重慶某縣城鎮生活污泥資源化利用處置的初探

代小華（重慶市豐都縣環境監測站，重慶豐都408200）

重慶某縣城鎮生活污泥資源化利用處置的初探

代小華（重慶市豐都縣環境監測站，重慶豐都408200）

污水處理必然產生污泥，目前污泥問題日益凸顯，處置不當會帶來二次污染。本文根據重慶某縣生活污泥現狀和存在的環境問題，以理論為導向，依據當地自然社會特點，通過比較分析，提出因地制宜，進行生活污泥資源化利用處置的對策。

重慶某縣；生活污泥；資源化處置利用處置

重慶某縣地處長江三峽庫區腹心地帶，長江自西向東橫貫全縣，屬亞熱帶潤濕季風氣候區，全縣氣候溫和，四季分明，降水充沛。

在各級政府的推動下，經過多年努力，該縣目前已經做到城鎮生活處理全覆蓋，借中央農村環境連片整治契機，對較集中的居民聚居點產生的生活污水也進行處理后排放，對保障長江三峽水庫水質有重要的戰略意義。污水處理廠在污水處理的過程中必然產生污泥。而且隨著城鎮污水處理率的不斷提高，污泥的產量同樣在不斷增大。歷史原因導致的“重水輕泥，隱患嚴重”現狀使污水處理產生的大量剩余污泥得不到有效處理，給當地帶來不小困擾。

1 污泥的特性及危害

城鎮污水處理廠產生的污泥含水率高（75～99%），有機物含量高，易腐爛。污泥中不僅含有豐富的氮、磷、鉀等有益物質，也含有重金屬、毒性有機物、病毒微生物、寄生蟲卵等有毒有害物質，如果得不到及時、有效的處理處置，極易對地下水、土壤等造成二次污染。

2 某縣污泥處置現狀及存在的主要問題

2.1 污泥處置現狀

隨著城鎮經濟的發展和污水凈化率的提高，城鎮污水處理廠產生的污泥量也將大大增加。根據調查，該縣目前投入運營的各級污水處理廠污泥年產生量約1.1萬t，含水率約80%。各鄉鎮村莊污水廠投入運營后將達到近3萬t/年。目前處置污泥的方式主要是脫水后運往位于長江北岸的生活垃圾衛生填埋場，如今已接納約10000t，大大超過了垃圾填埋場的承受能力。而將污泥交水泥窯協同處置則費用高達200元/t，經濟壓力較大。

2.2 污泥現行處置方式存在的主要問題

（1）由于污水處理廠脫水污泥含水率高達80%，大大增加了填埋場滲濾液處理量，由于污泥細小，經常堵塞滲濾液收集系統和排水管，在填埋庫區積存大量滲濾液。

（2）大量污泥進入后，污泥的流變性使得填埋體易變形和滑坡，成為人為的"沼澤地"，給填埋場帶來極大安全隱患。

（3）填埋場難以壓實，直接影響填埋場的使用年限。

（4）污泥具有含水率高、易腐爛、有惡臭、含有大量寄生蟲卵與病原微生物的特點。污泥的性狀就土力學性能和穩定性而言，也不適宜簡易的填埋處置。

（5）由于無有效的污泥解決方案，除部分進入垃圾填埋場外，部分污泥堆放在田間，部分堆棄在低凹地帶，帶來的結果是垃圾處理場變沼澤地，排氣孔被堵，幾近報廢；由于不合理地堆放田間凹地，雨季使露天堆放的污泥漲成了渾濁的稀湯，褐色的污水混著污泥在場區到處蔓延。

（6）鑒于上述原因，目前填埋場已不受理污水處理廠污泥。

2.3 原因分析

要保障伍拾處理廠的正常運營，必須尋求污泥處置的有效辦法，才能適應三峽庫區水環境保護和經濟持續發展的需要，建設污泥處置項目也就成為必然。

事實上，國家在多個環保標準中均對污泥提出了處置要求。《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002），對城鎮污水處理廠污泥的排放要求“應進行污泥脫水處理，脫水后污泥含稅率應小于80%”。

