浅议污水处理厂的污泥资源化

孙丽娜 李静

摘要：指出了城市污水处理是一种高能耗的产业，高能耗造成污水处理的运营成本增加，同时也加剧了我国现阶段的能源危机。从城市污水处理厂的污泥处理以及管理方面，提出了污泥厌氧消化工艺的节能降耗，特别是污泥资源化途径。

关键词：污水处理厂；污泥；资源化；回收利用

中图分类号：X703

文献标识码：A 文章编号：16749944（2014）06016402

1 国内污泥处理处置状况

随着经济发展和城市现代化的建设，城市污水的产生及其数量也在不断增长，而污泥是城市污水处理过程中不可避免的副产物。污水处理量的增长导致了污泥数量的大量增加。据估算，目前我国城市污水处理厂污泥量以每年10%的增长率增长。截至2010年我国各城市共有污水处理厂2630座，城镇污水厂污泥产量已达3000万t（以含水率80%计）。

污泥厌氧消化不仅能够使污泥处理基本实现稳定化、无害化和减量化，而且污泥消化过程中产生的沼气是一种清洁能源。我国北京市的高碑店污水处理厂等就是采用比较完善的污泥厌氧消化处理系统，产生的沼气用于消化池搅拌和发电，沼气发电机的热水作为消化污泥加热的热源，实现了热电联供和资源的综合利用。然而，在我国现有的污水处理设施中有污泥稳定处理设施的还不到25%，处理工艺和配套设施较为完善的还不到10%，绝大多数污水厂的污泥热能白白弃掉，而厌氧消化产生的沼气，没有有效地加以利用，又白白放空，造成了更大的浪费。国外由于很重视污泥能源的回收利用，污水厂的能源自给率已经达到50%以上，可见若充分回收污泥中的能源，则厌氧消化将成为产能工艺。

2 污泥的厌氧消化

污泥是污水处理厂净化污水过程中的产物，污水处理工艺不同，其产生的污泥量或者种类也不相同，但主要成分都是水分、泥砂、腐殖质以及细菌等无机物和有机物。在所有污泥处理单元中，污泥稳定是最重要的环节，污泥稳定主要有两个作用：一方面可以提高污泥的可脱水性、消灭病原菌、降解污泥中含有的各种有机物；另一方面在污泥厌氧消化的过程中可以回收大量的能源，即沼气。比较常用的污泥稳定处理工艺有厌氧消化、好氧消化和加热干化等。目前我国仅有数量不到一半的污水处理厂建有污泥稳定处理设施，不仅不利于污泥的处置，更重要的是浪费了大量的可回收能源。

污泥厌氧消化是在无氧的条件下，由厌氧菌和兼性菌将污泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等，在这一过程中污泥中的病原菌会被消灭，使污泥得到稳定。厌氧消化过程中的能耗包括热耗和电耗，而厌氧消化所生成的沼气能够可用于补偿消化时耗费的能量。北京市高碑店污水处理厂的污泥处理采用中温及高温两级厌氧消化工艺，稳定运行平均日产沼气 4 万m3，相应平均日发电量可望达到7.5万kW·h[1]。然而，目前我国在污泥实现资源化回收利用方面存在诸多问题，一些污水厂虽然建设了沼气回收利用系统，却未能正常使用。

3 污泥的资源化

污水处理厂污泥的资源回收利用为污水处理行业实现节能降耗和能量自给提供了可行的途径。在城市污水处理过程中产生大量的剩余污泥，应充分利用污泥中的有用成分，实现其变废为宝。

目前常用的污泥处置方法如填埋，并没有真正解决污泥问题，污泥没有被利用，还可能造成二次污染。污泥资源化技术有堆肥利用技术、土地利用技术、材料化利用技术、能源化利用技术等[2]。污泥消化制沼气就属于污泥的能源化利用技术之一。一般污水处理厂的剩余污泥中含有65%的挥发性有机成分，这其中有大约45%可使用厌氧消化来稳定，消化过程中产生的沼气是一种可燃气体。沼气的主要成分甲烷是一种理想的气体燃料，纯甲烷的发热量为34000kJ/m3，沼与其它燃气相比，沼气的抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料。

