城市污泥管理與處理處置不足及對策

陳旭華，李曉軍

(1.河南省安陽生態環境監測中心，河南 安陽 455000；2.河南省安陽市綜合執法局,河南 安陽 455000)

1 引言

污泥處置是指將污泥無害化處理后棄置于自然環境中(地面、地下)或再利用，能夠達到長期穩定并對生態環境無不良影響的最終消納方式。污泥的產生途經包括生活污水、工業污水、工程泥漿、疏浚污泥等。隨著城市進入社會經濟快速發展的轉型期，城市化進程不斷加快，污水量持續增加，據住建部數據，截至2017年底，全國累計建成城鎮生活污水處理廠5027座，日處理污水能力1.88億m3(圖1)。污泥產量隨之增多，我國城鎮污泥產生量增長迅速，2017年污泥產生量突破5000萬t(約14萬t/d)(圖2，圖3),預計到2020年將突破6000萬t[1]。不少城市已出現污泥圍城現象，特別是大城市“污泥圍城”現象日趨嚴重。一方面，強調城市建設，導致污泥產量不斷增長，使社會固有的調節能力明顯滯后；另一方面，市場經濟中客觀存在的唯利性行為無視法律規范的約束，以致對社會公共利益肆意侵犯的現象頻頻產生。總之，污泥管理成為當前政府城市環境管理重要的內容之一。

圖1 2000～2017年我國污水處理的現狀與發展

2 加強城市污泥管理

2.1 加強城市污泥管理的必要性

加強城市污泥管理是城市環境可持續發展的客觀要求。城市環境可持續發展涉及各個領域，包含多方面的內容。污泥管理作為城市固體廢物管理的一部分，其影響不是單一的。如污泥管理疏漏，污泥運輸車輛管理不規范，將影響到大氣環境的治理；建設施工單位忽視對泥漿的管理，可危及到水環境的治理；污泥運輸中亂散亂倒的現象，則危及到城市市容環境管理；污泥處理堆放的無序狀態，則有損于城鄉結合部或郊區農村的綜合環境治理。因此，加強污泥管理，是加強城市環境綜合整治的重要一環。

圖2 2011～2016年中國污泥產生量及處置量統計

圖3 2010～2017年污泥全國產生量

污泥管理對大氣環境的影響和對市容環境的影響是直接的、即時的，對水環境的影響、對土地資源的影響，則可能是長期的、潛在的。污泥管理本身具有的特殊性和其對社會的影響力，在一定程度上成為社會評價政府城市管理水平的一個重要方面。

2.2 加強城市污泥管理的緊迫性

從大氣環境治理和水環境治理看污泥管理的緊迫性。污泥未經穩定處理直接排放造成大氣污染，無人管理的污泥長期堆積，大量散發臭氣，使環境受到極大污染，城市污泥管理的狀況是重要的因素。污泥管理同水環境的治理之間有直接的關系，污泥未經穩定處理直接排放可造成二次污染，有害物質進入地下引起地下水污染。污泥也含有難降解有機物、大量病原菌、寄生蟲(卵)，銅、鋅、鉻、汞等重金屬、鹽類以及多氯聯苯、二噁英、放射性核素等難降解的有毒有害物，這些物質對環境和人類以及動物健康有可能造成較大的危害，一旦進入食物鏈富集將會給人類健康造成威脅。

從市容環境治理看污泥管理的緊迫性，污泥管理的無序狀態，對城市市容環境衛生的影響是明顯的，尤其是城鄉結合部和郊區周邊地區。這方面的影響主要是：一是污水廠污泥處理后運輸過程管理疏漏造成污染；二是建設工地管理不到位，車身不潔將含水的泥土帶至工地周邊地區；三是亂倒、偷倒污泥，因超載導致污泥撒落道路地面；四是工程泥漿、疏浚污泥在運輸途中亂排放的現象比較突出。因此，加強污泥管理，提高執法水平是一項急迫的任務。

