廣西城市污水處理廠污泥產生及處置現狀分析

潘 振，梁志超，田冬梅，蔣 婷，夏興良

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0 引言

污泥是污水處理的副產物，其主要特點是產量大、含水率高、親水性強、水分去除困難，同時污泥中還含有大量的病原體、寄生蟲卵、重金屬以及有毒有害的有機污染物，如處理不當，容易對環境造成二次污染[1]。污泥處置技術主要有：衛生填埋、建材利用、污泥焚燒、土地利用[2]。衛生填埋操作簡單、處理量大、投資運行費用低，但侵占大量土地、產生的滲濾液容易造成二次污染；建材利用不依賴土地作為最終消納載體，使污泥處置進入循環經濟體系，但污泥制成建材需要根據其中有毒有害物質含量及浸出效果慎重使用[3]；焚燒處置具有減容量高、處置徹底、可回收能量等優點，但投資運行成本高，技術難度大[1]；廣西城市污泥具有較高農用價值，但Cd和Zn平均含量超過我國污泥農用標準限值，污泥農用時存在潛在的生態風險[4]。

孫偉新[5]等研究污泥與生活垃圾混合填埋對滲濾液導排系統的影響表明混合填埋處置對滲濾液導排系統將產生不利影響；陳躍衛[6]等研究生活垃圾與污泥共填埋處置惡臭污染物排放表明污泥與垃圾共填埋處置對惡臭氣體有明顯抑制和削減作用；劉爽[7]等研究污水廠污泥燒制建筑材料重金屬浸出及固化效果表明污泥燒制建材環境安全性較好，且燒結程度的提高可以有效降低成品浸出濃度；潘淑萍[8]等研究水泥窯協同處置污泥煙氣污染物排放特征表明該處置方式對方二噁英的排放水平影響較??；薛萬來[9]等研究污泥土地利用對土壤生態環境影響表明污泥短期土地利用沒有顯著增加土壤重金屬含量,對土壤生態環境是安全的。

隨著城市化的快速發展，廣西城市污水處理能力不斷增強，污水處理產生的大量污泥給城市發展帶來挑戰。本文對全區城市污水處理廠污泥產生及處理處置現狀進行調查分析，為污泥處理處置提供參考。

1 污泥產生現狀

截至2017年底，全區有46座城市污水處理廠投入運行，污水處理能力323.2萬m3/d，實際污水處理量98 909萬m3/a，污泥產生量8.20萬t/a(絕干)[10]，其中污泥產生量超過1萬t/a的城市主要有南寧市、柳州市和桂林市，污泥產生量共計5.63萬t，占全區產生總量的68.66%，具體詳見圖1。

全區主要城市污水處理廠有38座，污水處理污泥產生量為77 451 t/a，占全區城市污水處理廠污泥產生量的94.49%。南寧市有污水處理廠6座，污泥產生量為32 940 t/a，占全區城市污水處理廠污泥產生量的40.19%；柳州市有污水處理廠5座，污泥產生量為11 746 t/a，占全區城市污水處理廠污泥產生量的14.33%；桂林市有污水處理廠5座，污泥產生量為11 570 t/a，占全區城市污水處理廠污泥產生量的14.12%。

污泥產率受多種因素綜合影響，其中最主要的影響因素為污水處理廠進水水質(懸浮固體含量和有機物含量等)和生物處理系統運行條件(溫度、混合液懸浮固體含量和污泥齡等)，重點流域污水處理廠經驗污泥產率平均值為1.62 t DS/萬m3[11]，按含水率80%計污泥產率為8.1 t/萬m3。污水處理廠污泥產量取決于排水體制、進水水質、污水處理工藝等因素，其產生量的經驗系數為：每萬m3污水經處理后污泥(按含水率80%計)產生量一般約為5～10 t[12]。全區主要城市污水處理廠污泥產率平均為4.18 t/萬m3，低于經驗系數，具體情況見圖2。

全區主要城市污水處理廠污泥產率范圍在0.82～5.81 t/萬m3，污泥產率偏低，低于我國南方城市的平均水平。廣西污水處理廠整體COD進水濃度偏低，平均值為153 mg/L，最高值未超過500 mg/L[13]，影響廣西污水處理廠進水水質的主要因素有排水體制多為雨污合流制、南方城市多雨和地下水滲漏等。進水COD濃度低是污泥產生率偏低主要原因。

