污水处理厂污泥处理与处置策略分析

孟凡松

（广东省建筑设计研究院　广东　广州　510010）

污水处理厂污泥处理与处置策略分析

孟凡松

（广东省建筑设计研究院广东广州510010）

随着国家对于水污染的重视，国内各地区正逐步加强污水处理厂及配套管网设施的建设，相应的污水处理厂产生的污泥量也逐渐增大。笔者根据污泥本身的特性，分析了国内外污泥处理处置方法，提出了现阶段各地可行的污泥处理处置策略。

污水处理厂；污泥；处理与处置

1　污泥处理与处置的背景与目的

在污水处理厂处理污水的同时，将产生大量的污泥，包括沉砂池、初沉池以及二沉池污泥。污泥处理、处置的投资和运行费较高，且处置不当，会造成二次污染，污泥处理、处置已成为世界难题。

污泥具有不稳定、有恶臭、含水量高、易腐烂、来源和成分较复杂等特点。它聚集了处理过程中难以消解的重金属等污染物。同时还包含大量的有毒有害物质（二嗯英）、致癌物质、难降解的有机物（多氯联苯等）、寄生虫卵、病原微生物、细菌及其他一些无法预见的有害物质，若不进行妥善的处理，将会直接导致对大气环境和水资源的二次污染，将会对生态环境和人类的日常生活构成严重的威胁。

图1　随意丢弃与堆放的污泥图

同时污泥中也含有大量可以利用的物质，如有机质、氮、磷、钾等资源可为农作物生长提供不可缺少的营养物；污泥本身还可作为低热值的燃料；污泥中易腐化发臭的有机物可分解产生腐殖质，起到改良土壤、避免板结的作用。随着我国城市化进程的推进，污水处理厂正在大规模兴建，但同时，较少有城市重视污泥的处理与处置，许多污泥的去向均缺乏记录，存在潜在的污染隐患。近年来，污泥的处置问题才逐渐引起政府与人们的关注。

污泥的处理与处置目的就在于通过经济合理的方式方法对污水处理厂所产生的污泥进行减量消纳，以避免污泥随意堆放、丢弃造成的环境污染。本文通过对国内外常用的污泥处理处置方法的探讨，在现阶段的经济和政策背景下，对污泥的处理处置提出可行的解决策略与方法。

2　污泥常用处置方法

2.1填埋（如图2）

这种处置方法简单易行、投资少，应用也较为广泛。但是根据《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008），填埋物含水率需低于30％。而现在国内出厂污泥含水率一般为80％，污泥与生活垃圾一并填埋往往给填埋操作带来困难，导致填埋工艺如推平、压实、覆盖很难进行，并且污泥填埋引入的水分也增大了填埋场渗滤液产量，导致渗滤液处理成本增加，所以一般填埋场均不允许污泥进入填埋场填埋。另一方面，如今因土地资源日趋紧张，填埋场的兴建也日趋受限，污泥填埋处理也面临场地的问题。

图2　污泥填埋图

2.2焚烧

图3　污泥焚烧图

焚烧对于污泥的减量化成效明显，污泥经焚烧后有机物等可燃成分充分燃烧，完全炭化，成为稳定的灰渣，可作为建材材料等，同时焚烧也可用于发电或者供热。污泥的焚烧又分为单独焚烧以及与生活垃圾一并焚烧两种方式，均需要污泥充分干化（往往需要污泥含水率低于40％）。因此污泥采用焚烧处理的前提是需对现阶段的污泥浓缩-脱水工艺进行改良，增加热干化等深度脱水工艺，大道焚烧厂焚烧要求。因此，相对投资成本较大，同时干化过程以及焚烧厂的烟气、臭气需要加强管理与控制。

2.3堆肥

图4　堆肥图

堆肥是在一定条件下通过微生物的作用，使有机物不断被降解和稳定，并生产出一种适宜于土地利用的过程。一般分为好氧堆肥和厌氧堆肥两种方式。好氧堆肥，顾名思义，是在有氧条件下的有机物分解过程，产物为二氧化碳、水和热。厌氧堆肥则是在厌氧条件下的有机物分解过程，产物为甲烷、二氧化碳及部分小分子中间产物。一般用于污泥堆肥的是好氧堆肥，如北京庞各庄污泥堆肥厂。污泥堆肥后的产品可作为肥料出售，以补贴处理成本，但堆肥受限于温度变化以及市场行情，其处理效果以及销路往往并不稳定。

2.4土地利用

图5　污泥土地利用图

污泥的土地利用是一种资源化的、化害为利、最有发展潜力的处置方式。污泥含有丰富的氮、磷资源，作为营养物质应用于园林、农田等也实现了资源的循环利用。目前土地利用的方式在发达国家应用较广，如欧盟27国污泥农用比例达到39％，北美达到近60％。但我国因受限于重金属元素超标以及管理缺位，污泥的土地利用受到较大限制。

