污泥處理及資源化技術研究進展

林昱廷，彭婭婭，蘇冰琴，陶 艷，芮創學

（1.太原科技大學 環境與安全學院，山西太原 030024；2.太原理工大學 環境科學與工程學院，山西晉中 030600；3.山西嘉寶源科技有限公司，山西太原 030006）

污泥是污水處理過程中產生的副產物，含有大量有機物、氮、磷、病原微生物、重金屬和有毒化合物。如果污泥未經處理或處理不當，將會造成嚴重的環境污染。本文總結了國內外學者對污泥處理、處置與資源化技術的研究進展。

1 污泥處理技術

1.1 污泥濃縮

污泥濃縮是降低污泥含水率的方法。常用的方法有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮。Nguyen，N.C 等研究了超聲滲透（FO）工藝濃縮污泥，這種技術作為新興的污泥濃縮工藝，具有創新和可持續發展的潛力。

1.2 污泥穩定

污泥穩定化是指降解污泥中的有機物質，去除細菌等病原體。主要處理方法包括消化、堆肥化、固化穩定化、濕式氧化技術、等離子體處理技術和氯氧化技術。Liu Yongjun 等研究發現加入優勢菌屬能夠促進污泥穩定化進程，提高污泥好氧消化效率。

1.3 污泥脫水

污泥脫水是指流態污泥脫除水分，轉化為半固態或固態泥塊的處理方法，可采用加熱、凍融、超聲或電場等方式進行物理調理，采用混凝、絮凝、高級氧化技術（AOP）、酸堿和酶處理等方式進行化學調理。加壓垂直電滲透脫水（PVEOD）是一種新興的污泥深度脫水機械技術。張宇等研究了污泥投加量、電壓、機械壓力的交互效應對電滲透脫水的影響。

2 污泥處置技術

2.1 污泥堆肥

堆肥是通過微生物作用，使有機物被降解，分為好氧堆肥和厭氧堆肥。蚯蚓堆肥是指將蚯蚓引入到可降解物質中進行堆肥處理的過程，蚯蚓能利用自身豐富的酶系統將有機廢棄物迅速徹底分解，加速堆肥腐熟過程。

2.2 污泥焚燒

污泥焚燒是利用焚燒爐高溫氧化污泥中的有機物，使污泥成為灰燼。污泥焚燒可以使有機物碳化、殺死病原體、消除有害物質。

2.3 污泥填埋

污泥填埋是處理污泥的有效途徑之一，污泥進入填埋場后和垃圾及覆土分層進行層堆、碾壓，簡便易行、成本低且適應性強。Jun He 等研究表明，改性污泥作為臨時覆蓋材料時，含固量大于60%。

3 污泥資源化技術

污泥資源化是通過物理、化學和生物方法，提取污泥中的有效組分，將污泥變為資源，具有良好的生態效益、環境效益、經濟效益和社會效益。污泥資源化利用的主要方向有能源化、材料化、建材化和有機化等方面。

3.1 污泥能源化

污泥能源化是指通過物理、化學或生物的手段將污泥中的有機物轉化為熱量，實現污泥的能源化利用，包括污泥熱解制油技術和污泥制氫技術。

3.2 污泥材料化

污泥材料化主要是指利用污泥制作成各種原材料，如吸附劑、可降解塑料、陶粒等。S.RIO 等研究了炭化活化條件對制備的吸附材料理化性能和吸附性能的影響。Yang Xin 等采用鐵活化法將生物污泥熱解制備污泥基吸附劑（SBA）。曲波提出將剩余污泥轉化為可生物降解塑料的兩段工藝。熊惠磊等研究發現，污泥厭氧產酸與PHAs 組合可降低成本。

3.3 污泥有機化

污泥有機化即為污泥蛋白質技術，實質是對微生物進行破壁處理，釋放其中的蛋白質和水分，實現污泥資源化利用。陳茂霞等采用考馬斯亮藍法，提取到污泥蛋白質濃度在10～180μg/m L。

3.4 污泥建材化

污泥建材化是指污泥經過干化、焚燒之后，再加入粉煤灰等原料，將其制作成水泥、陶粒等建材。污泥合成水泥是指污泥作為水泥熟料煅燒中的添加劑。生態水泥是一種新型的硅酸鹽水泥。污泥制陶粒指以污泥作為主要原料，添加粉煤灰和黏土燒制陶粒濾料。岳敏等考察了燒制過程中各主要因素（干燥時間、預熱溫度、預熱時間、焙燒溫度和焙燒時間）對產品性能的影響。污泥制磚是在制磚原料中摻配一定比例的污泥，利用有機物的熱能價值和無機物替代部分黏土。國外有研究通過室內和室外實驗對摻配污泥比例不同的黏土磚進行測試，摻配污泥的磚抗壓強度在10.98～29.61MPa。

4 結束語

隨著社會經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，城鎮污水處理能力隨之增強，導致污水處理廠污泥產量急劇增加。未經合理處理與處置的污泥，極易產生“二次污染”，嚴重時還會影響到水體、大氣、土壤等周邊環境。綜上所述的污泥處理與處置方法，均在一定程度上緩解了污泥污染問題。污泥資源化利用技術，能夠實現“以廢治廢”“變廢為寶”，是污泥處理技術的未來發展方向。