姜珊珊，王佳琪

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院，江蘇 徐州 221008）

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)污水日排放量達(dá)13.4×105萬(wàn)t。經(jīng)過(guò)處理后約0.5%～1.0%的污水轉(zhuǎn)化為固態(tài)物質(zhì)并凝聚下沉形成污泥。污泥的成分很復(fù)雜，是由很多種生物相結(jié)合形成的菌膠體與其吸附的多種有機(jī)物、無(wú)機(jī)物組成的聚合體，除了大量的水分外，還含有一些難降解的有機(jī)物、重金屬、鹽類、病原微生物和寄生蟲(chóng)等。大量未經(jīng)處理的城市污泥的任意排放對(duì)周圍環(huán)境造成了新的污染。城市污泥處理的費(fèi)用相當(dāng)昂貴，與污水處理費(fèi)用基本相當(dāng)。因此，如何將大量成分復(fù)雜的城市污泥進(jìn)行無(wú)害化、資源化處理，已成為全世界較為關(guān)注的問(wèn)題。

在我國(guó)，相當(dāng)一部分城市的污水處理設(shè)施在建設(shè)過(guò)程中均未考慮污泥的處理處置，大多臨時(shí)堆放或隨意丟棄，沒(méi)有進(jìn)行相應(yīng)的無(wú)害化處理，或是少量進(jìn)行了簡(jiǎn)易填埋，還有一部分未經(jīng)無(wú)害化處理就作為肥料用于植物施肥。污泥的大量堆放污染了土壤和江河水體。在堆放過(guò)程中，其含有的有機(jī)物分解產(chǎn)生有害惡臭氣體污染大氣環(huán)境，嚴(yán)重影響了周圍的環(huán)境質(zhì)量，對(duì)人體健康也產(chǎn)生了很大的危害。所以，尋找一條適合綜合利用城市生活污泥的途徑是解決城市污泥處理的核心問(wèn)題。

1 傳統(tǒng)污泥處理方法

1.1 污泥農(nóng)用

在污水處理的過(guò)程中產(chǎn)生的污泥是一種很有利用價(jià)值的生物能源，有機(jī)物含量大約為60%，同時(shí)含有大量的N，P，K等植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素，綜合肥力遠(yuǎn)高于普通農(nóng)家肥。污泥用于農(nóng)用投資少、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用也低，其中的有機(jī)部分可轉(zhuǎn)化為土壤改良劑成分，減少了污泥對(duì)人類生活的威脅。因而，用污泥生產(chǎn)有機(jī)肥在農(nóng)業(yè)方面具有巨大的市場(chǎng)和廣闊前景，被看做是最具有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式。

但是污泥中含有的大量病原菌、重金屬和難降解的有毒有害物質(zhì)如果處理不當(dāng)，將會(huì)對(duì)土壤及水體造成二次污染，因而污泥農(nóng)用必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的《農(nóng)用污泥中污染物控制指標(biāo)》。為了確保安全，污泥農(nóng)用應(yīng)優(yōu)先考慮園林花卉、盆栽等非食物鏈的植物使用，并且污泥農(nóng)用時(shí)應(yīng)對(duì)土壤和作物的生長(zhǎng)狀況進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)。

1.2 衛(wèi)生填埋

衛(wèi)生填埋的操作相對(duì)較簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用和處理費(fèi)用都較低，適應(yīng)性強(qiáng)。但侵占土地現(xiàn)象嚴(yán)重，如果防滲技術(shù)不過(guò)關(guān)，將會(huì)導(dǎo)致土壤和地下水潛在的污染。目前污泥填埋已成為一項(xiàng)較落后的污泥處置技術(shù)。由于滲濾液對(duì)地下水會(huì)產(chǎn)生的潛在污染導(dǎo)致城市用地減少，所以世界上許多國(guó)家和地區(qū)現(xiàn)在堅(jiān)決反對(duì)新建填埋場(chǎng)。

1.3 海洋傾倒

海洋傾倒操作簡(jiǎn)單，對(duì)沿海城市來(lái)說(shuō)處理費(fèi)用低，但隨著生態(tài)環(huán)境意識(shí)的進(jìn)一步加強(qiáng)，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注污泥的海洋傾倒對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境可能存在的不利影響。

2 適合我國(guó)污泥無(wú)害化處理的先進(jìn)技術(shù)

2.1 污泥高溫好氧堆肥

高溫好氧堆肥技術(shù)是將含水率約為80%的脫水污泥和體積大約為1倍的含水率10%以下的干污泥、菌種和添加劑等混合，使混合后物料的含水率大約為55%，然后通過(guò)布料設(shè)備均勻送至好氧發(fā)酵倉(cāng)里，強(qiáng)制通風(fēng)使物料充分進(jìn)行好氧發(fā)酵，并通過(guò)翻堆機(jī)的攪拌使其均勻發(fā)酵，推動(dòng)物料向前運(yùn)動(dòng)。經(jīng)10～15天堆肥發(fā)酵后,物料含水率已經(jīng)降至25%左右，堆肥發(fā)酵后的物料有一部分可作為菌種同填供循環(huán)利用，另一部分可以作為營(yíng)養(yǎng)土，直接用于園林綠化、植被恢復(fù)和回填用土等。

