城鎮污水處理廠污泥資源化利用技術研究

龐曉宇

（亳州國禎污水處理有限公司，安徽 亳州 236800）

引言

城市建設規模隨著城市的快速發展而不斷擴大，我國城市化水平不斷提高，導致污水排放量增加。為保證城市正常運轉，當前很多城市污水處理廠的建設數量和規模在不斷增大。大部分污水處理廠采取填埋的方式處理污泥，這種方法容易污染環境，只有通過科學化處理才能將這些成分復雜且數量龐大的污泥消滅，避免其污染生態環境，實現污泥無害化、資源化處理。為此，本文重點研究城市污水處理后污泥的資源化利用方法。

1 傳統污泥處置方法

目前很多城鎮污水處理廠污泥處理仍然使用幾種傳統的處理方法，這些方法有一定的優勢和不足。隨著近些年科學技術的不斷發展，污泥處置要求不斷提高，傳統處理技術的改造升級迫在眉睫。常見的傳統污泥處理途徑有以下幾種。

1.1 填埋處理

我國城鎮污水處理廠傳統污泥處置最為常用的一種方法是填埋處理，此類技術經過多年發展逐漸成熟。污泥填埋常用的兩種方式分別為單獨填埋方式及與其他垃圾混合填埋方式。該技術的主要優點是可以節省污泥處理資金，污泥處理效果較好；缺點是容易污染環境，并且隨著我國污泥產量逐漸增多，填埋位置的選擇難度增加，因此很多地區開始避免使用填埋處理方式。我國堅持走可持續發展道路，逐漸意識到污泥填埋產生的負面影響，并逐漸開發其他技術以淘汰這一處理方法[1]。

1.2 污泥焚燒處理

傳統的焚燒處理方式主要包括脫水后直接焚燒和脫水、干化后焚燒兩種方式（見圖1）。相比于其他焚燒方法，污泥焚燒的主要優點體現在焚燒過程無害、無菌。但是焚燒對設備有著較高要求，很多地區受到技術和設備限制，在焚燒處理過程中會釋放一些有毒氣體，嚴重影響了生態環境，廢氣中的重金屬等物質不但影響周圍空氣，還會隨著降雨進入土壤中，導致空氣、土壤、水體等多方面受到污染，威脅周圍居民的身體健康，不利于我國可持續發展戰略的實施。

1.3 用作土地肥料

城鎮污水處理廠產生的污泥含有豐富的養分，其中包含大量有機物和無機物，可以作為肥料施加于土壤中。相比于農家肥，污泥中含有較多的有機物，能夠優化土壤結構，有助于促進農作物生長，所以很多地區將其作為土地肥料使用。但是污泥中不但含有無機物、有機物等營養物質，還包含一些有毒有害成分，容易產生土壤污染等問題。比如污泥中的重金屬、病原菌都是常見的土壤污染來源，一旦發生土壤污染，重金屬等物質會進入植物體內，并通過食物鏈進入動物、人體，并在人體中長期聚集，威脅人體健康。這導致土地施肥利用方式并不完全適用，相關人員需要謹慎考慮污泥成分，非必要條件下盡量避免采取此種利用方式，避免土地出現不可逆的污染[2]。

2 污泥處理準則

要在處理污泥時保護好周圍自然生態環境，就要高度落實資源化利用的目標，為此，需要提升污泥資源化利用質量和效率，污泥處理廠應本著安全為本、綠色環保的準則處理污泥，貫徹落實可持續發展戰略，確保安全順利地完成污泥處理，并結合區域實際情況、環境承受能力等諸多因素做好污泥資源化利用技術的選擇和應用。

污泥處理的根本原則是安全、綠色、環保，這是對處理技術最為基本的要求。城鎮污水處理廠在制定污泥處理計劃時，應從多個層面出發，考慮資金、技術、資源設備、污泥總量等影響因素，做好工作方案的制定，明確短期目標及長期目標，并制定應急方案。另外，城鎮地區污泥資源化利用需要多部門共同參與，而不是單一部門獨立完成，為此應以污泥處理準則為基礎，做好部門協調制度的建設，明確各個部門的職責。在污泥資源化處理過程中，還要以城鎮地區發展規劃、建設目標為基礎確定污泥處理方法，通過管理不斷提高污泥資源化利用水平，確保污泥資源化利用達到最優狀態。

3 城鎮污水處理廠污泥資源化利用技術

3.1 污泥制油技術

污水處理廠的污泥可通過污泥熱解技術或者污泥直接油化技術制油。污泥制油技術主要是加熱無氧或氧氣量偏低環境下的污泥，通過高溫促進污泥發生有機熱裂解、熱化學轉化等反應，最終分解污泥固體物質，生成炭、不凝氣體和油。制油產生的其他產品可以直接回收，也可以通過干燥、熱解等方式處理后回收利用。污泥直接油化技術是借助催化劑和高溫高壓條件促進污泥中高分子化合物發生化學反應，使其轉化為低分子油狀物質，目前該技術已得到廣泛應用[3]。

