均勻的溫度分布，能在相對較低溫度和較少過剩空氣下高效率焚燒，獲得較高的有害物質的破壞和去除率，有害物質脫除劑的利用效率高。通過分級燃燒，大幅度控制 NOx 生成；通過床內加入堿性物質如石灰石等，大幅度降低煙氣中的酸性氣體（SOx 和 HCl）的含量，使煙氣直接達標排放，而不需要另加尾氣處理系統。通過盡可能多地回收燃燒煙氣中的顯熱，減少輔助燃料的加入量，從而把污泥處理的成本降至最低。循環流化床焚燒爐屬于高熱負荷型技術，易于大型化，沒有運動部件，因此有較長的壽命，維護費用比其它爐型低。由于循環流化床污泥焚燒爐具有爐內熱傳導均勻，蓄熱性高，廢熱回收效率高，回收熱源穩定等優點，循環流化床焚燒污泥已成為國際上污泥處理的發展趨向。

參考文獻

[1]池涌·洗煤泥與污泥處理焚燒技術及工程實例·化學工業出版社

[2]何品晶·城市污泥處理與利用·科學出版社

[3]張自杰·排水工程·中國建筑工業出版社

作者簡介

郭強（1992-），男，漢族，重慶北碚人，鄭州大學給水排水工程2011級本科生。

廖姣蓉（1994-），女，漢族，河南鄭州人，鄭州大學給水排水工程2011級本科生。