2.3 執法部門應加大對城市污泥管理的力度

運用多種方法加強污泥管理。污泥管理綜合性很強，為了實現管理目標，必須運用多種方法，相互配合。①行政方法。行政管理方法的優點是使被管理系統集中統一，便于管理職能的發揮，靈活性、針對性強的處理特殊問題；②經濟方法。即按照客觀經濟規律的要求，運用經濟手段來管理。主要是用經濟獎懲促使城市居民及社會團體遵守城市污泥的各種規定。獎、懲應該有一套完整的科學標準和規范化的執法；③法律方法。這是現代城市管理的基本手段，也是污泥管理方法進步的標志。目的是為了維護城市功能的正常進行，提高城市系統的功能。

3 污泥處理處置存在不足及對策

一般來說，各地區對于污泥處置方式的選擇是根據本地區的地理環境、經濟水平、技術措施、交通運輸等因素而確定的，而且會隨著公眾認識的提高和興趣的改變而發生變化[2]。這些污泥處置方式在實際應用中發揮了一定的作用，但隨著環境標準的更加嚴格化，其應用中的弊端就暴露出來了。

3.1 污泥處理處置存在不足

我國污泥處理事業起步較晚，重“水”輕“泥”現象長期存在，目前現有污水處理行業中擁有焚燒、綜合利用、深度脫水填埋等穩定處理設施的不到1/4，處理工藝和配套設備較為完善的不到1/10，其中能夠正常運行的為數不多;我國傳統的污泥獨立填埋處置技術存在基建投資大、負荷低、運行管理難度大、運行經驗缺乏等問題。和垃圾混合填埋對垃圾堆體性質影響大，給垃圾堆體帶來安全隱患，堵塞垃圾場滲瀝液收集系統。我國現有的污水處理廠，按國家現有標準，污泥絕大部分未能得到妥善處置。污泥處置存在不足已經成為污水處理廠設計、運行中必須優先考慮的重要環節。

3.1.1 衛生填埋不足

填埋是在污泥處理過程中最簡單最經濟的方法，應用較廣泛。但是其選址不易，侵占土地嚴重，且污泥填埋易產生滲濾液污染。如果防滲技術不夠，將導致潛在的土壤和地下水污染。污泥填埋并不能最終避免環境污染，只是延緩了環境污染產生的時間，治標不治本[3]。

3.1.2 污泥農用不足

污泥農用投資少，能耗低，運行費用低，污泥中含有豐富的有機質，氮、磷、鉀等，所以污泥農用成為污泥資源化利用的有效途徑之一[4]。影響污泥農用的主要因素是重金屬污染、病原體、難降解有機物及N、P的流失對地表水和地下水的污染。目前對重金屬污染研究較多，主要集中在污泥農用后土壤耕作層重金屬的變化，作物各部位富積量，存在形態及其影響等。大量的研究表明：近十幾年來，城市污泥中重金屬含量呈下降趨勢，只要嚴格控制污泥堆肥質量，合理施用，一般不會造成重金屬污染。為提高污泥農用效率、減少有害物的含量可采取將污泥制成有機-無機復合肥料，適當添加鉀肥以補充肥料中鉀的不足。

3.1.3 污泥焚燒不足

以焚燒為核心的處理方法是最徹底的處理方法，但是其缺點在于焚燒法的技術與設備復雜，處理設施投資大，運行維護費用高，焚燒的成本是其他工藝的2～4倍[5]。能耗大，投資高，并伴有大氣污染問題。其中有機物焚燒會產生二噁英等劇毒物質。為防治焚燒產生二噁英等有害氣體，要求焚燒溫度高于850 ℃。投資運營費用高和環境壓力使得焚燒受到一定限制，而且污泥中的有用的成分未得到充分的利用。

3.1.4 污泥濕式氧化(wet air oxidation簡稱WAO) 不足

為了使污泥得到進一步的生物處理，目前國外研究的方向大多集中在污泥成分的轉化。WAO液體中剩余有機物在下臨界條件下很難被氧化，最終的產物以乙酸的形式存在，而不是CO2和H2O。乙酸在WAO處理中非常難被進一步被氧化，但在厭氧和好氧生物處理過程中十分容易被降解，因此在WAO設計中通常選擇乙酸的濃度作為動力學參數。活性污泥的組分非常復雜，很難用一個簡單的表達式表示，所以在設計WAO處理系統中必須使用簡化的分析參數，例如MLVSS，可溶性COD，乙酸，甲醛等，這些參數被優化組合后，就有可能使WAO系統在最佳條件下運行，并為下一步的生物處理提供最易降解的原料。