楊建勞[14]等人研究表明，廣西地區的城鎮污泥中養分含量較高，符合農用泥質、園林綠化用泥質標準，污泥中的重金屬含量除個別城市污泥中的Zn含量超標外，其他均無超標現象，污泥熱值水平較低。張軍[15]等調查研究表明，廣西城市污泥的總養分和有機質平均含量分別為87.11 g/kg和34.63%，具有較高的農用價值，Zn和Cd平均含量超過國家污泥農用標準，分別為1 095.75 mg/kg和16.22 mg/kg，其余不超標。因此，廣西地區污水廠污泥養分較高，但有機質、熱值偏低，污泥中部分重金屬存在超過國家污泥農用標準的可能，故在選擇污泥最終處置方式時應綜合考慮。

2 污泥處置現狀

廣西全區主要城市污水處理廠2017年產生77 451 t污泥基本全部處置完畢。處置方式為直接填埋、堆肥土地利用和水泥窯協同處置，其中直接填埋20 890 t、堆肥土地利用29 170 t、水泥窯協同處置27 362 t，少量污泥用于其他用途(新建污水廠調試)。其中堆肥土地利用處置方式數量最大，占總處置量的37.68%，具體見圖3。

全區各主要城市污水廠污泥處置方式相對單一，大部分城市污泥處置以直接填埋或堆肥土地利用為主。南寧市產生的污泥經脫水后，污泥總量約52.59%用于好氧發酵生產微生物有機肥進行土地利用，污泥總量約47.41%進行水泥窯協同處理用于制備水泥。柳州市產生的污泥經脫水后全部用于水泥窯協同處理。桂林市產生的污泥經脫水后進行直接填埋或經過發酵后運轉填埋場填埋處置。廣西全區主要城市污水廠污泥處置方式分布詳見圖4。

污泥直接進入生活垃圾填埋場填埋處置存在極大的環境安全隱患，且越來越多填埋場超負荷運行后可填埋容積減少，受填埋資源限制后可能出現填埋場拒收污泥現象。污泥堆肥土地利用容易受季節和銷售情況的影響，無法保證長期穩定地消納污泥。污泥在處理廠內部堆積的現象時有發生，增加了廠區周邊的環境安全風險，同時污泥中重金屬可能存在超標，土地利用存在一定風險。污泥水泥窯協同處理須依托水泥窯生產線，且改造成本較高，僅適用于南寧、柳州等城市周邊既有水泥窯生產線，同時污泥量較大場合。

3 污泥處置存在問題

廣西全區絕大多數污水處理廠建設僅考慮到污泥濃縮—脫水，未同步建設污泥穩定化、無害化處理處置設施，存在嚴重“重水輕泥”現象?！丁笆濉睆V西城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》規劃相應污泥處理處置設施，但最終能形成真正污泥處理處置能力設施較少。廣西全區污泥處置存在如下問題：

(1)處置方式單一、設施發展不平衡

目前全區除部分城市污泥無害化設施基本完善，滿足基本處置需求，部分城市的污泥處置以直接填埋為主，不滿足無害化處置要求。全區污泥無害化處理設施主要集中南寧、柳州等主要城市，桂林、北海、貴港、賀州、河池和來賓污泥以填埋為主，梧州、欽州等存在部分污泥采用填埋處置方式，相當一部分城市尚未配備無害化處置設施。

(2)污泥處置設施簡陋且不規范

部分污泥堆肥處理廠由于設計之初車間為半開放式，廠房面積大，臭氣難以完全收集，導致臭氣外溢，對周邊空氣環境造成一定影響，居民經常投訴。同時污泥堆肥后消納困難，部分堆肥后仍需要運至垃圾填埋場填埋處置。由于各城市垃圾填埋場可能存在防滲層已破損，運行不規范，處置能力有限，并且含水率80%的污泥不滿足低于含水率60%的填埋要求[16]，故污泥的簡單填埋會造成巨大的環境危害。

4 結語

(1)2017年，廣西城市污水處理廠污泥產生量為8.20萬t/a(絕干)，處置方式以直接填埋、堆肥土地利用和水泥窯協同處置為主，少量污泥用于其他用途(新建污水廠調試)，其中直接填埋量占26.98%，堆肥土地利用量占37.68%，水泥窯協同處置為35.34%。

(2)2017年，廣西主要城市污水處理廠平均污泥產率為4.18 t/萬m3(污泥含水率80%)，污泥產率普遍偏低。

(3)污泥填埋和土地利用作為當前污泥的主要處置方式，處置污泥的同時也會帶來一系列環境問題，建議加強污泥處置后的跟蹤評價，做好預防措施，以減少二次污染。