城市污水處理廠污泥資源化利用途徑探討

吳帆 夏文彥

摘 要：隨著城市污水處理廠對生物技術(shù)的廣泛運用，產(chǎn)生的污泥也明顯增加，造成了一定程度的二次污染。在這種情況下，城市污水污泥處理問題成為了社會普遍關(guān)注的問題。文章針對目前污水處理廠中傳統(tǒng)的污泥處理方法的弊端，指出對污泥中含有的有機物加以資源化利用是污泥處理的最佳方式，并對相關(guān)污泥資源化利用途徑進行探討。

關(guān)鍵詞：污泥；處理；資源化利用；途徑

隨著城市經(jīng)濟的迅速發(fā)展與人們環(huán)保意識的不斷提高，城市污水處理技術(shù)得到了不斷的發(fā)展。然而，并隨污水處理規(guī)模的上升副產(chǎn)物污泥量也呈遞增趨勢。污泥成分復雜，其中包含的病菌、重金屬及有機污染物等有害物質(zhì)給城市生活環(huán)境帶來了較為嚴重的二次污染問題。面對著越來越嚴峻的污泥污染問題，將污泥減量化、無害化、資源化利用，解決當前污泥對城市環(huán)境的污染問題已成為當前國內(nèi)外環(huán)境科學與工程界的重要課題。

1 傳統(tǒng)的污泥處理方法及弊端

1.1 填埋處理

污泥填埋處理技術(shù)是一項成熟的應用廣泛的污泥處理方式，是將污泥運到山間、平地等所需區(qū)域，并將其鋪平壓實后覆蓋惰性土壤，最后形成完好的土地覆蓋層，可種植綠色植物。這一處理技術(shù)具有投資少、簡單易行、見效快的優(yōu)勢。但這一技術(shù)也存在較多的弊端之處，主要表現(xiàn)在：污泥填埋后，容易污染地下水，且需要占用大量土地。隨著城市污水處理后污泥量的增加，在我國人口較為稠密的現(xiàn)狀下，大面積的選址成為難點，因填埋選址中出現(xiàn)的問題限制了填埋處理技術(shù)的廣泛運用。另外，相比發(fā)達國家，我國污泥處理技術(shù)起步較晚，發(fā)展較慢，對于城市污泥處理缺乏一定的規(guī)劃，一些隨意混合垃圾填埋的現(xiàn)象較為普遍，這在很大程度上導致了填埋區(qū)域周邊生態(tài)環(huán)境的惡化。

1.2 污泥焚燒

污泥焚燒是針對污泥中所含的有機成分的熱量特點而進行的污泥處理。污泥焚燒的過程使得有機物碳化、病菌消失，能迅速實現(xiàn)污泥減量的目的，且操作起來也比較簡單可行。但污泥焚燒的過程中會產(chǎn)生二氧化硫、鹽酸等有害氣體，對空氣造成污染，破壞了生態(tài)環(huán)境的平衡。以焚燒為核心的污泥處理方法中的脫水干化焚燒，從目前我國技術(shù)水平來看，機械脫水的成本較高，還不具備良好的推廣運用條件。從一定程度上來講，污泥焚燒處理方式的實施還存在較多的限制因素與弊端。

1.3 土地直接利用

由于污泥中含有豐富的氮、磷、鉀等有機營養(yǎng)成分，且高于農(nóng)家肥含量，是改良土壤、增加肥力的好材料，還不需要過多的成本支出，因而被直接廣泛運用到農(nóng)田、菜地、果園、綠化等土地區(qū)域。但是，污泥的來源成分較為復雜，一些重金屬、病原體、寄生蟲等有害物質(zhì)也會給地表水和地下水造成污染。我國城市污水處理廠在將污泥用于土地利用過程中，缺乏先進的脫水處理技術(shù)，最容易導致土壤及水體的污染。

2 城市污水處理廠污泥資源化利用途徑

2.1 科學進行污泥土地利用

從上文中了解到污泥中含有豐富的氮、磷、鉀等有機營養(yǎng)成分，對于植物生長具有很大的養(yǎng)分幫助。科學進行污泥的土地利用，是對污泥進行特殊處理后作為生態(tài)肥料而用于土地中。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，應該積極將污泥科學運用到土地中，重點加強污泥在農(nóng)田、綠化及林地方面的利用。首先在農(nóng)田利用上，需要先將污泥脫水，并使其與添加物質(zhì)均勻混合，熟化有機物；在熟化后將污泥與粉煤灰、營養(yǎng)元素等按一定比例制作有機肥。在有機肥投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程后，需要保證其殺菌殺蟲效果。當前我國已采用污泥無害化技術(shù)研發(fā)出土壤改良劑和顆粒復合肥等有機肥，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的作用。其次，在綠化及林地區(qū)域，污泥中含有的營養(yǎng)成分也可以補充森林土壤營養(yǎng)，增強其土壤肥力，更好的促進樹木的生長。將污泥混合堆肥，可以推動草坪的吸熱、保水，提高草的存活率。隨著城市綠化理念的深入，污泥堆肥給城市綠化提供了保障，為人們營造出良好的生活環(huán)境。