4 消化沼气的利用

污泥厌氧消化是实现污泥减量化、稳定化、无害化和资源化相统一的有效手段，是可同时削减污染和产生生物能的经济实用技术。如果充分发挥城市污泥厌氧消化的作用，其产生的沼气量将相当可观，沼气回收利用具有很大的发展空间。

沼气作为能源利用已有很长的历史。我国的沼气利用最初主要为农村沼气池。沼气池产生的沼气用于农村家庭的炊事逐渐发展到照明和取暖。目前的沼气利用技术主要包括沼气发电技术和沼气燃料电池技术。一般大中型城市污水处理厂的沼气发电量可补偿全厂用电量的30%，降低了污水处理厂的电能消耗及运行费用。

产生的沼气除了用于污水处理厂自身的能源消耗以外，还可将其作为一种公共能源加以广泛利用。例如，瑞典沼气的年总产量为1400GWh，主要产自200多家市政污水处理厂的污泥消化池，其产量约占总产量的60%。瑞典已经成功将沼气作为车用燃料应用于汽车、火车，并建设了一批沼气动力汽车加气站。城市污水处理厂产生的污泥沼气是真正的绿色环保可再生的清洁能源，取之不尽，用之不竭。提纯后的沼气作为汽车燃料的替代品，能够解决城市最突出的大气污染问题，同时还能够缓解汽车燃油不足的压力。

5 结论

城市污水处理厂产生的污泥数量可观，如不进行合理处置及利用，将造成大量资源及能源的损失及浪费。将污泥资源化，加强能量回收后污水厂自身的使用，甚至将其应用于公共领域，不仅能为缓解我国的能源危机发挥积极作用，同时也可为污水处理厂带来可观的经济利润。

参考文献：

[1] 李 维，杨向平，李建军.高碑店污水处理厂沼气热电联供情况介绍[J].给水排水，2003（12）：17～20.

[2]金 波，李宝鑫.城市污水处理厂污泥的综合利用探讨[J]. 环境科学与管理，2010，35（5）：106～109.

Discussion of Sludge Recycling of Wastewater Treatment Plant

Sun Li'na1， Li Jing2

（1. Tianjin Academy of Environmental Sciences， Tianjin 300191， China；

2. Tianjin United Environmental Engineering Design Co.， Ltd.， Tianjin 300191， China

）

Abstract： Urban sewage treatment is a high energy consumption industry， which not only results in the increase of operating costs of sewage treatment， but also exacerbates the energy crisis at the present stage of China. This article proposes the energy saving ways of the anaerobic digestion process of sludge and sludge recycling ways for sludge treatment and management of sewage treatment plant .

Key words： wastewater treatment plant； sludge； resources； recyclingendprint

摘要：指出了城市污水处理是一种高能耗的产业，高能耗造成污水处理的运营成本增加，同时也加剧了我国现阶段的能源危机。从城市污水处理厂的污泥处理以及管理方面，提出了污泥厌氧消化工艺的节能降耗，特别是污泥资源化途径。

关键词：污水处理厂；污泥；资源化；回收利用

中图分类号：X703

文献标识码：A 文章编号：16749944（2014）06016402

1 国内污泥处理处置状况

随着经济发展和城市现代化的建设，城市污水的产生及其数量也在不断增长，而污泥是城市污水处理过程中不可避免的副产物。污水处理量的增长导致了污泥数量的大量增加。据估算，目前我国城市污水处理厂污泥量以每年10%的增长率增长。截至2010年我国各城市共有污水处理厂2630座，城镇污水厂污泥产量已达3000万t（以含水率80%计）。

污泥厌氧消化不仅能够使污泥处理基本实现稳定化、无害化和减量化，而且污泥消化过程中产生的沼气是一种清洁能源。我国北京市的高碑店污水处理厂等就是采用比较完善的污泥厌氧消化处理系统，产生的沼气用于消化池搅拌和发电，沼气发电机的热水作为消化污泥加热的热源，实现了热电联供和资源的综合利用。然而，在我国现有的污水处理设施中有污泥稳定处理设施的还不到25%，处理工艺和配套设施较为完善的还不到10%，绝大多数污水厂的污泥热能白白弃掉，而厌氧消化产生的沼气，没有有效地加以利用，又白白放空，造成了更大的浪费。国外由于很重视污泥能源的回收利用，污水厂的能源自给率已经达到50%以上，可见若充分回收污泥中的能源，则厌氧消化将成为产能工艺。