WAO法處理城市污水廠活性污泥是十分有效的。但由于是在高溫高壓下運行，設備復雜，運行和維護費用高，適用于大、中型污水處理廠。

3.1.5 蚯蚓處理污泥技術不足

蚯蚓處理污泥技術是一種利用蚯蚓——微生物人工生態系統處理污泥的方法，它利用蚯蚓的生態功能，最終達到污泥減量和穩定，而其中的大田蚯蚓養殖技術，因其投資成本低，管理方便等優勢，受到了越來越多的重視與應用。盡管如此，蚯蚓處理污泥技術仍然沒有得到大規模的應用，一些關鍵的問題依然沒有解決，例如污泥接納要求、污泥預處理、污泥處置過程中參數控制、產品利用、污染防治體系建立等，尚未形成一套完整的處置系統，同時利用蚯蚓處理污泥的工程實例缺乏，因此有待于更加深入的研究。

3.1.6 膜生物反應器不足

膜生物反應器[6]是指將膜分離技術中的膜系統與污水生物處理工程中的生物反應器相互結合而成的新工藝。膜生物反應器中污泥的停留時間很長，甚至可避免排泥，但是膜的堵塞和膜材料價格問題限制了該方法的推廣應用。

3.1.7 污泥酸化不足

污泥酸化[7]是給予剩余污泥有機物含量高的特點而開發的處理方法。其基本原理是將剩余污泥水解酸化后返回到廢水處理系統中一同代謝，從而達到減少或基本無污泥排放的目的，該方法正處于探索階段。

3.2 污泥處理處置對策

污泥處置方式有土地利用[8]、建筑材料綜合利用、焚燒、衛生填埋等。污泥的處理處置應遵循減量化、穩定化、無害化、資源化的原則。綜合考慮經濟可行、技術適用、工藝先進、形式多樣的污泥處理處置方式，優先考慮土地資源化利用、建材利用和焚燒發電等利用方式。行政區域內或周邊建有垃圾焚燒廠、水泥廠、熱電廠的地區，可優先考慮采用干化焚燒技術處理處置污泥；衛生填埋可作為應急處置方式。

(1)嚴格控制污水廠污泥的有毒、有害物質及病原微生物達到國家標準。

(2)應該特別注意污泥中重金屬的含量，根據其土壤背景值等情況，嚴格按照計算得到的污泥施用量進行施用。

(3)關注區域內的土壤、地下水、地表水、作物等等相關因子的狀態和變化，并根據發生的變化作出相應的調整，使得污泥的農用更加安全有效，促進農業的可持續發展。

(4)城市污泥衛生填埋必須注意，填坑中含有各種有毒有害物經雨水的浸蝕和滲漏作用污染地下水環境，存在安全衛生問題。適宜污泥填埋的場所因城市污泥大量的產出而顯得越來越有限。污泥作衛生填埋處理時，除了要考慮城市周圍是否有適合填埋的低地或谷地之外，理應考慮到環境衛生問題。

(5)在法規中對于污泥污染控制設備和管理方式制定高標準的要求,例如針對填埋要求設計地下水監測裝置, 以鼓勵污泥回收利用的研究和推廣。

(6)建立特殊的污泥管理基金，用于資助那些主動收集利用污泥的工廠的建設和設備更新 。

(7)在國家污泥管理政策中制定靈活、積極的稅收政策和經濟手段。針對污泥產生、回收、利用的系統中的制造者、收集者、處理者、回收利用者、污泥產品的購買者，采用不同的稅收方式和經濟政策以建立一個有利的市場和環境。

(8)國家和各級地方政府，都有制定相應的污泥管理計劃的責任和義務，國家統籌規劃，各級地方政府主要關注當地的實際情況。