探討城鎮污水處理廠污泥資源化利用

摘要：對于城鎮污水處理廠中產生的污泥進行有效利用可以大大節約能源，提升資源利用的效率，同時有利于保護環境，使得城市的空氣與水土更加潔凈。本文對于污泥資源化利用的技術進行了分析與探討。

關鍵詞：城鎮污水處理廠；污泥資源化；利用

中圖分類號：X37 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）01-0072-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.041

Discussion on utilization of sludge in urban sewage treatment plant

Lu Zhengrong

（Bailonggang Sewage Treatment Plant， Shanghai Chengtui Sewage Treatment Co.， Ltd.， Shanghai 201201，China）

Abstract： Effective utilization of sludge generated in urban sewage treatment plants can greatly save energy， improve the efficiency of resource utilization， and at the same time help protect the environment and make the citys air and water and soil cleaner. This paper analyzes and discusses the technology of sludge utilization.

Key words： Urban sewage treatment plant； Sludge resource utilization； Utilization

根據國家統計局發布的《2016年國民經濟和社會發展統計公報》的數據顯示，2016年年末城市污水處理廠日處理能力14823萬立方米，比上年末增長5.6%；城市污水處理率為92.4%，提高0.5個百分點。隨著城市污水處理量、處理率、處理深度的提升，城市污水處理廠在運行過程中產生污泥的量也會大大增加，污泥是一種具有含水率高、熱值高、含有豐富有機物及營養物的潛在優質“二次資源”，但同時這些污泥也富集了大量的重金屬離子及少量病原微生物、寄生蟲卵等有毒有害物質，其能夠通過地下水、大氣、地表水、土壤等介質進入食物鏈，不僅會造成嚴重的生態風險并且影響人類健康。隨著國民經濟的快速發展，能源供需矛盾將逐年顯現出來，能源需求量迅速增長，能源緊缺已成為制約工業經濟快速發展的“瓶頸”。所以加快污泥資源化建設，對促進經濟發展具有重要戰略意義，同時通過各種技術力量，讓污泥資源的利用率提升，盡量做到在保證水資源的情況下，要讓整個的污泥處理行業發展綠色化，讓資源的缺失情況得到改善，保障國家安全，推進生態文明建設。

1 污泥資源利用的關鍵技術探討

我們必須加強技術革新，使得在進行污水處理的同時，可以將產生的大量污泥進行資源循環利用，這樣可大大節約能源。作為污水處理廠的伴生產物，污泥含有大量有機物、氮、磷等營養物質，經過適當處理，可以變廢為寶[1]。一個較好的污泥資源化利用技術不僅可以有效地節約能源，減少污染的同時產生經濟效益，還將消除惡臭提升環境質量，改善城市的形象[1]。

1.1 污泥厭氧消化產沼氣，沼氣再利用

在污水處理廠的規模比較小的時候可以采用污泥好氧消化，其優點在于便于操作，同時效果比較穩定，可以在較短的時間內完成污泥處理的任務，但是其弊端在于運行的能耗是非常大的，相反地，當污水處理廠規模較大時，可以采用污泥厭氧消化來處理污泥，并能制得能源——沼氣。因此我們在對于污泥的處理進行方式的選擇時，應該根據實際的情況來進行決定。污泥厭氧消化的基本原理：在無氧的環境條件下，通過兼性菌和厭氧菌將污泥中可降解的有機物經過液化、氣化并分解，病菌、寄生蟲卵被殺死，固體達到減量化和無害化，最終生成沼氣等可再利用的資源，使污泥處理達到穩定化的過程。沼氣再利用的途徑很廣泛，除了滿足污泥厭氧消化系統本身所需的加熱能量外，還能進行沼氣發電、沼氣攪拌。同時，由于沼氣的主要成分為甲烷、二氧化碳，并含有少量的氧氣、氨氣、氫氣以及硫化氫，沼氣中的甲烷可作為生產四氯化碳等有機物質的原料；二氧化碳可用以生產純堿；硫化氫可進行生物脫硫，產生的硫污泥進行脫水提純，轉化為硫黃也是另一種資源，這些化工利用途徑在國內外都有一定程度的實踐。對于污泥厭氧消化處理技術產沼氣，需要在關鍵位置要配備相關的設備與儀表，掌握實時工況，確保高效地沼氣產率以及及時控制沼氣資源的使用情況，在工藝或設備故障發生時，我們要進行及時排故及調整，積極地改進設備工況，并且提高自動化控制程度，實現資源利用最大化[1-3]。

