漳州城鎮污泥可持續處理處置技術路線研究

高劍平， 黃建峰， 張 梁

（1.漳州職業技術學院，福建 漳州 363000；2.漳州市西區金峰污水處理有限公司，福建 漳州 363000；3.江南大學 生物工程學院，江蘇 無錫 214122）

0 引 言

我國污水處理規模在2010年達到了12 476萬m3／d，規 劃 到2015年 將 達 到20 805萬m3／d［1］。按每處理1萬m3污水產生5～8m3濕污泥（含水率80%左右）的經驗值計算［2］，則到2015年我國因處理污水而產生的濕污泥量將達到10～16萬m3／d。污泥中含有病原菌、重金屬、持久性有機污染物等，若隨意處置將造成嚴重的二次污染。能否成功解決污泥處理處置問題已成為污水處理凈化環境成功與否的關鍵因素之一。

中央政府高度重視污泥問題。2010年11月環境保護部下發《關于加強城鎮污水處理廠污泥污染防治工作的通知》明確要求各地加快污泥處理處置設施建設。2011年3月，住房和城鄉建設部、國家發改委共同編制并發布的《城鎮污水處理廠污泥處理處置技術指南》（試行）為我國污泥處理處置提供了技術與方案的選擇依據和技術標準。但一直到2014年，各地污泥處理處置設施真正投入運營的很少，大量污泥仍然是通過“填埋”隨意處置。業內普遍認為，出現這一問題的根源在于各地缺少一個比較明晰的符合本地區實際的污泥可持續處理處置技術路線。基于此，文中就如何設計地區污泥處理處置技術路線提出了相應原則，并依據這一原則制定了3條技術上可行、經濟上可承受的技術路線，以期為今后其它地區制定相應技術路線提供理論參考。

1 設計地區污泥可持續處理處置技術路線的原則

國內已有專家對污泥處理處置技術路線的選擇提出了思路，如唐建國［3］等提出的“處置決定處理、處理滿足處置、處置方式多樣、處理適當集約”這一思路對業內影響較大。然而具體到某一地區污泥可持續處理處置技術路線的設計時，這一思路仍顯得較為宏觀。筆者提出，地區污泥可持續處理處置技術路線可考慮按照“污水來源決定污泥泥質特征、污泥泥質特征決定處置方式選擇、處置方式決定處理方式、處理方式應可持續”這一原則進行設計。

1.1 污水來源決定污泥泥質特征

什么樣的污水決定什么樣的污泥。污水凈化過程實際上是污染物從污水向污泥的轉移過程。一般而言，我國城鎮污水廠污水來源有3種情況：

1）單一城鎮生活污水；

2）工業廢水；

3）城鎮生活污水和預處理后的工業廢水混合。

其對應的污泥泥質特征見表1。

表1 污水來源與對應污泥泥質特征

1.2 污泥泥質特征決定處置方式選擇

《城鎮污水處理廠污泥處理處置技術指南》（試行）明確提出我國污泥3種主要處置方式：土地利用、焚燒及建材利用、填埋。國家鼓勵優先研究土地利用的可行性；當不具備土地利用條件時，可考慮采用焚燒及建材利用；當不具備以上兩種處置方式條件時，可考慮污泥安全填埋［4］。我國城鎮污泥處理處置主要方式見表2。

綜合表1和表2可以看出，若污泥泥質表現出污染物含量低、養分含量高的特征，建議考慮采用土地利用處置方式。若污泥泥質表現出污染物含量高，則無論養分含量高低，從安全處置角度，建議考慮焚燒后建材利用或安全填埋的處置方式。

1.3 處置方式決定處理方式

在初步確定污泥處置方式之后，就要根據處置方式進行污泥處理工藝路線的選擇。對于采用土地利用處置方式，建議考慮“混合堆肥（好氧發酵或厭氧消化）＋土地利用”路線；對于采用焚燒處置方式，建議考慮“污泥干化＋焚燒＋灰渣填埋或建材利用”路線；對于采用填埋處置方式，建議考慮“深度脫水＋穩定化無害化處理＋深度填埋”路線。

1.4 處理方式應可持續

在按照上述原則確定污泥處理處置技術路線后，要實現污泥處理的可持續，需要注意兩個方面的問題：

1）處理要適度集約。建議成立專門的污泥處理廠進行污泥處理，這樣既有利于降低成本，也有利于政府監管。如美國，650座厭氧消化設施和750座好氧發酵設施消納了16 000多座污水處理廠年產污泥的80%［5］。

