污泥處理與處置規劃研究
——以長春市為例

金霏霏，魏 琳

(長春市城鄉規劃設計研究院，吉林 長春 130022)

目前，我國城鎮污泥無害化處理率在40%左右，重水輕泥現象較為嚴峻，多數城市將排水工程規劃提到重要位置，但對于污泥的處理處置仍沒有足夠的重視。大部分污泥直接進入到環境帶來危害，同時污泥處理處置的運行費用并未和污水處理處置一樣得到有效的落實。污泥應當實現資源化利用，變廢為寶，成為農業、沼氣、建筑行業的一個“供應端”，將污泥變成一種能源、資源。通過穩定化、無害化處理的污泥制成符合相關標準的有機炭土，用于荒地造林、苗木撫育、園林綠化等。此外，要加大對污泥處理處置運行的監管，對污泥的收集、貯存、運輸、利用、處置各個環節提出全過程的環境監管要求。《水污染防治行動計劃》要求現有污泥處理處置設施于2017年完成達標改造，2020年地級市無害化處理率達到90%以上。《“十三五”生態環境保護規劃》將規劃目標進一步提升，提出大力推進污泥穩定化、無害化和資源化處理處置，地級及以上城市污泥無害化處理處置率達到90%，京津冀區域達到95%[1-3]。

另外，污泥處理處置廠由于其占地面積大、氣味難聞等原因，其選址一直以來也是各個城市面臨的問題，但是若將污泥的含水率從80%降低到60%或者更低，那么便可以大大地減少污泥的體積，從而減少污泥綜合處理處置成本。對于這個問題，應當從規劃的角度提出要提高污泥的含水率的要求，高位統籌，這樣可以大大降低污泥處理處置行業的建設投資、運輸成本、處理成本、環保成本、維修成本，降低污染成本和二次污染的風險[4-5]。

1 污泥處理與處置現狀

長春市目前僅有一座北郊污泥處置廠，該廠位于北環城路北部，2017年工藝改造后，設計規模為600 t/d(含水率80%)。北郊污泥處置廠承擔長春市11家污水處理廠(除串湖污水處理廠外)及5座凈水廠(污泥量每日總計50 t左右)產生的污泥處置任務，污泥處置方式主要用于土地利用。

2 污泥處理與處置存在問題

北郊污泥處置廠承擔長春市11家污水處理廠產生的污泥處置任務，但目前每天處置的污泥量平均800～900 t，已經嚴重超負荷運行。污泥處置后產生的有機肥嚴重滯銷，廠內堆存大量有機肥，存在造成二次環境污染的風險隱患。串湖污水處理廠目前污泥運送至德惠市進行處理，處理費300元左右，運輸距離80 km，運輸時間長、運輸費用高，也易造成污泥的二次污染。

3 污泥產量預測

3.1 污水處理廠污泥產量預測

依據GB 50318—2017《城市排水工程規劃規范》及長春市現狀污水處理廠的產泥量調研，長春市污水處理廠的污泥產量按照處理萬立方米污水產7 t污泥的技術指標進行預測，見表1。

表1 長春市污水處理廠污泥產量Tab.1 Sludge output of Changchun sewage treatment plant t/d

3.2 凈水廠污泥產量預測

根據與各凈水廠的調研，長春市現有5座凈水廠每日運送至北郊污泥處置廠的污泥量總計50 t左右，近期二水廠計劃增設污泥處理系統，四、五水廠計劃升級改造污泥處理系統，規劃遠期由凈水廠產生的污泥總量為90 t/d。近期凈水廠產泥量見表2。

表2 近期凈水廠產泥量Tab.2 Sludge production in water treatment plant

因此，長春市近期污泥產量為1 681 t/d，遠期污泥產量為2 673 t/d。

4 污泥含水率規劃策略

隨著長春市水環境綜合治理工程的實施，污水處理廠的提標以及污水收集處理率的提高都會導致污泥量急劇增加。污泥脫水是污泥處理過程中的一個重要環節，如果能將污泥的含水率從80%降低到60%以下，可以有效減少污泥體積，減少污泥綜合處理處置成本。