2.2 污泥晾曬的處理工藝

近年以來(lái)，許多污水處理廠在污泥處理處置方面做了大量的工作，比如北京排水集團(tuán)下屬的大興污泥消納場(chǎng)，每天可以消納300～400 t含水率約為80%的脫水污泥。但是在露天堆放受天氣影響很大，特別在雨季，污泥很不容易干化，并且大量污泥露天堆放對(duì)于環(huán)境也有很惡劣的影響。

為了解決以上問(wèn)題，在陽(yáng)光大棚內(nèi)將含水率大約為80%的脫水污泥以0.4～0.6 m的厚度均勻堆放，經(jīng)常使用專用設(shè)備對(duì)污泥進(jìn)行晾曬翻堆，使污泥的含水率由80%快速減少至60%左右，以達(dá)到污泥好氧發(fā)酵所需要的條件。該工藝流程簡(jiǎn)單、能耗很低，并且在污泥干化的過(guò)程中產(chǎn)生的惡臭氣體容易有效的收集并進(jìn)行除臭處理。

2.3 污泥用于建筑材料

污泥還可制造建筑材料。利用城市污水廠排放的污泥和一些其他原料均勻混合來(lái)生產(chǎn)建筑材料制品，一方面利用了城市污水處理廠排放的大量污泥，另一方面高溫分解了污泥中的有毒有害及致癌物質(zhì)，城市污泥的二次污染問(wèn)題得到了完全解決。污泥還可用于制磚和纖維板，污泥制磚有污泥灰渣制磚和干化污泥直接制磚兩種方法；污泥制纖維板主要利用了活性污泥中含有的大量粗蛋白和球蛋白能溶解于水及稀酸、稀堿、中性鹽水溶液的性質(zhì)，在堿性條件下經(jīng)過(guò)加熱、干燥、加壓后，蛋白質(zhì)發(fā)生了變性，從而制成了活性污泥樹(shù)脂，使之與經(jīng)漂白、脫脂處理的廢纖維結(jié)合壓制成板材，其質(zhì)量要優(yōu)于國(guó)家三級(jí)硬質(zhì)纖維板。

2.4 污泥碳化技術(shù)

污泥碳化是通過(guò)一定的手段，使污泥所含的水分釋放出來(lái)，同時(shí)最大限度地保留了其中的碳值，使最終產(chǎn)物中碳的含量大幅提高。主要分為3種：高溫碳化、中溫碳化、低溫碳化。

該技術(shù)通過(guò)加溫加壓使得污泥中的生物質(zhì)全部裂解，僅通過(guò)機(jī)械方法即可將污泥中75%的水分脫除，極大地節(jié)省了運(yùn)行中的能源消耗。污泥全部裂解保證了污泥的徹底穩(wěn)定。污泥碳化過(guò)程中保留了絕大部分污泥中熱值，為裂解后的能源再利用創(chuàng)造了條件。

2.5 污泥焚燒

以焚燒為核心的處理處置方法是非常徹底的，能使有機(jī)物全部炭化并殺死病原體，可以最大限度地減少污泥的體積。其缺點(diǎn)在于基礎(chǔ)處理設(shè)施投資較大、處理費(fèi)用較高，有機(jī)物焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生二 英等一系列劇毒物質(zhì)。為避免二 英等有害氣體的產(chǎn)生，通常要求焚燒溫度要高于850℃，焚燒后產(chǎn)生的灰渣可用于改良土壤、陶瓷、制磚瓦、混凝土填料和筑路等。

2.6 污泥水解熱干化技術(shù)

首先將污泥加熱，在一定壓力和溫度下使其中的黏性有機(jī)物水解，以破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，同時(shí)可以改善污泥的脫水性能及厭氧消化性能。隨著水熱反應(yīng)溫度和壓力的增大，顆粒碰撞頻率增大，導(dǎo)致了膠體結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步破壞，使得束縛水和固體顆粒分離。在不添加絮凝劑的情況下，經(jīng)過(guò)水熱處理后的污泥機(jī)械脫水的含水率大幅度降低。污泥水解宏觀上表現(xiàn)為揮發(fā)性懸浮固體的濃度減少，COD，BOD和氨氮等濃度增加。

3 建議

城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥具有兩面性：一方面，污泥中含有大量病原微生物、重金屬和有機(jī)化學(xué)毒性物等，不處理或者處理不當(dāng)都會(huì)嚴(yán)重影響人類健康與生態(tài)環(huán)境。另一方面，污泥屬于有利用價(jià)值的可再生資源。如何對(duì)污泥進(jìn)行無(wú)害化、資源化的處理，是環(huán)保領(lǐng)域的重大課題。為推進(jìn)城市污泥的規(guī)范化處理和資源化利用，應(yīng)加大對(duì)于污泥處理技術(shù)開(kāi)發(fā)研究的資金投入和支持力度，進(jìn)一步完善已有的試點(diǎn)成果，并且因地制宜進(jìn)行推廣。

污泥處理技術(shù)首先應(yīng)注重減容化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化。盡管城市污水處理廠的污泥處理方法有很多，但實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)城市的污泥產(chǎn)量、性質(zhì)和重金屬含量等情況，選擇適合的處理方法。由于城市污水處理廠的污泥處理很不完善，處理水平低，污泥處理工藝簡(jiǎn)單。因此，應(yīng)考慮環(huán)境生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、處理成本、技術(shù)發(fā)展等因素，積極探索污泥處理的新技術(shù)、新工藝、新方法。

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