淺析污泥處理處置及資源化途徑與新技術

（沈陽市環(huán)境監(jiān)測中心站，沈陽 110011）

污泥含有很多復雜成分，如泥沙、重金屬以及其他有害物質。此外，污泥還含有少量有機物質，使得污泥處理難度增加。數(shù)據(jù)顯示，2017年以前，城鄉(xiāng)各地仍有約40%的污泥未獲得有效處理。在對污泥進行處理時，一般都會做臨時處理，致使約15%的污泥形成環(huán)保危害。目前，污泥的無害處理實踐還未發(fā)展成熟，污泥處理處置技術發(fā)展受到阻礙。與發(fā)達國家相比，我國需要不斷完善污泥處理處置技術，急需研發(fā)新技術，使污泥變廢為寶。

1 污泥處理處置原則與技術思路

1.1 原則

污泥處理處置和資源化利用，需要遵從綠色環(huán)保、節(jié)能降耗、循環(huán)利用、安全可靠和因地制宜的原則。其中，綠色環(huán)保是基本原則；循環(huán)利用原則是努力實現(xiàn)的目標；因地制宜是方案比對后進行決策的前提條件；節(jié)能降耗是需要深入思考的因素；安全可靠是污泥處理處置的客觀要求。

污泥處理處置計劃要結合污泥處理處置具體特點，囊括應急方案、階段方案與永久方案。人們要明確污泥處理處置的階段性方和應急方案，以免污泥任意放置，確保環(huán)境安全。人們要結合污泥處理要求，選擇最為適合的污泥處理處置技術。除此之外，可優(yōu)先選擇成熟的處理技術，新技術需要進行嚴格評測，確定安全以后才可以放心使用。

1.2 技術思路

污泥處理處置的主要目的實現(xiàn)污泥的無害化、安全化、資源化和減量化，節(jié)約處理費用，防止二次污染。資源化能夠使污泥內有機質與營養(yǎng)元素循環(huán)利用。對于污泥處理處置與資源化途徑，要深入思考污泥泥質、地域環(huán)境及地方經濟情況。發(fā)達地區(qū)要將資源利用當作污泥處理處置目標，落后地區(qū)要將無害、穩(wěn)定當作當前污泥處理目標，并且思考以后污泥資源利用的可行性，提高污泥利用率。對于條件充許的地區(qū)，可以用污泥制作建材；對于不具備條件的地區(qū)，可用填埋的方式來處理處置污泥。

2 污泥處理和具體要求

2.1 土地利用

污泥的土地利用主要包含園林綠化、農用、土地改良，將污泥中的有機物、氮磷鉀等營養(yǎng)成分實現(xiàn)資源化利用，經過無公害處理后，污泥可以回用于土地。如果污泥處理后能夠達到園林綠化用泥相關標準，便能夠用于園林綠化；如果污泥處理后能夠滿足土地改良用泥標準，可用于改良鹽堿地、廢棄礦廠舊址、沙化土地。如果想把污泥用于果園、農田或牧場，泥質要達到農用污泥回用相關標準，同時，人們要開展環(huán)境影響評價，明確污泥具體利用方法并進行嚴格管理。

2.2 制作建筑材料

污泥可以作為水泥生產的添加劑，同時可以用于生產輕質骨料和磚。如果污泥處理后能夠滿足污泥制磚標準，便可將污泥當作制磚材料；如果污泥處理后能夠滿足水泥制作標準，便可直接當作水泥生產原料。建材生產期間要避免產生二次污泥[1-3]。

2.3 焚燒

污泥焚燒包含與垃圾混合焚燒、單獨焚燒、工業(yè)鍋爐焚燒和火力發(fā)電焚燒。污泥焚燒時盡量使用現(xiàn)有鍋爐，減少污泥焚燒處理成本。污泥處理后，如果泥質滿足單獨焚燒標準，可單獨焚燒，同時還可結合干化法，提升污泥熱能利用率。焚燒后灰渣先要嘗試進行二次利用，不能利用的則直接填埋。如果選用污泥焚燒法，人們需要結合有關標準，避免產生二次污染。

2.4 填埋

如果污泥不適合進行土地利用、建材利用和焚燒，可以選擇填埋處理方式。污泥填埋主要包含單獨填埋、特殊填埋和混合填埋三種方式。污泥填埋前，要先使用石灰穩(wěn)定工藝，對污泥實施穩(wěn)定處理，同時可以加入粉煤灰或陳化垃圾來改變污泥性質，使其符合填埋標準。污泥填埋需要充分考慮填埋氣體的收集與利用，降低溫室氣體的排放量[4-6]。

