城市污泥的处理及其资源化应用分析

杨威威+岳秀萍

【摘 要】城市污泥不仅是污染物而且也是一种资源，当前大量污泥急需处理同时也是我国需首要解决的突出环境问题，而对其实施资源化利用且结合污泥处理，乃是一种更为有效且全面的处理方法。资源化处理城市污泥，不仅可实现自然资源损耗减少的目的，还可更为有效的促进废弃物的循环利用，不仅现实意义凸显，且社会及经济价值巨大。本文通过对城市污泥相应处理方法及对应资源化利用举措予以分析，以此为相关应用实践及研究提供理论支撑。

【关键词】城市污泥；处理；资源化应用

1 城市污泥处理技术分析

1.1 污泥湿式氧化法

所谓湿式空气氧化技术（WO）实质为，将城市污泥于密封反应器中予以放置，且于高压及高温状况下，充入氧气或空气，且将其作为相应氧化剂，依据浸没燃烧原理，对污泥当中所具有的有机物，实施相应氧化分解操作，至此达到将有机物向无机物完成转化的目的。此种方法对于各种难降解的相应有机污泥的处理更为适用，设备复杂及维护费用高乃为其缺点。

1.2 蚯蚓处理污泥

波兰Zambrow等首次运用蚯蚓，对污泥及废水筛余物实施有效处理，最后得到一种具有丰富营养、类似腐殖质及无气味的蚯蚓肥料。而一些学者则运用蚯蚓，对污水厂当中相应消化污泥进行净化处理，获得良好效果。当蚯蚓对污泥实施净化处理操作之后，则其中的Ni、Zn及Cu等在具体的含量方面则会显著下降；而当处理污泥之后，则会将原本污泥向高效、疏松及无臭的有机颗粒肥料予以转变，然而当蚯蚓对污泥处理之后，则其体内便会富集重金属，所以，不可将其当作饲料，防止及避免进至人体食物链。

1.3 膜生物反应器

所谓膜生物反应器乃为一种将膜分离技术当中相应膜系统，结合于污水生物处理工程当中相应生物反应器，最终构成全新工艺类型。对于膜生物反应器而言，在其内的污泥，则具有很长的停留时间，更甚者则可对排泥予以避免，然而对此种方法在应用推广方面造成限制的乃是膜材料价格及膜的堵塞。

1.4 污泥酸化

所谓污泥酸化实质为利用剩余污泥具有较高的有机物含量特征，以此为基础所开发的相应处理方法。其处理原理为水解酸化剩余污泥，然后重新返回至废水处理系统当中，同时进行代谢处理，以此来实现无污泥排放减少或无污泥的效果。

1.5 污泥热干化

热干化工艺在欧洲比较流行，目前中国一些沿海发达城市也有一些采用热干化技术处置污泥。热干化是采用直接或间接的方法对湿污泥加热，污泥中的水分在加热过程中被蒸发。该工艺的主要优点是污泥减量化、稳定化和无害化彻底。热干化的缺点是投资较大，能耗高。

1.6 污泥焚烧

焚烧工艺在日本比较流行，日本的大部分污泥是采用焚烧工艺处置的。经过完全焚烧的污泥，完全可以达到污泥减量化、稳定化和无害化，但其缺点是投资较大、能耗与运行费用较高、不利于下一步资源化利用。

1.7 污泥堆肥

污泥堆肥在世界各国均有使用，是比较成熟的工艺。污泥堆肥的原理是将污泥堆放在好氧的条件下使污泥内部的生物质发酵，产生热量，除去部分水分。堆肥工艺的投资较小，运行时能耗很低，成本很大一部分来自添加有机质的成本，是一种比较理想的污泥处置工艺。污泥堆肥的主要问题是占地面积大、污泥处理处置周期长，同时由于污泥中可能重金属超标，在实际运用中会收到限制。

1.8 污泥低温碳化工艺

污泥低温碳化采用较低的温度（250℃左右），中压（10MPa以下），将污泥中的细胞破壁裂解，其中水分自然析出，经机械脱水污泥含水率可降至50%以下，再经干燥或自然风干（3-5天）使含水率可进一步降低至30%以下。在细胞裂解过程中，水分始终保持为液态，没有变相，能耗较低；裂解过程最大限度地保留了原污泥中的碳值，为污泥资源化提供了可能，同时本技术还具有投资抵、工艺设备简单等特点。在国外主要以美国的Enertech和美国的Thermo Energy为代表；在国内主要以山西省晋中市城区污泥处置试点项目（100吨/日）为主要代表。