2 污泥的厌氧消化

污泥是污水处理厂净化污水过程中的产物，污水处理工艺不同，其产生的污泥量或者种类也不相同，但主要成分都是水分、泥砂、腐殖质以及细菌等无机物和有机物。在所有污泥处理单元中，污泥稳定是最重要的环节，污泥稳定主要有两个作用：一方面可以提高污泥的可脱水性、消灭病原菌、降解污泥中含有的各种有机物；另一方面在污泥厌氧消化的过程中可以回收大量的能源，即沼气。比较常用的污泥稳定处理工艺有厌氧消化、好氧消化和加热干化等。目前我国仅有数量不到一半的污水处理厂建有污泥稳定处理设施，不仅不利于污泥的处置，更重要的是浪费了大量的可回收能源。

污泥厌氧消化是在无氧的条件下，由厌氧菌和兼性菌将污泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等，在这一过程中污泥中的病原菌会被消灭，使污泥得到稳定。厌氧消化过程中的能耗包括热耗和电耗，而厌氧消化所生成的沼气能够可用于补偿消化时耗费的能量。北京市高碑店污水处理厂的污泥处理采用中温及高温两级厌氧消化工艺，稳定运行平均日产沼气 4 万m3，相应平均日发电量可望达到7.5万kW·h[1]。然而，目前我国在污泥实现资源化回收利用方面存在诸多问题，一些污水厂虽然建设了沼气回收利用系统，却未能正常使用。

3 污泥的资源化

污水处理厂污泥的资源回收利用为污水处理行业实现节能降耗和能量自给提供了可行的途径。在城市污水处理过程中产生大量的剩余污泥，应充分利用污泥中的有用成分，实现其变废为宝。

目前常用的污泥处置方法如填埋，并没有真正解决污泥问题，污泥没有被利用，还可能造成二次污染。污泥资源化技术有堆肥利用技术、土地利用技术、材料化利用技术、能源化利用技术等[2]。污泥消化制沼气就属于污泥的能源化利用技术之一。一般污水处理厂的剩余污泥中含有65%的挥发性有机成分，这其中有大约45%可使用厌氧消化来稳定，消化过程中产生的沼气是一种可燃气体。沼气的主要成分甲烷是一种理想的气体燃料，纯甲烷的发热量为34000kJ/m3，沼与其它燃气相比，沼气的抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料。

4 消化沼气的利用

污泥厌氧消化是实现污泥减量化、稳定化、无害化和资源化相统一的有效手段，是可同时削减污染和产生生物能的经济实用技术。如果充分发挥城市污泥厌氧消化的作用，其产生的沼气量将相当可观，沼气回收利用具有很大的发展空间。

沼气作为能源利用已有很长的历史。我国的沼气利用最初主要为农村沼气池。沼气池产生的沼气用于农村家庭的炊事逐渐发展到照明和取暖。目前的沼气利用技术主要包括沼气发电技术和沼气燃料电池技术。一般大中型城市污水处理厂的沼气发电量可补偿全厂用电量的30%，降低了污水处理厂的电能消耗及运行费用。

产生的沼气除了用于污水处理厂自身的能源消耗以外，还可将其作为一种公共能源加以广泛利用。例如，瑞典沼气的年总产量为1400GWh，主要产自200多家市政污水处理厂的污泥消化池，其产量约占总产量的60%。瑞典已经成功将沼气作为车用燃料应用于汽车、火车，并建设了一批沼气动力汽车加气站。城市污水处理厂产生的污泥沼气是真正的绿色环保可再生的清洁能源，取之不尽，用之不竭。提纯后的沼气作为汽车燃料的替代品，能够解决城市最突出的大气污染问题，同时还能够缓解汽车燃油不足的压力。

5 结论

城市污水处理厂产生的污泥数量可观，如不进行合理处置及利用，将造成大量资源及能源的损失及浪费。将污泥资源化，加强能量回收后污水厂自身的使用，甚至将其应用于公共领域，不仅能为缓解我国的能源危机发挥积极作用，同时也可为污水处理厂带来可观的经济利润。

参考文献：

[1] 李 维，杨向平，李建军.高碑店污水处理厂沼气热电联供情况介绍[J].给水排水，2003（12）：17～20.