3.2 污泥和煤摻燒技術

目前大部分地區的城鎮污水處理廠污泥處理技術都難以滿足實際需求，很多污水處理廠都面臨浪費問題，如何做好污泥處置及資源化利用成為困擾諸多污水處理廠的難題。當前部分地區污水處理廠產生的污泥含有較多重金屬、有害物質，其含量通常較高，如果直接排放到土壤中會嚴重威脅土壤環境，為此，需要采取優化處理辦法，在其達到排放標準后方可進行排放。污水處理廠應高效利用污泥中的有用物質，在處置過程中積極使用污泥“四化”處置方法，實現從污泥到燃料的應用，此技術應用前景廣闊。污泥中的有機物質較多，其熱值僅次于煤餅，較大的熱值促使其可以作為燃燒材料，在某些情況下可以考慮取代煤餅。當前很多發電廠的輔助燃料選用的是含水量30%左右的干化污泥，通過摻和干化污泥和煤進行發電生產，不但可以保證熱量供應，還有助于節約成本。雖然污泥干化處理技術需要較多的資金，但是能夠減少發電成本，并且在緩解污泥處理壓力方面發揮著重要作用，因此該技術得到了一定范圍的應用。在污泥作為燃料使用的過程中，工作人員應嚴格控制污泥的含水量，同時考慮平衡焚燒熱量、確定污泥處理范圍等相關因素，避免這些因素威脅污泥和煤摻燒技術的應用效果[4]。

3.3 污泥堆肥技術

污泥中含有豐富的有機物、氮元素和磷元素，這些元素是植物生長、微生物繁衍所需的營養成分，其含量高于一般的農用肥料，可以媲美一些高端的有機農用肥。但是污泥中含有重金屬等污染物，在污泥堆肥技術應用中，為保證農業發展、綠色環保，需要滿足如下要求：（1）污泥中營養成分可以滿足植物生長所需；（2）污泥中有毒有害物質含量應在農業用污泥標準范圍內；（3）通過無害化處理后，污泥方可用于農業堆肥。可見，只有通過無害化處理的污泥才能投入土地使用，當前常用無害化處理技術有好氧消化、厭氧消化、堆肥化等，其中使用較為廣泛的是堆肥化處理技術。

當前我國常用的兩種污泥堆肥操作技術分別為：（1）混合污泥和垃圾等物質，對污泥進行消化，然后通過農業堆肥實現資源化利用；（2）經過堆肥發酵后的污泥還可以應用于復合肥制造過程。污水處理廠的污泥在適宜溫度、厭氧環境下可以實現污泥消化，然后將其應用于農業生產，該技術在節約農業生產成本、提高農業產值方面有一定的效果，但其在應用中可能會混雜病菌，而污泥消化過程不一定能殺滅所有細菌，提高了二次污染概率，導致該技術難以得到廣泛應用[5]。

混合堆肥應堅持無害化處理原則，通過處理減少污泥中的污染物質、病菌、細菌等，只有殺滅污泥中的細菌才能高效利用污泥，避免污泥資源化利用引發污染事件。堆肥是城市地區和農村地區均可應用的一種污泥資源化利用技術，該技術可以最大化利用污泥中的營養物質，均衡營養，在還田農用中效果良好。

3.4 作為水泥原料

焚燒后的污泥中含有大量的無機物，可以在水泥生產應用中適當使用焚燒后的污泥，以減少資源浪費，同時實現污泥資源化利用，解決城鎮污水處理廠面臨的污泥處理難題[6]。當前我國部分地區已經開始使用水泥回轉窯，其在處理污水廠污泥過程中取得的經濟效益十分可觀，同時污泥焚燒后用于制造水泥對于社會發展有著積極意義，相比于其他處理方式，此資源化利用方式較為生態，具有較高的性價比。

3.5 用于生產陶粒

陶粒生產過程中需要應用多種原材料，將污泥作為生產陶粒的材料，可以達到高效轉化及利用廢物的目的。在磚窯中，通過一系列的處理辦法，污泥生產的產物能夠在很多方面體現出優良性能，其成分可作為陶粒生產原材料，在節約原材料的同時可以降低陶粒生產成本，是廢料資源化利用、資源節約的有效方法[7]。

3.6 制作水泥磚

污水廠的污泥經過處理可以作為水泥磚生產原料，并且該技術已經有了一定的應用。當前我國對水泥磚的要求偏低，利用污泥制作水泥磚的常見形式包括干化污泥和利用污泥焚燒灰。多項研究發現，在處理污水處理廠污泥的過程中，應結合水泥磚生產需要簡單優化處置污泥，比如應控制好有機物含量、油脂成分的比例等，適當修改磚塊中水泥的比例，確保嚴格按照國家標準要求制作水泥磚，并檢測水泥磚各項指標是否達標。當前隨著各項科學技術的發展，污泥制作水泥磚技術也得到了一定的改革和創新，當前很多地區都在廣泛使用污泥材料制作的水泥磚[8]。

4 污泥資源化利用的注意事項

城鎮污水處理廠產生的污泥含有較為豐富的物質，其中包含有毒有害物質，比如重金屬、病菌等，如果盲目利用容易產生污染，對生態環境及人體健康造成威脅。為避免這種情況，在污泥資源化利用中應注意采取無害化處理措施，降低污泥中的有毒有害物質含量。比如在重金屬處理中，技術人員可以用化學物質改變污泥重金屬形態，利用離子交換等方法分離提取污泥中的重金屬，達到降低污泥重金屬含量的目的。此方法有著較好的處理效果，但是需要較高的成本。在未來發展中，相關技術人員應進一步做好污泥的處理和資源化利用，提高污泥利用水平，在避免污染環境的同時節約資源，進一步發揮污泥的利用價值[9]。

5 結語

在城市規模不斷擴大的背景下，城鎮污水處理廠面臨著越來越大的污水處理壓力，同時產生的污泥量也呈現持續上升的趨勢。如果不能合理處置污泥，很容易危害環境，威脅我國可持續發展戰略的落實。為提升污泥的處理效果及利用率，相關單位及人員應充分做好污泥的無害化處理，結合污泥處理準則，采取污泥堆肥、制作水泥、陶粒燒結等方式提高污泥的處置水平和資源利用水平。同時，相關污水處理廠還要堅持因地制宜的原則，根據具體情況進行具體分析，有效解決城鎮污水處理廠的污泥處理問題，改善人居環境，提高人民生活水平。