城鎮污水處理廠剩余污泥處理與處置技術探討

馮國娜1 王長鵬2 呂輝3

（1、2 新鄉市排水工程有限公司，河南 新鄉 453000；3 廈門水務集團（新鄉）城建投資有限公司，河南 新鄉 453000）

一、前言

近年來水污染逐漸加重，已然成為需要迫切解決的市政問題。與此同時剩余污泥的處理也至關重要，只有通過先進的污泥處理技術才能對污泥實現有效處理，從而更好的解決水污染問題。

污水處理廠的污泥根據不同的水處理工藝，可分為初次沉淀污泥（來自初沉池），腐殖污泥（生物膜法沉降排放的污泥），剩余活性污泥（來自二沉池），消化污泥（經厭氧消化產生的污泥）等。對于不同來源的污水，甚至同一種污水采用不同的處理工藝，產生的污泥成分千差萬別。一般來說，生物活性污泥約由百分之六十五的有機物和百分之三十五的無機物組成，經過消化作用，有三分之一至二分之一的有機物被分解，故消化污泥約含百分之四十的有機物和百分之六十無機物。

污泥中含有營養物質、重金屬離子、有毒有機物與微生物。我國部分生活污水設施未接入城市排水管網工程，造成我國城市污水廠污泥的有機物含量僅為37%遠低于發達國家的污泥有機物含量70%-80%。

二、污泥處置現狀

目前常用的污泥處理方法有兩種:一是消化、脫水、干化;二是脫水、高溫干化。污泥最終處置方式主要有:污泥填埋、土地利用、焚燒與熱利用等。處置方法不同預處理要求不同，污泥的最終出路是部分或全部資源化利用或以某種形式回到環境中去。世界各國已越來越關注污泥的能源化、農用資源化及制肥利用技術，逐步淘汰并禁止污泥的投海處置方式。

各國將污泥處理處置作為污水處理系統中非常重要的環節。隨著人口增長和城市化的進程，土地資源越來越匱乏，可供污泥填埋處理的場地非常有限。從長遠看常規填埋是不可循環的最終處置方式，其比例也在逐步下降。90 年代后期世界范圍污泥焚燒明顯增加，污泥資源化利用符合可持續發展方向。

“重水輕泥”是我國污水處理過程中普遍存在的現象，城鎮污水處理行業雖快速發展，污泥處理處置行業卻發展緩慢，與污泥產量連續遞增的趨勢相背，并且污泥的有效處理處置效率較低，大量污泥沒有得到規范化的處理，直接造成了“二次污染”。

但污泥濃縮處置后可以作為制磚和水泥的原料，經過適當處理后可以作為肥料，焚燒后可以當做能源發電。污泥具有環境危害性和資源性雙重屬性。所以要利用先進技術來處理污泥，做好污泥的資源化利用，發揮污泥的經濟和社會效益。

全國現有的污水處理設施中有污泥穩定處理設施的還不到1/4。污泥的最終處置以簡單填埋和直接農用為主，初步估計，污泥處置中，63%為土地填埋，堆肥農用占13.5%，自然干化綜合利用為5.4%，焚燒占1.8%，露天堆肥和外運各占1.8%和14.4%。外運污泥不知去向，如果這部分污泥沒有得到妥善處置，對環境的危害是不言而喻的。因此，合理處置污水廠污泥，解決城鎮污泥的出路已成為非常緊迫的任務。

三、小城鎮污水處理廠剩余污泥的處理處置方式

（一）就地處理處置。就地污泥處理強調污泥就近處理處置，在資金、場地等條件允許的前提下，在污水廠內單獨建立污泥處理系統，對污泥就地處理處置。基于中國小城鎮特點，應考慮采用基建投資少、運行管理費用低、技術簡易高效的處理處置工藝。

（二）聯合處理處置。通過專門管路將給水污泥輸送到污水廠后，與污水污泥混合脫水一道處理處置。給水污泥脫水性能優于污水污泥，可以起到調節作用，提高污泥的脫水性。

（三）集約處理處置。一般認為，當城市污水處理廠在10 萬m3/d以上時，其污泥處理所需能量才能維持平衡。小城鎮污水處理廠污泥量通常很少，污泥處理設施的建設和運行很難產生規模效應，單獨設置污泥處理裝置，如硝化、干化、焚燒等方法，在技術經濟上是否合理要充分比較。這種情況，進行集約處理處置是較好的方法。集約處理處置就是將污泥通過管道、船運、車運等方式集中在一起進行處理處置，形成規模效應，這樣可以降低單位污泥處理量的占地面積，便于對臭氣、噪聲采取更有效的處理方法，減少對周邊環境的影響，而且當污泥采用硝化、干化、焚燒等工藝時，要求操作控制人員具有較高的素質，而采用集約化處理，可以減少人員，降低處理成本。

