(天津科技大學(xué) 天津 300450)

淺談城市污泥的治理措施

王孟祺

(天津科技大學(xué)天津300450)

城市污泥的處理一直是城市環(huán)境治理的一個(gè)重要課題，特別隨著近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的發(fā)展，城市污水排放量逐年上升，隨之而來(lái)的就是每年增長(zhǎng)的城市污泥量，而這些污泥若不得到及時(shí)處理，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的污染。而城市污泥的治理目標(biāo)主要分為：減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化。而其中，污泥的資源化處理是現(xiàn)如今的主流以及研究重點(diǎn)。而如何高效、科學(xué)且經(jīng)濟(jì)地處理城市污泥，從經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境友好以及資源利用的角度上來(lái)思考問(wèn)題，將會(huì)是今后資源化處理的污泥的主要研究方向。

減量化；穩(wěn)定化；無(wú)害化；穩(wěn)定化

一、引言

(一)背景

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的飛速發(fā)展，各種城市及工廠污水的排放量也在每年不斷增長(zhǎng)，依據(jù)“十二五”規(guī)劃中所涉及的內(nèi)容，到2015年，我國(guó)每天的污水處理量將達(dá)到2.08億每立方米，若以80%的含水率來(lái)計(jì)算，將會(huì)產(chǎn)生3500萬(wàn)噸城市污泥，而這個(gè)數(shù)字到2020年預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)到6000萬(wàn)噸并且將會(huì)不斷增長(zhǎng)。這樣龐大的污泥量，若不能得到及時(shí)的處理，除了會(huì)對(duì)污水處理造成許多困難以外，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大的影響。

(二)污泥危害和治理方法

污泥中含有各種病原微生物、重金屬、鹽類、寄生蟲(chóng)卵以及各種有機(jī)物殘片，若不經(jīng)過(guò)及時(shí)處理，而直接排放入自然環(huán)境中，將會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化、重金屬污染、水源污染等許多污染問(wèn)題。所以，如何及時(shí)高效地處理城市污泥成為當(dāng)下環(huán)境治理研究的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)如今，污泥處理的目標(biāo)主要圍繞下面四個(gè)方面來(lái)進(jìn)行：減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化以及資源化。

(1)減量化：由于污泥中含有大量的水分，通過(guò)在污泥處理之前減少其水分，使其體積得到相應(yīng)的減少，這樣可以便于之后的運(yùn)輸、貯存和處理的進(jìn)行。(2)穩(wěn)定化：污泥中的各種有機(jī)成分很不穩(wěn)定，通過(guò)一些化學(xué)及物理方法使其成分穩(wěn)定下來(lái)，避免其他副產(chǎn)物的產(chǎn)生，防止二次污染的產(chǎn)生。(3)無(wú)害化：也可稱為衛(wèi)生化，污泥中含有大量病原微生物和有毒有害物質(zhì)，需要加以清除。(4)資源化：這個(gè)也是當(dāng)下污泥處理研究的熱門方向，因?yàn)槲勰嘀写嬖诘⑩}、鉀、磷等有機(jī)物質(zhì)，這些都是有用的生物資源，如若能對(duì)污泥中的相關(guān)成分加以改善，就可以同時(shí)達(dá)到處理污泥和資源回收利用的雙重目的。所以，從經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境友好以及資源利用的角度上看，污泥處理資源化應(yīng)該是今后污泥處理最為理想的方法。

綜上所述，伴隨國(guó)家工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的污泥處理已成為一個(gè)不可回避、非常緊要的環(huán)境問(wèn)題，而如何才能高效而又科學(xué)地處理城市污泥，將會(huì)成為今后這方面研究的一個(gè)重要課題。

二、污泥的處理

污泥的處理是根據(jù)污泥的最終去向，將其進(jìn)行無(wú)害化處理，最大限度地減少其對(duì)環(huán)境的污染程度。主要有土地填埋、焚燒、污泥排海等幾個(gè)方法。

(一)土地填埋

土地填埋是傳統(tǒng)的污泥處理方式，這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于處理方法簡(jiǎn)單、處理成本較小，不需要進(jìn)行復(fù)雜的前處理步驟，效果明顯。但是，隨著污泥產(chǎn)生量每年不斷增長(zhǎng)，對(duì)土地資源的需求越來(lái)越大，造成許多地方土地資源緊缺，污泥處理能力下降。而且，對(duì)于填埋后的防滲處理如果不得當(dāng)，將會(huì)造成土地和地下水的污染。

(二)污泥排海

與土地排海相似，污泥排海也有著操作簡(jiǎn)單、成本小的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，如果排放量合適，是可以通過(guò)海水的凈化作用來(lái)消除污染。但一方面，這種方法并沒(méi)與從根本上解決污染問(wèn)題，污泥中的復(fù)雜成分會(huì)對(duì)環(huán)境造成不可預(yù)計(jì)的影響；另一方面，政府對(duì)于污泥排海的監(jiān)測(cè)并不是面面俱到的，總會(huì)有一些污水廠超量排放，造成海水污染。所以，近年來(lái)，包括日本、英國(guó)等在內(nèi)的許多發(fā)達(dá)國(guó)家都開(kāi)始強(qiáng)烈反對(duì)這種處理方法。從1998年底，歐共體城市廢水處理法令已經(jīng)禁止其成員國(guó)向海洋傾倒污泥。