目前國內其他城市的污水處理廠在含水率方面的趨勢是直接到50%以下甚至更低。全國范圍內分布有較多的污泥深度脫水項目，如無錫梅村污水處理廠(含水率50%)、廣州大沙地污泥深度脫水項目(含水率50%以下)、上海嘉定新城污水處理廠(含水率小于30%)；上海石洞口污水處理廠(含水率50%)；杭州污水處理廠在設計時就要求污泥含水率達到60%。深度處理產出含水率在60%以下的泥餅硬度好、性狀穩定，符合國家日益嚴格的環保要求，降低了二次污染的風險[6-10]。

污泥脫水處理可以增加污泥中固體的含量、縮小污泥體積，有效地降低污泥最終處置設施的建設規模，既方便了污泥的運輸，同時也降低了污泥最終處置設施的建設投資和運行費用。北京市最大的污水處理廠——高碑店污水處理廠污泥外運運輸費用占到全廠運行費用的1/3[11-12]。

相關的規范和標準也對污泥的含水率提出了要求，當含水率小于60%時，更有利于資源化利用。常見的污泥處置方法如堆肥、焚燒、填埋等均要求污泥的含水率在 60%以下，如果污泥中的含水率過高，將會導致污泥的最終處置無法進行。研究表明，如果污泥中含有較高的水分，污泥具有的熱值將呈負數，這樣的污泥將無法滿足焚燒處理的要求[13-15]。

建議長春市對污水處理廠的污泥進行深度脫水，將含水率降至60%再送至污泥處置廠處理。雖然在污水處理廠內處理污泥的藥劑費和電費較傳統帶式脫水高，但污泥處置的外運及處置費用均可降低。通過經濟性分析，將污水處理廠的污泥降低到60%，長春市相當于少建設一個和現狀污泥處理處置廠同等規模的污泥處置廠，減少了投資建設成本，同時也免去了擇址面臨的鄰避問題。

5 污泥處理處置方式與污泥處置廠規劃

5.1 污泥處理處置方式規劃

(1)歐洲各國逐漸由填埋和土地利用的處置方式向焚燒轉變。熱電聯產的焚燒發電的處理方式在歐洲愈發被采用；目前荷蘭和瑞士超過90%的污泥都被焚燒處理。在經過了10年的過渡期后，德國在2015年頒布了污泥法令，否決了污泥農用的可能性，并要求對污泥中的磷進行回收；法令同時也要求在2026年后，所有市政污泥都作焚燒處理。而瑞典則是一個例外，他們鼓勵污泥的農業回用，40%的磷和10%的氮通過土地利用得到回收[16]。

(2)國內污泥處置方式。我國污泥產量排名前幾位的省、直轄市污泥處置情況各不相同，以填埋為主的有：上海、河北、河南、廣東；以焚燒為主的有：江蘇、浙江；以土地利用為主的有：北京[17-19]。

(3)國家引導方向。鼓勵采用能源化、資源化技術手段，盡可能回收利用污泥中的能源和資源。鼓勵將經過穩定化、無害化處理的污泥制成符合相關標準的有機炭土，用于荒地造林、苗木撫育、園林綠化等[20]。

借鑒國際國內經驗，適合長春市污泥處理處置的技術發展主要有：土地利用為主的厭氧消化技術路線和好氧發酵技術路線；污泥干化—焚燒技術路線以及建材利用為主的污泥隧道窯協同處置技術路線；市政污泥與生活垃圾混合焚燒技術。

5.2 污泥處置廠規劃

長春市近期保留北郊污泥處置廠，推進農安鵬鷂污泥處置廠和北部污泥處置廠的建設。規劃預留4座污泥處置廠的建設用地，分別為西部污泥處置廠、蘭家污泥處置廠、長德污泥處置廠和空港污泥處置，其中長德污泥處置廠和空港北部污泥處置廠選其一擇機建設。

6 結論

長春市在規劃層面提出應當降低污泥的含水率至60%以下，通過土地利用為主的厭氧消化技術路線和好氧發酵技術路線、污泥干化—焚燒技術路線以及建材利用為主的污泥隧道窯協同處置技術路線、市政污泥與生活垃圾混合焚燒技術等對污泥進行資源化利用的路徑，并科學布局預留了污泥處理處置廠的規劃選址建議。