2.5建筑材料利用

污泥中含有20～30％的无机物，经焚烧后，灰渣中主要含有硅、铝、铁、钙等化合物，是普通硅酸盐水泥成分，可用作水泥添加料和制轻质骨料等：将湿污泥与黏土掺混后，可直接用于烧制红砖，既节约了黏土和水的用量，也实现了污泥的无害化处置。目前，污泥在建筑材料方面可以用来制砖、烧制轻质陶粒、生态水泥等。除上述建材利用以外，还有研究报道：污泥被高分子聚合物吸收水分后，在添入固化剂后污泥可用来造沙以及制纤维板、生产融熔微晶玻璃以及铺路等，可见污泥的建筑材料利用有着良好的发展前景。

2.6其他

污泥的成分最主要的是微生物菌体，尤其是剩余污泥，蛋白质、糖类的含量比较丰富。因此如果用以厌氧消化、低温热解等工艺，则可用以生产沼气、油类等燃料。通过对污泥细菌蛋白的利用，可制作蛋白塑料、胶合纤维等材料。但目前这些方面的利用大多停留在科学研究层面，受限于成本以及技术的成熟度，还需要一定的时间才能真正用于污泥的大规模处理。

3　推荐污泥处理处置策略

鉴于目前国内的污泥产生、管理及处置情况，本文就此提出现阶段可行的污泥处理处置策略。

3.1污泥焚烧

污泥处理设施作为厌恶性市政设施，其选址受到很大限制，往往因居民的强烈反对导致落地困难。同样，国内生活垃圾焚烧发电厂也遇到落地的困难。目前，因受限于垃圾填埋场容积有限，土地资源紧张，各地正全面推进垃圾焚烧发电厂的建设。从可行性角度考虑，污泥处理处置若与生活垃圾一并焚烧处理，则省去了污泥处理设施选址的困难，在现阶段，结合各地垃圾焚烧厂的建设，推进污泥的焚烧处置，应是现阶段我国垃圾处理处置较为可行的策略。

结合垃圾焚烧对于含水率的要求，应要求污水处理厂将污泥含水率控制在40％以内。目前国内浓缩-机械脱水的工艺基本只能将污泥含水率控制在80％。因此需要引入目前较为成熟的热干化工艺，热干化的燃料尽量取用污水处理厂厌氧段以及污泥厌氧消化产生的沼气能源，以降低成本。含水率40％的污泥已成为固态，也便于运输，由运输车运往垃圾焚烧发电厂与生活垃圾一并焚烧处理。

3.2污泥堆肥及土地利用

目前这种污泥处置方法在发达国家尤其是土地资源较为丰富的美国、北欧等国家应用较为广泛。污泥本身作为一种生物质固体废弃物，若用作肥料、营养土等回归园林、农场，从生态循环尤其是氮、磷循环角度是非常有意义的。但国内因监管缺位，园林、农场普遍对于污泥土地利用较为抵触，且污泥堆肥及土地利用的前提是重金属应达标，我国一些工业废水比重大的污水处理厂生产的污泥难以达标。因此污泥堆肥以及土地利用应是我国污泥远期处置的重要方法，但前提是完善污泥的重金属指标检测以及对污泥生产、运输、处置的全过程监管，防止污泥的堆肥及土地利用成为污泥随意丢弃、堆放的方便之门。

3.3污泥的建材利用

污泥含有丰富碳元素以及无机物资源，目前国内已经有部分水泥厂采用污泥作为原材料的一部分。但污泥本身含水率高，以污泥作为生产原料首先应降低污泥含水率。因水泥厂等生产过程中会产生一定的预热，可用作污泥热干化的热源。因此污水处理厂可将出厂污泥含水率控制在80％，有条件的地方可采用隔膜板框压滤机等将污泥含水率控制在60％，之后运输至水泥厂，利用水泥厂的余热对污泥进行热干化，达到水泥生产所需的含水率。污泥的建材利用是一种资源化利用措施，在国内已有一定程度的利用，各地污水处理厂应积极联系有关生产企业，实现污泥资源的有效利用，但需要加强对污泥热干化过程的环境尤其是废气管理。

3.4污泥填埋

前已叙及，污泥本身含水率高的特点非常不适合进行填埋处理。建议填埋作为污泥焚烧处理的后续以及应急环节。用以污泥焚烧后废渣的处置以及作为焚烧处理的应急及备用方法。国内应尽量降低污泥填埋的比例，珍惜有限的土地资源。

4　结论与建议

总之，在目前国内污泥生产、运输、处置以及管理情况下，各地应优先考虑污泥的焚烧与建材利用，实现污泥的资源化处置。尤其是现阶段污泥产量大的地区，结合生活垃圾焚烧厂的建设实现污泥的焚烧处置，将是现阶段较为可行的污泥处理处置方案。此外，在国内相关管理机制完善之后，污泥堆肥及土地利用应逐渐成为污泥处理处置的重要方法。

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[3]肖昌龙.浅谈污泥的处理和处置[J].科技创新导报，2012（12）.

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1673-0038（2015）04-0036-02

2015-1-8

孟凡松（1989-），男，硕士，主要从事给排水规划设计工作。