《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）中規定“厭氧產沼等生物處理的固態殘余物、糞便經處理后的固態殘余物和生活污水處理廠污泥經處理后含水率小于60%，可以進入生活垃圾填埋場填埋處理。”

從制定的標準要求上看，只要含水率降下來，就可以進入垃圾填埋場，污泥就有一個合去處。客觀上，含水率處理難度也大，最關鍵的問題是，西南地區雨水豐沛，經過簡單處理后的污泥，穩定狀態很容易被打破，一場雨就可以使污泥恢復原形，因此使含水率處理失去意義。

3 國內污泥常規處理方式及存在的主要問題

3.1 污泥常規處理方式

目前國際上污泥常規處理方式主要是對污泥濃縮脫水預處理后采取污泥厭氧消化、污泥好氧發酵、污泥土地利用級焚燒等四種方式。

3.1.1 污泥厭氧消化技術

工藝原理是在厭氧條件下，通過微生物作用將污泥中的有機物轉化為沼氣，從而使污泥中有機物礦化穩定的過程。厭氧消化可降低。

3.1.2 污泥好氧發酵技術

工藝原理是在有氧條件下，污泥中的有機物在好氧發酵微生物的作用下降解，同時好氧反應釋放的熱量形成高溫（> 55℃）殺死病原微生物，從而實現污泥減量化、穩定化和無害化的過程。

3.1.3 污泥土地利用技術

工藝原理是指將經穩定化和無害化處理后的污泥通過深耕、播撒等方式施用于土壤中或土壤表面的一種污泥處置方式。污泥中豐富的有機質和氮、磷、鉀等營養元素以及植物生長必需的各種微量元素可改良土壤結構，增加土壤肥力，促進植物的生長。

3.1.4 污泥焚燒技術

工藝原理是在一定溫度和有氧條件下，污泥分別經蒸發、熱解、氣化和燃燒等階段，其有機組分發生氧化（燃燒）反應生成CO2和H2O等氣相物質，無機組分形成爐灰、爐渣等固相惰性物質的過程。這種方法含有單獨焚燒和混合焚燒技術兩種。混合焚燒技術有主要是污泥與生活垃圾混燒、污泥的水泥窯協同處置以及污泥的燃煤電廠協同處置。

3.2 各種處置方式存在的突出問題

無論是污泥厭氧消化還是好氧發酵技術普遍存在占地較大，能量消耗較大，時間長，有二次污染物產生，還要進行再次處理。

土地利用最主要的問題是部分接納了工業企業的城鎮污水，污泥中中可能含有銅、鋅、鎳、鉻、鎘、汞和鉛等重金屬，多以離子化合物形態存在，在土地利用過程中，應特別關注銅、鋅和鎘造成的環境問題。單純的生活污水不存在此問題，但也存在一定污染風險。

污泥焚燒最主要的問題是有二噁英排放。20世紀90年代后期，二噁英控制技術達到了歐盟認可的安全水平。隨著技術的發展，垃圾焚燒發電與污染防控技術也越來越成熟，并也成為Waste-to-Energy（廢物變能源）的一項環保技術。大量小的焚燒爐也由于污染控制技術改造成本太高被關閉，而代之以有昂貴尾氣處理裝置的大型焚燒爐。

綜合而言，目前的污泥處置方式中，從技術難度來看，技術難度最低是填埋，然后是土地利用，焚燒的難度最高。從投資成本比較，投資成本最高的是焚燒，然后是填埋，投資成本最低則是土地利用。但從環境風險來看，焚燒存在尾氣風險，填埋存在地下水污染的風險，相比之下，風險較小的是土地利用。

4 發達國家的污泥處理現狀和經驗

美國有約16000座污水處理廠，服務2.3億人口，日處理污水量1.5億m3，年產污泥量3500萬t（以80%含水率計）。污泥的最終處置方式分布為：60%農用、3%生態修復、17%填埋和20%焚燒。