四、小城鎮污水處理廠剩余污泥的處置方法

（一）衛生填埋

衛生填埋是指用過濾器或離心機進行污泥脫水并將脫水后的污泥進行土地填埋。污泥的填埋有兩種方式:1.單獨填埋;2.混合填埋，例如把污泥與城市生活垃圾混合后再進行填埋。衛生填埋是大量消納污泥、快速改變城市環境衛生面貌的重要方法。衛生填埋區別于絕大部分污泥處置方法的一點是其日填埋量有很大的伸縮性。污泥被填埋后，在微生物以及其他物理、化學作用下，污泥逐漸被分解轉化，產生滲濾液，釋放出填埋氣等，并最終達到穩定化，對穩定的污泥進行開采利用，騰出的空間可繼續用于填埋新污泥。

污泥填埋也存在許多問題。污泥作衛生填埋處理時，要消耗大量的土地資源，還需要注意該處的地質，水文條件和土壤條件;污泥中含有的各種有毒有害物質經雨水的侵蝕和滲漏會污染地下水及大氣，由于污泥含水率較高，加劇了垃圾填埋場滲濾液的污染，大部分混合填埋的垃圾場存在拒收污泥的現象。

（二）污泥焚燒

污泥焚燒是將污泥置入焚燒爐內，在過量空氣加入情況下，進行完全焚燒，使有機物全部碳化(重金屬離子不能被有效去除，沉積在焚燒灰中)，使污泥迅速和較大程度地達到減量化，并且破壞全部有機質，殺死一切病原體，且不受天氣和地形等因素影響，對環境的適應性強。污泥焚燒的一次性投資大、設備投資高、運轉費用高、有機物燃燒溫度低于850℃時產生二惡英等劇毒物質，需要對煙氣進行處理，此外焚燒還要消耗大量的能源，這些都限制了污泥焚燒技術的廣泛應用。

（三）土地利用及農用

小城鎮污水處理廠污泥中含有豐富的有機物和N，P，K 等營養元素及植物所必需的各種微量元素，且與大城市污水廠相比，其重金屬含量相對較低，經適當的處理后用于廢棄礦場等場地的土壤改良，增加農田、森林和園藝植物的營養是小城鎮污水處理廠污泥處置的重要方向。目前我國污泥的土地利用比例約為44.8%，是污泥主要的處理、處置方式之一，目前污泥堆肥或制復混肥的處置方法比較多。堆肥是利用污泥的微生物進行發酵的過程。通過研究發現堆肥處理可鈍化污泥中的重金屬，降低其土地利用中重金屬的污染風險，同時，開展城市污泥堆肥在園林綠化上的應用，不僅拓寬其利用途徑和范圍，而且避免食物鏈污染的風險。但是現在采用的堆肥處理系統普遍運行不穩定，影響了堆肥質量，導致有機肥的銷路不好，缺乏市場競爭力。特別是國內的總體技術水平依然比較落后，過多偏向于引進國外的技術，但國外的技術存在投資高、設備昂貴且復雜、維護困難、運行成本高、能耗偏大等缺點，因此需要加強堆肥成套技術與設備的創新和技術集成，解決產品的出路問題，減少對環境的污染，提高產品的質量。

（四）建材利用

污泥的資源化利用是污泥處理處置技術發展的最終趨勢。污泥的建材利用主要包括以下出路：污泥制瀝青;污泥制磚;污泥制陶粒;污泥制生態水泥;污泥制混凝士;污泥制吸附劑等。但從經濟和產品適用角度看，污泥制磚和制水泥是目前比較可行的建材利用方法。

五、結語

通過上文，我們主要從污泥處理和污泥處置技術兩個大方面對于城鎮的污泥進行了探討和研究。經過具體的了解，我們可以發現污泥中含有比較多的有機物和營養物質，城鎮污水處理廠可以通過使用不同的處理工藝和技術，對存在的有機物和營養物質進行分離，進而使用到土地上。因此，關于污泥的處理和處置技術，我們應該逐漸進行改善，使得污泥能夠實現物盡其用的目的。