3 污泥處理處置與資源化途徑與新技術

3.1 污泥原位減量技術

污泥原位減量技術是指通過降低污水處理期間的細胞合成量，增強微生物內源呼吸能力，使微生物有效分解，最終有效降低剩余污泥產生量。污泥原位減量技術和污泥減容減量技術存在本質不同。污泥減容減量技術僅通過降減污泥含水率來減少污泥量。過去，很多污水處理技術都通過延長曝氣時間來提升微生物內源代謝的氧化率，從而降低污泥產生量。然而，這一方法會使池容及曝氣量有所增大。最近幾年，人們以溶胞隱性生長、生物捕食、解偶聯(lián)代謝與內源代謝等理論為基礎，大力研究污泥原位減量技術，使污泥減量效果顯著提升[7-9]。人們要不斷改進污泥處理處置工藝，使其滿足污泥處理要求，達到污泥減量目的。好氧、沉淀、厭氧都屬于改進式活性污泥系統(tǒng)，污泥回流環(huán)節(jié)設置一個厭氧池，促使好氧生物在好氧段形成的ATP在厭氧段被完全消耗，無法進行細胞合成，減少污泥產生量。嵌入式旁路污泥減量采用CASS反應器，綜合運用多種方法，提升污泥減量效果。水蚯蚓原位污泥處理技術以傳統(tǒng)污泥處理處置系統(tǒng)為基礎，在生化池中，添加水蚯蚓，延長系統(tǒng)內的生物鏈，使物質循環(huán)與能量流動效率更高，并充分利用水蚯蚓與微生物來處理污泥，實現(xiàn)污泥的原位減量。

3.2 污泥減容減量技術

污泥減容主要目的是減少污泥含水量和污泥體積，最終實現(xiàn)污泥減量。其間，污泥生物固體數(shù)量基本不會發(fā)生變化。污泥減容減量技術主要包括污泥濃縮與污泥脫水兩個處理過程。前者的主要目的是降低污泥的間隙水含量，后者是降低污泥表面附著的水分和毛細水。從技術原理來看，污泥濃縮與脫水的主要方法有板框壓濾脫水、機械濃縮、重力濃縮、帶式脫水和離心脫水等，以后的研究需將重點放在減少藥耗和電耗，降低污泥含水量。機械脫水期間，污泥壓密方向與水排出方向相同，壓力越大，壓密性越好，水分流動路徑會慢慢被堵塞，所以以往所用的機械脫水技術很難顯著降低污泥含水量[10-13]。

為了提升污泥脫水 成效，近年來，射流、電滲透及真空等技術不斷被應用，人們也實施了一些示范性工程。電滲透脫水主要利用的是污泥中的細菌、蛋白質pH值接近中性，一般附帶電荷，在電場作用下，帶電顆粒會分散到介質中，進行定向運動。電滲透脫水技術主要通過帶電顆粒與周圍介質進行電滲透或是電泳操作，達到污泥深度脫水的目的。在實施電滲透時，水的流向與污泥絮體的流向相反，水分可不經泥餅空隙流出。所以，在應用電滲透脫水技術時，污泥壓實不會導致通道堵塞或形成阻力，脫水效率比其他方法提升很多。

3.3 污泥干化技術

污泥干化技術是指在污泥完成脫水后，使用熱能來降低污泥含水率。經過干化處理，污泥含水率最低可降到10%左右。污泥干化屬于能量凈支出過程，能耗費用占比極大，所以，人們要大力開發(fā)節(jié)能污泥干化處理技術。近些年，污泥干化處理技術發(fā)展非常快。一是選擇應用太陽能和生物質能實施污泥干化處理；二是改進干燥機或反應器；三是污泥干化處理技術種類較多，主要包含水熱干化技術、污泥低溫射流干化技術、生物干化技術、污泥低溫真空脫水干化技術、超聲波干化技術和熱泵干化技術等。

3.4 污泥焚燒技術

污泥焚燒技術屬于減量技術，通過焚燒污泥，污泥體積可以縮小到原來的10%左右，焚燒后產物屬于非常可靠的惰性灰渣，能夠用于建材生產。焚燒時產生的熱量可用于污泥干化處理，以降低能耗，其是大城市常用的污泥處理處置工藝。污泥焚燒規(guī)模較大，工藝復雜，建設成本與運行成本高，當前，這一技術的推廣與應用仍面臨諸多困難。所以，為了減少污泥處理設施建設成本與運行成本，人們要積極應用現(xiàn)有鍋爐來對污泥實施協(xié)同焚燒。

4 結語

當前，污泥處理處置技術快速發(fā)展，要想從根本上使污泥實現(xiàn)資源化，人們必須開發(fā)和引進全新的污泥處理技術。很多全新污泥處理技術把污泥處理無害化視為發(fā)展重點，以降低污泥處理處置成本，節(jié)約資源，保護生態(tài)環(huán)境。