[2]金 波，李宝鑫.城市污水处理厂污泥的综合利用探讨[J]. 环境科学与管理，2010，35（5）：106～109.

Discussion of Sludge Recycling of Wastewater Treatment Plant

Sun Li'na1， Li Jing2

（1. Tianjin Academy of Environmental Sciences， Tianjin 300191， China；

2. Tianjin United Environmental Engineering Design Co.， Ltd.， Tianjin 300191， China

）

Abstract： Urban sewage treatment is a high energy consumption industry， which not only results in the increase of operating costs of sewage treatment， but also exacerbates the energy crisis at the present stage of China. This article proposes the energy saving ways of the anaerobic digestion process of sludge and sludge recycling ways for sludge treatment and management of sewage treatment plant .

Key words： wastewater treatment plant； sludge； resources； recyclingendprint

摘要：指出了城市污水处理是一种高能耗的产业，高能耗造成污水处理的运营成本增加，同时也加剧了我国现阶段的能源危机。从城市污水处理厂的污泥处理以及管理方面，提出了污泥厌氧消化工艺的节能降耗，特别是污泥资源化途径。

关键词：污水处理厂；污泥；资源化；回收利用

中图分类号：X703

文献标识码：A 文章编号：16749944（2014）06016402

1 国内污泥处理处置状况

随着经济发展和城市现代化的建设，城市污水的产生及其数量也在不断增长，而污泥是城市污水处理过程中不可避免的副产物。污水处理量的增长导致了污泥数量的大量增加。据估算，目前我国城市污水处理厂污泥量以每年10%的增长率增长。截至2010年我国各城市共有污水处理厂2630座，城镇污水厂污泥产量已达3000万t（以含水率80%计）。

污泥厌氧消化不仅能够使污泥处理基本实现稳定化、无害化和减量化，而且污泥消化过程中产生的沼气是一种清洁能源。我国北京市的高碑店污水处理厂等就是采用比较完善的污泥厌氧消化处理系统，产生的沼气用于消化池搅拌和发电，沼气发电机的热水作为消化污泥加热的热源，实现了热电联供和资源的综合利用。然而，在我国现有的污水处理设施中有污泥稳定处理设施的还不到25%，处理工艺和配套设施较为完善的还不到10%，绝大多数污水厂的污泥热能白白弃掉，而厌氧消化产生的沼气，没有有效地加以利用，又白白放空，造成了更大的浪费。国外由于很重视污泥能源的回收利用，污水厂的能源自给率已经达到50%以上，可见若充分回收污泥中的能源，则厌氧消化将成为产能工艺。

2 污泥的厌氧消化

污泥是污水处理厂净化污水过程中的产物，污水处理工艺不同，其产生的污泥量或者种类也不相同，但主要成分都是水分、泥砂、腐殖质以及细菌等无机物和有机物。在所有污泥处理单元中，污泥稳定是最重要的环节，污泥稳定主要有两个作用：一方面可以提高污泥的可脱水性、消灭病原菌、降解污泥中含有的各种有机物；另一方面在污泥厌氧消化的过程中可以回收大量的能源，即沼气。比较常用的污泥稳定处理工艺有厌氧消化、好氧消化和加热干化等。目前我国仅有数量不到一半的污水处理厂建有污泥稳定处理设施，不仅不利于污泥的处置，更重要的是浪费了大量的可回收能源。

