市政污泥處理新技術的應用及資源化途徑探索

文_李淮東 馮力 侯亞紅 北控（杭州）生態環境投資有限公司

1 污泥處理現狀

隨著社會經濟發展水平的提升，對污泥處理提出更高的要求。“十二五”期間，全國城鎮污水處理及再生利用設施中，主要規劃任務投資總計4271億元，其中新建污泥處理處置投資347億。我國使用的傳統污泥處置方法存在著一定的不足，無論是污泥處理質量，還是在具體處理過程中對環境的影響，都無法滿足相關標準和要求。污泥填埋技術是20世紀盛行的技術，經過多年發展和應用后已經相對成熟，該技術的投資少、容量小，可以一起填埋生活垃圾和工業廢物，但是隨著污泥數量的不斷增加，對土力學性質要求更加嚴格，大大增加了填埋選址工作難度。此外，一些城市產生的污泥中含有大量的微量元素、有機物，可以達到改善土壤結構，提升土壤肥力的目的，但是同時污泥中包含著大量的有害、有毒物質，這些物質的降解難度高，如果將沒有經過有效處理的污泥利用到土地上，不僅不會改善土壤，而且會加重水環境污染和土地環境污染。從中可以看出，傳統的污泥處理方法無法滿足新形勢發展需求，發揮的污泥處置效果并不明顯，在這種情況下必須積極創新污泥處理技術，探究和分析污泥處置資源化途徑。

2 污泥處理基本原則以及技術方法

2.1 污泥處理基本原則

在具體污泥處理和資源化利用中，要積極遵循綠色環保、安全可靠、循環利用等原則。將綠色環保作為基礎性原則，循環利用則作為要實現的目標，深入思考如何節能降耗，滿足污泥處理安全可靠的客觀要求。在制定污泥處理方案的過程中，要針對污泥處理的具體特點，將階段性預案、永久預案和應急預案有機結合，從而出現任意放置污泥的現象，保證環境的安全性與環保性。同時，結合具體的污泥處理要求選擇相應的、成熟的污泥處理技術，嚴格評測新技術，保證新技術安全后方可使用。

2.2 技術方法

污泥處理的主要目標是實現污泥的資源化利用、減量化和安全處理，降低處理成本，防止二次污染，資源化利用可以回收污泥中的養分和有機物。在污泥處理和資源化利用的制定中，要注重當地經濟發展的實際、周邊環境、污泥的泥質質量。對于經濟發達地區，資源化利用應該是污泥處置的核心目標，而對于經濟發展落后的地區，要以無害化、穩定處理作為主要的處理目標，并深入思考污泥資源利用的可行性，從根本上提升污泥的利用水平。在經濟條件允許的情況下，污泥可用于制造建筑材料。如果經濟條件不允許，應采用填埋場有效處置污泥。

3 污泥處理技術

3.1 污泥原位減量技術

污泥原位減量技術主要是指減少污水處理中的細胞合成量，提高微生物的內源呼吸能力，有效分解微生物，減少剩余污泥的產生量。從本質上講，原位減泥技術與污泥減容技術有顯著區別，后者通過降低污泥中的含水量來減少污泥體積。過去，許多廢水處理技術通過增加曝氣時間和減少污泥產生量來提高微生物氧化率，但是應用該種方法會大大增加曝氣量。近年來，人們積極分析和研究基于生物捕食和內源代謝理論的污泥原位減量技術，增強污泥減量效果。因此，要不斷改善和優化污泥處理技術，確保符合污泥處理的基本要求。蚯蚓原位污泥處理技術是利用傳統的污泥處理系統，在生化池中加入適量的蚯蚓，從而延長系統中的生物鏈，增加物質循環和能量流動，充分利用 水體中的水。在污泥處理中，可以充分發揮蚯蚓和微生物的作用，達到污泥原位減量的目的。