(三)污泥焚燒

污泥焚燒即將污泥中的有機(jī)質(zhì)在充分有氧的條件下燃燒，轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等無(wú)害的氣態(tài)物質(zhì)，包括蒸發(fā)、揮發(fā)、分解、熔融和氧化還原等反應(yīng)。與前兩種處理方法相比，污泥焚燒處理不僅可以最大限度地實(shí)現(xiàn)污泥的減量化和無(wú)害化，而且其燃燒后的殘?jiān)梢宰鳛橐恍└碑a(chǎn)品，還可以實(shí)現(xiàn)資源化，是一種很有效的污泥處理手段。

它興起于1959年美國(guó)的諾亞可和1960年施萊辛格等在匹茲堡能源中心的研究，后來(lái)1962年在美國(guó)林伍德誕生了世界上第一臺(tái)焚燒污泥流化床鍋爐，而且至今仍在運(yùn)行。自此之后，德國(guó)、日本、丹麥、瑞士等發(fā)達(dá)國(guó)家也先后開(kāi)始了污泥焚燒的研究，現(xiàn)在日本規(guī)模較大的污水處理廠大都會(huì)采用此法處理污泥，可見(jiàn)其受青睞程度。

污泥焚燒一般分為直接焚燒和混合焚燒技術(shù)。

(1)直接焚燒技術(shù)是在不添加或添加少量的輔助燃料的情況下進(jìn)行焚燒處理，但當(dāng)污水含水率較高時(shí)，熱值較低，會(huì)消耗大量的輔助燃料，會(huì)造成能量利用率低，處理成本增大的問(wèn)題。所以，在用直接焚燒處理之前一般會(huì)先進(jìn)行污泥的干化，這樣，既可以用污泥焚燒產(chǎn)生的熱量來(lái)干化污泥，也可以減少輔助燃料的使用，降低了處理成本，提高了能量利用率。

(2)混合焚燒技術(shù)則是將污泥與其他可燃物一起進(jìn)行混合燃燒，省去了污泥干化的過(guò)程。但仍存在輔助燃料使用多，尾氣排放大，能耗大，易堵塞的問(wèn)題。所以國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)這一問(wèn)題，提出了污泥合成燃料技術(shù)，將污泥和各種高熱值燃料混合，再添加少量固硫劑、防腐劑進(jìn)行混合成型，制成燃料。這也是一種污泥資源化處理的方法，這可以明顯改善污泥的燃燒特性，使其充分緩慢的燃燒，減少二次污染物，具有著良好的經(jīng)濟(jì)效益，Georg等人也發(fā)明了一種燃料系統(tǒng)，能夠充分減少污泥燃燒后的有毒氣體的排放。

可見(jiàn)，污泥焚燒能夠最大程度的實(shí)現(xiàn)污泥的減量化，隨著其應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，污泥焚燒被認(rèn)為是污泥處理技術(shù)中最有發(fā)展前景的方法之一。但是，污泥焚燒也存在著成本高，不可避免會(huì)產(chǎn)生煙氣、飛灰等有害物質(zhì)的問(wèn)題。而且存在著一定的操作隱患，一旦操作不當(dāng)會(huì)很容易造成二次污染，所以其使用也受到了一定的限制。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，城市污泥的處理有著許多方法，而從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源利用、城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面來(lái)看，資源化利用污泥是現(xiàn)在相關(guān)研究的主流，特別是每年不斷增長(zhǎng)的污泥產(chǎn)生量和各國(guó)對(duì)環(huán)境治理的不斷要求，使得今后對(duì)于污泥處理方法的研究必須要兼顧高效率、環(huán)境友好以及經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，如何有效實(shí)現(xiàn)高效的污泥處理，除了需要科研部門的努力以外，還需要政府部門的相關(guān)監(jiān)督責(zé)任以及企業(yè)運(yùn)營(yíng)模式的更新。簡(jiǎn)而言之，需要通過(guò)政府、科研、企業(yè)的共同努力才能最終實(shí)現(xiàn)城市污泥資源利用的良性發(fā)展。

[1]李輝,吳曉芙,等.城市污泥焚燒工藝研究進(jìn)展[J].環(huán)境工程,2013,8(20):88-92.

[2]錢覺(jué)時(shí),謝從波,等.城市污水污泥建材利用現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J].建筑材料學(xué)報(bào),2014,17(5):829-835.

[3]陶先兵,程君,等.一種城市污泥高效堆肥裝置及其處理方法:中國(guó),10825988.5[P/OL].2014-12-25[2016-10-23].http://equb.sipo.gov.cn/tdcdesc.actionstrWhere=CN104478511A

[4]Aharon,Redael.Method of recycling fibers from sewage sludge and means thereof:US,886101[P/OL].2015-10-27[2016-10-23].http://xueshu.baidu.com/swd=paperuri%3A%283f8a24263fec9f23c60a2c811fa17ff6%29&filter=sc_long_sign&tn=SE_xueshusource_2kduw22v&sc_vurl=http%3A%2F%2Fwww.freepatentsonline.com%2F9169597.html&ie=utf-8&sc_us=4639464705721571640

王孟祺(1992.11-)，男，漢，四川省成都人，碩士研究生，天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院，發(fā)酵工程專業(yè)，研究方向現(xiàn)代釀造技術(shù)。