2）政府監管必須到位。這里的監管更多的應體現在對污水源頭的嚴格控制（特別是工業廢水）以及定期的安全評估。

表2 我國城鎮污泥處理處置主要方式

2 漳州城鎮污泥處理處置現狀及存在問題

近年來，隨著漳州市社會經濟發展和城市化進程的加快，城鎮污水處理率不斷提高，污泥的數量也在不斷增長，成分日趨復雜。2013年，全市13座城鎮污水處理廠只有3座實現污泥安全處理處置。污泥的不規范處置已成為該市土壤和水環境一個新的環境污染源，部分抵消了污水處理廠凈化環境的功效，嚴重制約了污水處理事業健康發展。

目前漳州城市污泥處理處置存在的問題主要體現在以下5個方面：

1）污泥產量分布不均。污泥集中在幾座興建較早、規模較大的污水廠，而多數新建污水處理廠因為管網配套相對滯后、進水污染物濃度較低且水量較少，微生物營養不夠致使污泥產量低甚至不產泥。

2）污泥成分日益復雜。隨著經濟社會的持續快速發展特別是工業化進程的加快，進入各污水廠處理的污水成分日趨復雜，其結果必然導致產生的污泥成分也日趨復雜，從而提高了污泥后續處理處置的難度。

3）污泥處理處置簡單化。多數污水處理廠對產生的污泥只經過單一脫水處理后就直接填埋，由于污泥具有含水率高、流動性強的特點，大量污泥對垃圾填埋場產生不利影響，一些填埋場開始拒收來自城鎮污水處理廠的污泥，導致部分城鎮污水處理廠產生的污泥隨意堆放，嚴重影響環境［6］。

4）污水處理企業管理不到位，污泥出路問題突出。全市大部分污水處理廠至今尚未建立污泥管理臺帳和污泥危害化管理的規章制度。部分產泥量大的污水廠，污泥不能被全部妥善處理處置；少數污水處理廠設計不合理，缺少健全的污泥貯存場地，出現了污泥沒地方去的現象。

5）缺乏政府層面統一管理和規劃，總體解決思路不明確。地方政府目前仍把重點放在新建污水處理廠以解決城市生活污水污染問題，沒有系統規劃、建設相關污泥集中處理處置設施［7］。

3 漳州城鎮污泥可持續處理處置技術路線研究

3.1 單一處理城鎮生活污水產生的污泥可持續處理處置技術路線

漳州地處亞熱帶，農業和食品加工工業較為發達，具有豐富的農業廢棄物資源。因此，對于單一處理城鎮生活污水而產生的污泥，可以考慮將污泥處理與農業廢棄物資源綜合利用結合起來，堆肥后進行土地利用的處置方式。理由如下：

1）經檢測分析，單一處理城鎮生活污水產生的污泥不僅含有豐富的有機質及氮、磷、鉀等植物生長需要的養分，而且污染物含量很低，適合作為堆肥原料，見表3。

表3 漳州部分城鎮污水廠污泥污染物及養分含量

2）農業廢棄物（如菌菇渣）不僅含有豐富的粗纖維、粗脂肪、粗灰分等營養物質，而且數量龐大、價格低廉，適宜作為堆肥輔料［8］。

3）漳州建設“田園都市、生態之城”，無論是城市綠化還是沿海沙化土地的改良，都可大量吸納堆肥產品。

圖1 漳州單一處理城鎮生活污水產生的污泥可持續處理處置技術路線圖

4）從經濟效益角度看，若制成有機肥銷售，則目前污泥處理后可產生約150元／t凈效益；若制成土壤修復原料，則目前污泥處理后也可產生約50元／t凈效益，市場前景廣闊。

基于以上分析，結合各地污泥堆肥處理后進行土地利用相關實例，提出漳州單一處理城鎮生活污水產生的污泥可持續處理處置技術路線，如圖1所示。

從圖1可以看出，該技術路線能順利實施的關鍵點有3個：

1）要保證污水來源為單一城鎮生活污水，為此政府必須強化源頭控制與管理，嚴格杜絕有毒有害工業廢水進入；

2）堆肥工藝技術要成熟，確保堆成的熟肥符合要求；

3）后續的環境風險監控要到位，確保不因污泥土地利用造成新的環境問題。

同時，鑒于漳州部分縣區新建的城鎮污水廠存在管網建設滯后、污水來源不足導致污泥產量少等問題，可以考慮污泥處理適度集約。如沿海臨近的東山、詔安、漳浦三縣城鎮污水廠污泥可集中統一堆肥處理，堆成熟肥用于沿海沙化土地的土壤改良及綠化用肥。

