谈污泥的处置与利用

摘要：作为城市污水处理厂的副产物，城市污泥产量巨大且成分复杂，如何对它进行合理利用已越来越受人们关注。本文介绍了污泥处理处置和利用的现状、原则、处置方法及综合利用，并指出污泥资源化是污泥处置的最终目的。

关键词：污泥；处置；综合利用；资源化

城市污水处理后所残剩的污泥中含有大量无机及有机固体污染物和病原微生物及寄生虫卵重金属和有毒有害物质;而且污泥含水率高、体积大,给堆放和运输带来困难。如果处理不当或不规范处理,如随意弃置,农地滥用等,将对生态环境造成潜在威胁。污泥该如何处理和合理利用,一直为世界各国所研究。

一、污泥处置与利用现状

随着污泥量的大幅度上升,污泥处理和利用方法的研究已越来越深入, 一般采用浓缩、消化、脱水、干化等工艺处理后有效利用，主要为农用、填埋、投海(现已禁用) 、焚烧等方法处置,或用其中某几种方法组合处置。

目前全国污泥的处置处于十分窘迫的状况，大部分污水处理厂的污泥并没有得到真正有效的处置，从而造成污染的转移；与污水处理相比，污泥处理严重脱节，存在处理率低、工艺不完善、技术单一、装备水平落后、处置保障率低、二次污染风险大等问题。

二、污泥处理和处置的原则

污泥处理和处置的原则,主要分以下四个方面：

(1) 减量化: 初沉污泥的含水率一般都达95%(质量分数) 左右,体积也较大,不利于贮存、运输。因此污泥最终处理前进行减量化,以降低污泥处理的费用,是十分重要的环节。

(2) 稳定化:污泥中有机物含量一般达60%～70%(质量分数) ,会发生厌氧降解,并产生腐烂和恶臭,通过稳定化处理,处置后不再产生污泥的进一步降解,从而避免产生二次污染。

(3) 无害化: 初沉污泥中,含有大量的病原菌、寄生虫卵、病毒、难降解有机物和重金属离子等有毒有害物质。因此污泥处理必须达到无害化、卫生化的要求。

(4) 资源化;在污泥的处理过程中,应以保护环境为目的,使污泥变害为利,对其进行综合利用。如制肥料、制建材、制燃料、制沼气等。

三、污泥处理和处置的方法

为了实现污泥处理的目的,常采用污泥的浓缩、调理、干化与脱水、稳定及最终处置等工艺对污泥进行处理。

3.1 污泥的浓缩浓缩的目的是初步降低污泥的含水率，缩小污泥的体积，为后续的处理处置创造有利条件。污泥浓缩的方法主要有重力浓缩法、气浮浓缩法、离心浓缩法。

3.2 污泥的调理通过调理可以改变污泥的组织结构，减小污泥的黏性，降低污泥的比阻，从而达到改善污泥脱水性能的目的。常用的污泥调理方法有加药、淘洗、热处理和冷处理等。选定污泥调理方法时，应该从污泥的性状、脱水的工艺、运行费用及最终的处置等方面综合考虑。目前加药调理法使用最多。

3.3 污泥的干化与脱水 为了有效而经济地对污泥进行最终处置，就必须充分地对污泥进行脱水和干化，使污泥能当作固态物质来处理，所以在整个污泥处理系统中，脱水和干化是最重要的工序。污泥脱水常见的机械方法有真空过滤脱水、压滤脱水、离心脱水，蒸发率高的地区也可采用自然干化。

3.4 污泥的稳定 污泥的稳定化是污泥无害化、资源化利用的一个关键步骤。稳定污泥的方法有化学稳定和生物稳定。

3.4.1 污泥的化学稳定

化学稳定是向污泥中投加化学药剂，以抑制和杀死微生物，消除污泥可能对环境造成的危害。稳定的方法有石灰稳定法、氯稳定法、湿式氧化稳定法、臭氧稳定法。

3.4.2 污泥的生物稳定

污泥的生物稳定也称污泥消化，是通过微生物的代谢作用使污泥中的有机物稳定化，可分为厌氧消化和好氧消化处理，其中厌氧消化是目前我国普遍认可的污泥生物处理方法，也是大型污水处理厂最为经济的污泥处理方法，在能耗方面要优于好氧消化。目前我国采用污泥消化工艺的城镇污水处理厂其污水处理规模均较大。厌氧消化后的污泥在园林绿化、农用利用前还应进行无害化处理。

3.5 污泥的最终处置

3.5.1 污泥的焚烧污泥经过焚烧后其含水率可降低为零，有害物质处置彻底。焚烧作为更高水平的无害化、减量化的处理技术得到了迅速的发展和广泛的应用。通过近半个多世纪的发展和改进，能耗更低、能量回收利用率更高、满足更加严格的排放标准的流化床污泥焚烧系统已经成为最普遍应用和提供最有效成功运行保证的技术。