污泥厌氧消化是在无氧的条件下，由厌氧菌和兼性菌将污泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等，在这一过程中污泥中的病原菌会被消灭，使污泥得到稳定。厌氧消化过程中的能耗包括热耗和电耗，而厌氧消化所生成的沼气能够可用于补偿消化时耗费的能量。北京市高碑店污水处理厂的污泥处理采用中温及高温两级厌氧消化工艺，稳定运行平均日产沼气 4 万m3，相应平均日发电量可望达到7.5万kW·h[1]。然而，目前我国在污泥实现资源化回收利用方面存在诸多问题，一些污水厂虽然建设了沼气回收利用系统，却未能正常使用。

3 污泥的资源化

污水处理厂污泥的资源回收利用为污水处理行业实现节能降耗和能量自给提供了可行的途径。在城市污水处理过程中产生大量的剩余污泥，应充分利用污泥中的有用成分，实现其变废为宝。

目前常用的污泥处置方法如填埋，并没有真正解决污泥问题，污泥没有被利用，还可能造成二次污染。污泥资源化技术有堆肥利用技术、土地利用技术、材料化利用技术、能源化利用技术等[2]。污泥消化制沼气就属于污泥的能源化利用技术之一。一般污水处理厂的剩余污泥中含有65%的挥发性有机成分，这其中有大约45%可使用厌氧消化来稳定，消化过程中产生的沼气是一种可燃气体。沼气的主要成分甲烷是一种理想的气体燃料，纯甲烷的发热量为34000kJ/m3，沼与其它燃气相比，沼气的抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料。

4 消化沼气的利用

污泥厌氧消化是实现污泥减量化、稳定化、无害化和资源化相统一的有效手段，是可同时削减污染和产生生物能的经济实用技术。如果充分发挥城市污泥厌氧消化的作用，其产生的沼气量将相当可观，沼气回收利用具有很大的发展空间。

沼气作为能源利用已有很长的历史。我国的沼气利用最初主要为农村沼气池。沼气池产生的沼气用于农村家庭的炊事逐渐发展到照明和取暖。目前的沼气利用技术主要包括沼气发电技术和沼气燃料电池技术。一般大中型城市污水处理厂的沼气发电量可补偿全厂用电量的30%，降低了污水处理厂的电能消耗及运行费用。

产生的沼气除了用于污水处理厂自身的能源消耗以外，还可将其作为一种公共能源加以广泛利用。例如，瑞典沼气的年总产量为1400GWh，主要产自200多家市政污水处理厂的污泥消化池，其产量约占总产量的60%。瑞典已经成功将沼气作为车用燃料应用于汽车、火车，并建设了一批沼气动力汽车加气站。城市污水处理厂产生的污泥沼气是真正的绿色环保可再生的清洁能源，取之不尽，用之不竭。提纯后的沼气作为汽车燃料的替代品，能够解决城市最突出的大气污染问题，同时还能够缓解汽车燃油不足的压力。

5 结论

城市污水处理厂产生的污泥数量可观，如不进行合理处置及利用，将造成大量资源及能源的损失及浪费。将污泥资源化，加强能量回收后污水厂自身的使用，甚至将其应用于公共领域，不仅能为缓解我国的能源危机发挥积极作用，同时也可为污水处理厂带来可观的经济利润。

参考文献：

[1] 李 维，杨向平，李建军.高碑店污水处理厂沼气热电联供情况介绍[J].给水排水，2003（12）：17～20.

[2]金 波，李宝鑫.城市污水处理厂污泥的综合利用探讨[J]. 环境科学与管理，2010，35（5）：106～109.

Discussion of Sludge Recycling of Wastewater Treatment Plant

Sun Li'na1， Li Jing2

（1. Tianjin Academy of Environmental Sciences， Tianjin 300191， China；

2. Tianjin United Environmental Engineering Design Co.， Ltd.， Tianjin 300191， China

）

Abstract： Urban sewage treatment is a high energy consumption industry， which not only results in the increase of operating costs of sewage treatment， but also exacerbates the energy crisis at the present stage of China. This article proposes the energy saving ways of the anaerobic digestion process of sludge and sludge recycling ways for sludge treatment and management of sewage treatment plant .

Key words： wastewater treatment plant； sludge； resources； recyclingendprint