2.2 污泥能源化利用

（1）利用污泥厭氧消化制沼氣。污泥厭氧消化制作沼氣，是利用無氧環(huán)境下生長于污水、污泥中厭氧菌菌群的作用，而使有機物發(fā)生變化后分解成其他穩(wěn)定物質(zhì)，達到殺菌、無害化的目的。而沼氣就是這些有機物在厭氧條件下經(jīng)過厭氧菌的分解作用而產(chǎn)生的以甲烷為主要成分的可燃性氣體。沼氣可以為城市居民和工廠生產(chǎn)活動提供能源，據(jù)悉，1m3沼氣的燃燒發(fā)熱量相當于1kg煤的燃燒發(fā)熱量，可見其資源利用的良好前景。與此同時，污泥厭氧消化也能同廢水處理結(jié)合在一起，構(gòu)成完整的污水處理系統(tǒng)，實現(xiàn)有機物無害化處理的目的。當前，污泥厭氧消化制沼氣的處理方式，以成為最廣泛的污泥處理工藝。（2）利用污泥低溫熱解制油。污泥低溫熱解制油是目前一種新型的熱能利用技術(shù)，主要是指污泥在無氧或缺氧的條件下加熱到一定溫度，并經(jīng)過干餾、熱分解等作用將污泥中的有機物轉(zhuǎn)化為碳氫化合物，最后使污泥轉(zhuǎn)化為可以與油或炭等發(fā)生作用的可燃性產(chǎn)物。在污泥熱解技術(shù)上，我國已開展了大量的研究，研究發(fā)現(xiàn)污泥低溫熱解制油具有成本低廉的優(yōu)勢，也具有較好的應用前景。近年來，國內(nèi)又開發(fā)出了微波熱解技術(shù)，這一技術(shù)更加方便快捷，且生成的液態(tài)油中所含脂肪類物質(zhì)較高。（3）利用污泥制合成燃料。城市污泥中含有70%-80%的有機物，且脫水后的污泥具有發(fā)熱量高的特點，因而將其制成合成燃料具有科學性與可行性。研究表明，將35%的消化污泥與50%的煤和15%的添加劑合成燃料，其熱效率遠大于煤的熱效率。與此同時，污泥還具有較強的黏性，將活性污泥與無煙粉煤混合加工，能在燃燒利用的過程中減少煤污染，還能提高煤的反應性，減少殘渣。

2.3 污泥建材利用

（1）利用污泥制生態(tài)水泥。城市污泥中含有與水泥原料相同的硅、鈣、鋁等化學物質(zhì)，在一定程度上而言，可以代替水泥生產(chǎn)的原料。生態(tài)水泥的制成，能大大降低二氧化碳的排放量，是對污泥資源化利用的有效途徑。目前，日本利用污泥生產(chǎn)生態(tài)水泥，已獲得了顯著的成績，我國也在不斷進行著研究與試驗。生態(tài)水泥的制作工藝大致與傳統(tǒng)水泥生產(chǎn)工藝相當，都需要適量的垃圾灰、脫水污泥、石灰石、黏土及石膏等。但是，唯一不同的是，生態(tài)水泥的凝結(jié)時間較短，需要添入適量的緩凝劑。（2）利用污泥制生化纖維板。城市污泥中含有的粗蛋白與球蛋白，具有溶解于水級烯酸、稀堿溶液的特性。而利用這一特性，可以將物質(zhì)制作成生化纖維板。即在堿性條件下，加熱污泥，使其干燥壓實，并發(fā)生蛋白質(zhì)的變性作用；然后利用變形作用制成污泥樹脂，并與脫脂處理的廢纖維壓制成板材，形成品質(zhì)優(yōu)秀的生化纖維板。隨著技術(shù)的科學技術(shù)的不斷進步，用污泥制生化纖維板將成為必然的發(fā)展趨勢。

2.4 其他污泥的資源化利用途徑

除了以上對于污泥的土地利用、能源利用以及建材方面的利用外，還可將污泥利用于環(huán)保材料的制定。例如，將污泥制成環(huán)保磚，在污泥燒炭過程中加入石灰、蘇打灰等并置于1400℃高溫熔化，待成型冷卻后制成高強度玻璃。另外，還可將污泥制塑料與粘結(jié)劑等，都在很大程度上減少了環(huán)境污染，提高了污泥而二次使用率。

3 結(jié)束語

隨著污泥處理技術(shù)的發(fā)展，我國城市污泥資源化利用取得了一定的成績。然而，與發(fā)達國家相比，我國還處于較為落后的階段。為了促進城市污泥的資源化利用，構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，各城市都應該在遵循城市污泥的特性基礎(chǔ)上結(jié)合城市發(fā)展的實際，實現(xiàn)對污泥的有效利用，使之發(fā)揮出巨大的環(huán)境保護效益。

參考文獻

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作者簡介：吳帆（1982，8-），女，籍貫：湖北武漢，現(xiàn)職稱：工程師，學歷：碩士，研究方向：環(huán)境工程。