3.5.2 污泥的卫生填埋经过充分处理的污泥可以单独或混合到其他固体废弃物中送到专用的填埋场填埋处置。其优点是投资少，容量大，见效快。污泥的卫生填埋场其基本改造类似于城市垃圾填埋场，应采取可靠措施以防止填埋过程中对周围环境（水、大气和土壤）和生态的潜在影响。由于填埋场需要大量的场地和运输费用，近年来污泥填埋处置的比例已越来越小。

四、污泥的综合利用

4.1 污泥堆肥

污泥脱水后堆肥农用是目前国内一些污水处理厂正在进行研究和开发的课题,污泥中含有大量的有机质、氮、磷、钾等植物需要的养分,其含量高于常用牛羊猪粪等农家肥,可以与菜籽饼、棉籽饼等优质的有机农肥相媲美。但污泥中也含有对植物及土壤有危害作用的病菌、寄生虫卵、难降解有机物、重金属离子以及N ,P 的流失对地表水和地下水的污染,甚至可能含有一些致癌物质,目前对重金属污染研究较多。因此,在作农田林地利用前,应进行堆肥处理以杀死病菌及寄生虫卵,同时还应去除这些有害物质。目前普遍的问题是检测手段跟不上要求,处理成本无法和经济效益相平衡,化肥的普遍应用造成销售市场难以开发等,这些使得此种处置方式尚未得到普遍的推广。

4.2 污泥制建材

污泥的建材利用大致可归结为以下方法:制轻质陶粒、制熔融材料和熔融微晶玻璃,生产水泥、制砖、生化纤维板等。过去大部分以污泥焚烧灰作原料生产各种建材,近年来,为了减少投资(建设焚烧炉) ,充分利用污泥自身的热值,节省能耗,直接利用污泥作原料生产各种建材的技术已开发成功。

4.3 污泥燃料化技术

污泥燃料化方法目前有两种:一种是污泥能量回收系统 ；第二种是污泥燃料。

污泥经能量回收系统制成含水率5% 、含油率10%以下的污泥燃料。污泥燃料可以用于发电, 也可用于厂区水泥的生产, 不仅节约了煤炭资源, 燃烧的污泥灰还可以作为生产水泥的原料。污泥燃料还适合纸浆造纸厂应用, 有利于降低造纸厂的能耗。污泥燃料热值较高, 性质比较稳定, 可以方便控制。

4.4 污泥制沼气

沼气是有机物在厌氧条件下经厌氧细菌的分解作用产生的以甲烷为主的可燃性气体,是一种比较清洁的燃料。1m3沼气燃烧发热量相当于1kg煤或是0.7kg汽油,沼气中甲烷的含量约占50%～60% ,二氧化碳的含量占30%左右,另外还有一氧化碳、氢气、氮气、硫化氢和极少量的氧气。利用污泥厌氧消化制沼气的主要优点是资源化程度高, 既产生高热值沼气同时也生产了有机肥料; 生产环境好, 臭气产生量极小; 大气污染小, 无酸性物、二英、粉尘产生。不仅可以解决污泥出路问题,而且对节约能源和降低污水厂运行费用都有很大意义。

4.5 活性污泥做粘结剂

污泥本身含有有机物,如蛋白质、脂肪和多糖,既具有一定的热值,又有一定的粘结性能。活性污泥做粘结剂将无烟粉煤加工成型煤,而污泥在高温气化炉内被处理,防止了污染;污泥作为型煤粘结剂,替代白泥可改善在高温下型煤的内部孔结构,提高了型煤的气化反应性,降低了灰渣中的残炭,提高炭转化率,污泥既可以作为一种粘结剂,同时也是一种疏松剂,污泥的热值也得到了利用,且污泥处理量大。

4.6 其它综合利用方法

此外, 污泥综合利用还包括: 污泥制蛋白塑料、污泥制动物饲料、污泥改性制吸附剂等方法。

五、总结

随着工业和城市的发展,污水处理率的提高,城市污泥产量必然越来越大。目前,污泥已经被认为是一种很有利用价值的潜在资源，污泥经过减量、稳定和无害化处理后,可以作为资源加以综合利用,不仅可以处置污泥,而且还可以充分利用资源,节约资源,为污水处理厂的污泥处置与处理找到一条化害为利、变废为宝的理想出路,实现经济利益与社会效益同步增长。我们应立足于本地区的实际情况,在兼顾环境生态效益、社会效益和经济效益平衡的前提下,审慎地、全面地论证各种综合利用方案实施的可行性,选择适合我国国情的有前途的综合利用方式。