歐盟國家的50000座污水處理廠年產污泥量4000萬t（以80%含水率計）。污泥的最終處置方式為：50%以上農用、20%填埋、20%焚燒，污泥填埋量持續減少，土地利用量逐漸增加，焚燒量維持不變。英國、丹麥、挪威、芬蘭、盧森堡的土地利用均已超過60%。

德國的城市污水處理廠總規模達2800萬m3，污泥年產量1000萬t（以80%含水率計）。通過回收污泥中的生物質能源可以滿足污水處理廠40～60%的電耗需求，碳減排效益十分明顯，污泥的最終處置50%土地利用，50%為焚燒或協同焚燒，污泥填埋要求有機質含量低于5%，脫水污泥已禁止進入填埋場。

并且根據《歐洲廢物處理處置政策》，自2000年起，歐洲已經對污泥處理填埋征收填埋稅，要求減少直至完全禁止填埋，而對污泥的處置的原則是遵循著“減量化”-“循環利用”-“焚燒”-“填埋”的順序。在發達國家，污泥的資源化處置已是發展趨勢。

5 重慶某縣生活污泥資源化利用處置的探索及可行性

污泥處置最終要求達到的目標是經處理后的污泥或污泥產品在環境中或利用過程中達到長期穩定，并對人體健康和生態環境不產生有害影響。

污泥是放錯位置的資源。為充分利用資源，遵循循環經濟的“3R”原則，污泥的處置以再循環原則（recycle）為上策。

污泥中礦化的有機質和營養物質提供豐富的腐殖質和可利用度高的營養物質，能改善土壤結構和組成，并使營養物質更容易為植物吸收。

研究表明，城市生活污泥以烘干樣計平均含量：氮為4.17%、磷1.20%、鉀0.45%；有機質含量60～80%，總灰分20～40%。一座20萬t級的污水處理廠，每年產生的污泥中，含有硫酸銨46～232t、過磷酸鈣30～150t、硫酸鉀4.8～24t、有機質含量40～60%，相當于100～400多噸標準肥和大量有機肥，具備了農用的可能性。

根據重慶某縣的特點，雨水充沛，工業企業少，農業大縣，肉牛養殖大縣，生活污水處理設施全面覆蓋，純城鎮生活污水，基本不含金屬成分，污泥產生量大，秉承“生態涵養，綠色崛起”理念，建議建設污泥肥料廠加以利用。結合該縣牛糞產生量大，本著因地制宜，化害為利的原則，采取“污泥+牛糞”-烘干-發酵-土地資源化利用。

大量牛糞曾經也是當地突出的環境問題，經過多年摸索，目前基本采取資源化加以利用，比較有名的是某企業在養殖場附近，利用自己取得專利的“滾筒式污泥干燥機設備”對牛糞烘干、發酵后作為高檔園林花卉肥料外售，效益顯著。烘干機產生的廢氣經過中國科學院廣州化學研究所測試分析中心的檢驗，各廢氣污染物（包括二噁英）完全達到國家標準。

從科學角度來看，污泥的資源化利用涉及環境保護、水處理、農學、園林學、肥料研究、機械制造等一系列學科，是一個涉及社會各個層面的復雜工程。但本著創新和因地制宜、實事求是的精神，在國家大力推動生態文明建設建設，政策資金大力支持的大環境下，如果企業措施得當，不僅可以解決污染問題，甚至可以帶動并形成一個新型的環保產業。

[1]環境保護部.《城鎮污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術指南（試行）》（HJ-BAT-002）.2010，2.

[2]李國鼎，等.固體廢物處理與資源化.清華大學出版社，1990，02.

[3]蔣建國.固體廢物處理處置工程.化學工業出版社，2005，06.

[4]環境保護部.《水泥窯協同處置固體廢物環境保護技術規范》（HJ 66 2-2013）.中國環境出版有限責任公司出版，2014，03.

X703

A

2095-2066（2016）32-0008-02

2016-11-3

代小華（1975-），男，重慶人，高工，主要從事環境監測和環境影響評價工作。