1.2 污泥堆肥

污泥中含有大量的有機質、氮、磷等植物需要的養分，其含量高于常用農家肥，可以與優質的有機農肥相當。城市污水處理廠的污泥作為農業、綠化等用肥必須滿足下列要求：含植物所必需的營養成分；有毒有害物質含量不超過相關的污泥農業標準；必須經過無害化處理。因此在土地利用之前，必須對污泥進行穩定化、無害化處理，如好氧與厭氧消化、堆肥化等，其中堆肥化處理是較多采用的一種方法。我國的污泥堆肥主要有兩種方式，一是污泥消化或污泥和垃圾等其他物質混合堆肥后農用；二是污泥經過堆肥發酵制成復合肥還田[2]。污泥在直接中溫厭氧消化后進行農用的方法，其缺點在于病菌較多，殺滅的不夠徹底，可能會造成二次污染，因此沒有得到推廣及有效地利用，混合堆肥的方案是從無害化的角度來對其進行更好的處理，既能殺死其中的細菌，又能夠提升肥料的效率，這樣就可以實現在城市和農村都能夠安全可靠的堆肥。污泥堆肥復合肥則是一種充分利用污泥中的營養元素，實現營養平衡，最后進行還田農用，較純化肥與有機化肥具有一定的優越性[4]。

1.3 污泥與煤摻燒技術

目前來說，我國的污泥處理技術無法滿足于實際的要求，造成了大量的資源浪費，只有將污泥的處置與資源化利用相結合才是污泥處理的最佳出路[3]。而土地還原的處理方法，又因很多工業廢水產生的污泥當中重金屬超標并帶有有毒有害物質，無法進行改良土壤，因此我們需要尋找可以有效利用污泥中可用成分同時可以實現污泥“四化”的綜合性處理方法，而將污泥轉化為燃料是一種比較有前途的方案。由于含有大量有機質，污泥的熱值較高，略低于煤餅，污泥可作為替代或者輔助能源。當前有很多發電廠選擇用含水率30%至40%左右的干化污泥作為輔助燃料，將其與煤按一定比例摻和后投入焚燒爐進行燃燒發電，雖然項目投資成本較高，但該技術既降低了發電廠的運行成本，又解決了污水廠的污泥出路問題，可謂一舉兩得。但當污泥作為燃料時，需穩定控制污泥的含水率，污泥的含水率會直接影響到污泥處理規模以及干化焚燒的熱量平衡，這樣就使得其要比一般的污泥處理設備要高，因此必須采用輔助的燃料來促進其燃燒，并加強熱回收系統的能量轉換效率，實現更高效的能量利用[5]。

對于以上幾種技術方案，在污泥資源化利用的同時，也需注意資源浪費、泄漏甚至是污染環境的問題，在工程設計、建造及運行時都要預防可能出現資源浪費等相關問題。工程設計在工程選址、總圖布置、設備選型與選材、自動控制、公用工程等方面的安全對策措施需較為完善，符合國家或行業有關法規和標準的要求。運行時定期檢查整個系統，進行必要的維護保養與檢修，對液體、氣體等泄漏的報警應及時做出反應，應急處置到位，避免資源浪費及事故擴大。只要提高相關人員的安全意識及技術水平，在施工和運行管理認真對待各種安全問題，把相應的對策和措施落實到位，并不斷完善和加強，工藝與設備的安全運行是可以做到的[4]。

2 結束語

城市規模不斷擴大、人口的不斷增加，城市污水處理廠的數量也在同步上升，目前來說，我國污泥資源化處置技術投產項目呈顯著上升趨勢，同時，各地區由于經濟發展的不平衡，呈現東多西少的格局[5]。隨著城市污水處理量、處理率、處理深度的提升，隨之而來的是“污泥圍城”的難題。在解決此難題的同時，以兼顧環境、社會、經濟及安全等前提下，盡可能地將污泥變廢為寶。在對污泥進行有效地資源利用時，需要認真地分析各地區的污泥產生量、性質、有機分及重金屬等有害物質，從而對其進行全面評估，因地制宜地實現污水處理廠污泥處理技術優化、科學規劃與合理布局，達到污泥資源化利用的目的，這對于所有污水處理廠的發展來說具有極為重要的意義，要讓整個的污泥處理行業發展綠色化，讓資源的缺失情況得到改善，推進生態文明建設。

參考文獻

[1]王菲，楊國錄，劉林雙，陳萌，陸晶.城市污泥資源化利用現狀及發展探討[J].南水北調與水利科技，2013，11（02）：99-103.

[2]洪磊，張智.小城鎮污水處理廠污泥處理方法探討[J].市政技術，2009，27（02）：165-166+170.

[3]劉學琳. 研究城市污泥的處理及資源化利用[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2012（31）.

[4]楊東. 城市燃氣與CNG母站氣源互補性的探究[J]. 中國化工貿易， 2017， 9（17）.

[5]楊瑤，徐鶴，尹建鋒.我國污水處理廠污泥資源化利用現狀分析[J].南水北調與水利科技，2012，10（05）：114-118.

收稿日期：2017-12-21

作者簡介：陸崢嶸（1988-），男，工藝員，助理工程師，本科，研究方向為污泥處理。