3.2 處理工業廢水產生的污泥可持續處理處置技術路線

工業廢水排入市政污水管網前必須按規定進行廠內預處理，使有毒有害物質達到國家、地方或行業的排放標準。不同工業產生的廢水成分差別很大，其廠內預處理產生的污泥如何處理處置需具體情況具體分析。就漳州而言，食品工業企業廢水處理后產生的污泥可考慮進行土地利用處置，其它行業如造紙、印染、電鍍等企業廢水處理后產生的污泥只能考慮焚燒后進行建材利用或者填埋。其具體可持續處理處置技術路線如圖2所示。

圖2 漳州處理工業廢水產生的污泥可持續處理處置技術路線圖

從圖2可以看出，該技術路線能順利實施的關鍵點有二：一是污泥泥質分析時要特別對污染物含量進行全面檢測，嚴格控制土地利用處置方式；二是對于污泥焚燒，從節約能耗角度，應考慮就近充分利用工業窯爐或集約處理。如港尾開發區、臺商投資區的工業污泥可就近運至華陽電廠進行焚燒處理；其它縣區可一縣建一座工業污泥焚燒設施，集中處理本區工業污泥。

從經濟角度看，按目前技術水平每焚燒處置1t污泥成本大約為260～280元，這筆支出應由產生污泥的企業承擔。

3.3 處理城鎮生活污水和工業廢水混合產生的污泥可持續處理處置技術路線

漳州各工業區配套污水廠污水來源一般為工業區生活污水以及經過預處理的工業廢水，如漳州西區污水處理廠主要處理金峰開發區生活污水和工業廢水。對于處置這一類型污水產生的污泥，應采用立足審慎土地利用、輔以焚燒填埋的方式。其具體可持續處理處置技術路線如圖3所示。

圖3 漳州處理城鎮生活污水和工業廢水混合產生的污泥可持續處理處置技術路線圖

從圖3可以看出，該技術路線能順利實施的關鍵點有二：一是工業廢水必須在廠內預處理達標后才能排入市政管網，政府必須加強監管和懲處力度；二是因為預處理后的工業廢水多少還含有一些污染物，為穩妥起見，采用土地利用方式處置時只能用于土壤改良及林用，不進行農用，并進行嚴格事后的環境風險監測。同時，對于偷排未達標工業廢水進入管網的企業，應承擔該批次污泥處理焚燒填埋處置的全部費用。

4 結 語

隨著生態文明建設進程的加快，未來十年將是污泥產業發展的黃金時期。各地區制定符合本地實際的技術路線將有利于該產業更好、更快的發展。文中提出的污泥可持續處理處置技術路線設計原則以及按照這一原則設計的3條漳州城鎮污泥可持續處理處置技術路線可為其它地區相應技術路線的制定提供理論參考。

［1］ 環境保護部.中國環境統計年報［R］.2012.

［2］ 朱石清，唐建國.對上海污泥處理處置的幾點想法（上）［J］.給水排水，2007，33（10）：46－49.

［3］ 唐建國，林潔梅.對城鎮污水處理廠污泥處理處置技術路線選擇的思考［J］.給水排水，2011，37（9）：54－57.

［4］ 中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家發展和改革委員會.城鎮污水處理廠污泥處理處 置 技 術 指 南（試 行）［EB／OL］.（2014－05－22）［2014－12－20］.http：／／www.water8848.com／news／201405／22／17961.html.

［5］ 王洪臣.中國污泥處理處置技術路線的初步分析［J］.水工業市場，2010（7）：12－14.

［6］ 尚虹，楊海龍，張燦，等.污泥堆肥應用水土保持的可行性探 討［J］.湖 南 農 業 科 學，2011（15）：91－93，100.

［7］ 王東鑫，胡超，張靜，等.海南省城鎮污水處理污泥處理處置問題剖析及對策建議［J］.環境保護科學，2014，40（3）：43－45.

［8］ 符艷輝.綠色生物有機肥生產工藝及裝備［J］.長春工業大學學報：自然科學版，2014，35（6）：708－712.