2 城市污泥的资源化应用分析

2.1 污泥农用资源化

若将污泥用于农用，则具有运行费用低、能耗低及投资少等优点，而污泥当中的有机部分，可向土壤当中的改良剂成分进行转化，所以，此种利用途径则被当作一种最具发展潜力的处置方法。对于污泥相应利用而言，其不仅可用于农田，而且还可用于严重扰动的土地修复、育苗基质、市政绿化、林地、菜地、草地及农田等领域，相关研究结果显示，采用污泥堆肥及污泥，对诸如蔬菜、棉花、小麦及玉米等作物进行栽种，采用污泥栽种的植株，无论是品质、产量及生长状况相比于不施肥，均显著好于后者，其在具体的肥力方面则相当于优质农家肥及施用化肥。此外，施用污泥还可对土壤具体的物理性质给予显著改善，如对于团粒具体的保水能力及水稳定性具有提升作用，对于团粒形成具有促进作用。此外，还可对土壤相应化学性质给予显著改善，比如对土壤在有机质、钾及磷等含量方面可明显提升。而在城市园林绿化当中，通过对污泥堆肥或污泥予以运用，可提升绿化的总体效果，而其相比于那些施化肥等，则具有更加突出的效果。无论是开花量、树高还是灌木的花期等，均可达到增大效果。

2.2 污泥的建材利用

2.2.1 污泥制取水泥质材料

对于污泥而言，其往往具有含有较多的灰分，特别是采用混凝法对废水当中的污泥实施处理当中，其中含有非常多的Fe及Al等成分，其还是可用于建筑材料的相应添加剂。此外，由于此中具有较高的成本，且其安全性不明，因此，其仅在少数几个国家有所运用。

2.2.2 污泥制陶粒

对于轻质陶粒而言，其通常情况下，可当做花卉覆盖材料或者是混凝土骨料及路基。针对污泥制轻质陶粒方法而言，其依据使用原料方面的差异，可划分为两种，其一便为厌氧发酵污泥在具体的焚烧灰完成造粒之后所形成的烧结。此种方法现以发展成熟。而采用焚烧灰制轻质陶粒，则需对焚烧炉单独进行建设，而在污泥当中所存在的有机成分，则未能得到较为有效的运用，而伴随近些年来的开发，研发出了自脱水污泥当中完成制陶粒的相应新技术。

2.2.3 污泥制砖

相关研究表明，下水道污泥可用于制作在建筑方面使用的生态砖，此种砖实质为，于黏土当中，将10%污泥混入其中，然后在900℃温度下进行相应烧制，便可实现效果的最佳化。此种方法不仅可实现污泥处理的目的，还可在实施烧制过程中，实现有毒重金属在砖当中的封存效果。还可将全部有机物及有害细菌杀死。另外，此种砖还没有异味。

2.3 污泥制动物饲料

在污泥当中，具有较多有用价值的相应物质，比如其灰分占比为26.1～46.3%，脂肪酸为0～3.5%，粗蛋白28.4%～40.8%。此外，在具体的污泥蛋白当中，则具有的氨基酸，全部家畜饲料均可用，另外，在所具有的各种氨基酸间处于相应平衡状态，所以，可将其经过处理，可作为饲料蛋白。

2.4 污泥作为燃料

污泥本身富含有机质，采用污泥低温碳化处理后，污泥碳值损失小于8%，低位发热量可达2000-3200大卡/千克（晋中市城区污泥处置试点项目），热值与褐煤相当，可作为低热值燃料使用。

3 结语

城市污泥如若不予以处理，使其进至环境之中，则会严重危害周围环境，而对污泥实施无害化、稳定及减容等处理操作之后，则可将其当作有价值资源，应用于多方面之中。虽然城市污泥具有较多处理方法，但应依据污泥具体性质及泥量，开展综合性分析，此外，还应对处理成本、经济效益及环境生态等问题予以考虑，最终实现整体效益和价值的有效提升。

[责任编辑：王伟平]