3.2 污泥減容減量技術

污泥減容的最終目的是減少污泥中的水分，縮小污泥的體積，降低污泥的含量。整個過程中，污泥中生物固體的數量幾乎沒有變化。污泥減容技術的處理過程主要包括污泥脫水和污泥濃縮。污泥濃縮的最終目的是降低污泥間隙水的實際含量。污泥脫水的最終目的是減少附著在污泥表面的水和毛細管水。 從技術原理上看，污泥濃縮脫水方法主要有離心脫水、機械濃縮等。在今后的研究工作中，應以降低電耗和藥劑消耗為重點，盡量減少污泥中的水分。在機械脫水過程中，要保證出水方向與污泥壓實方向的一致性。通過不斷增加壓力來增強壓密性。但是由于在具體處理中會慢慢堵塞流道，所以只使用以前的機械脫水技術，就會大大降低污泥的含水量。

為了增強脫水效果，近幾年不斷應用真空、射流、電滲透等技術，并建設了一些示范工程。其中，電滲脫水主要利用污泥中的蛋白質、細菌等帶電物質。在電場的作用下，帶電粒子分散在介質中并產生定向運動。電滲脫水技術是利用點狀顆粒進行電泳操作，達到污泥深度脫水的目的。在特定的電滲過程中，污泥絮體的流動方向與水的流動方向相反，水不經過泥縫即可流出。因此，在電滲脫水技術的具體應用中，壓實后的污泥不會產生阻力，脫水效率也會大大提升。

3.3 污泥干化技術

污泥干化技術主要是指污泥脫水完成后，利用熱能降低污泥的含水量。經干燥處理后，污泥含水率可控制在10%以內。污泥干燥是一個能量凈消耗的過程，會需要耗費大量的費用，為此相關工作人員要重點開發節能污泥干化處理技術。近幾年，污泥干化處理技術發展速度不斷加快，首先，使用生物質能和太陽能來干燥污泥。其次，優化干燥機，改進反應器。最后，污泥干化處理技術包括多種類型，如生物干化技術、熱泵干化技術、水熱干化技術等。

3.4 污泥焚燒技術

污泥焚燒技術是一種減量技術。通過焚燒污泥，可以減少污泥的體積，焚燒后的產品是一種非常可靠的灰渣，可以應用于實際的建材生產。實際焚燒過程中產生的熱量可用于實際污泥干化處理，從而最大程度地降低能耗，是大城市常用的污泥處理技術。由于污泥焚燒規模大、工藝流程復雜、建設成本和實際運行成本高，為此該技術在實際的推廣和應用中會遇到很多困難。為了降低污泥處理設施的建設成本和實際運營成本，相關部門和工作人員要使用鍋爐協同焚燒現有的污泥。

4 資源化途徑

4.1 污泥土地利用

污泥的土地利用包括土地改良、園林綠化和農業用地，是污泥氮、磷、鉀等養分的主要資源化利用方式，提倡污泥無害化處理，符合國家相關標準和要求。

4.2 污泥建材利用

污泥建材利用主要包括制磚、制水泥添加劑等等。在污泥建材利用過程中，要防止在生產或者使用中出現二次污染現象。

4.3 污泥焚燒

污泥焚燒包括利用過濾焚燒、單獨焚燒、與垃圾混合在一起焚燒等等。在污泥焚燒前，工作人員要充分調查本地區可以利用的垃圾焚燒、熱電等實際狀況，鼓勵利用現有的窯爐協同焚燒，從而減少污泥處置設施的投資量。

4.4 污泥填埋

如果污泥質量不適合土地利用且不具備焚燒條件，則可采用填埋處理。需要注意的是，在污泥填埋前要做穩定化處理工作，合理應用石灰穩定等工藝，通過添加粉煤灰改善處理污泥，保證處理后的泥質與相關規定和要求相符。在污泥填埋處理中，應主要考慮垃圾填埋氣的利用和收集，盡量減少溫室氣體的排放。

5 結語

污泥處理及資源化利用是全球共同關注的話題，近幾年我國污泥處理技術顯著發展，建立了一批示范性工程，并為污泥問題的解決提供了技術支持。在實際污泥處理中，相關部門和工作人員要不斷改善和創新污泥處理技術，擴大該技術的應用范圍，從整體上提升污泥處理水平。