当前污泥处理处置的现状及前景

文 姜枫

当前污泥处理处置的现状及前景

文 姜枫

污泥是在污水处理过程中产生的固态或半固态物质。污泥具有有机物含量高、颗粒细、密度小等特点，通常含有病原微生物、寄生虫卵、有害重金属和大量的难降解物质，而以上这些物质如果没有经过妥善处理，会给我们的环境造成二次污染。但是，污泥中同样也包含氮磷等营养物质，如经过处理可以作为肥料，改善土壤；而且经过处理后产生的沼气也可以作为能源物质加以利用。因此，如何将污水处理厂产生的污泥，稳定、无害、减量地处理以及资源化利用，成为了环境污染治理的关键问题。

污泥的现状

污泥的来源主要是五个渠道，分别是初沉污泥、消化污泥、剩余活性污泥、新鲜污泥和腐殖污泥。根据有关部门的调查资料显示，我国所有城市的污泥产量在过去15年里呈显著增长趋势，截至2015年底，我国生活污泥产量为3500万吨，同比增长16%。据了解，大约1万吨污水会产生5～8万吨污泥。因此，随着未来城镇化水平的进一步提高，生活污水集中处理效率的提高，随之而来的污泥产量也会进一步的增加。预计到2020年，我国市政污泥的产量会达到6000～9000万吨。然而，我国目前的污泥市场还处于起步阶段，对于污泥的有效处理效率较低。2015年底，北京市人大常委会法律检查组表示，北京污泥无害化处理率仅为23%，而全国有效处理效率也远远低于30%，因此，目前条件下污泥处置依然任务艰巨。

污泥处理处置的技术困境与展望

当前对于污泥的处理处置技术主要包括污泥处理和污泥处置两个环节。污泥处理是指污泥经过单元组合处理即浓缩、脱水、消化、发酵及热干化等工艺过程，达到“减量化、稳定化、无害化”目的的全过程。污泥处置是指对处理后的污泥进行消纳的过程，在污泥处置过程中污泥将最终得以稳定，污泥处置包括土地利用、填埋、焚烧以及建材利用等不同方式。

通常，污泥经过浓缩后含水率依然较高，一般在97%～99.6%，因此需要对污泥进一步的脱水。根据环境保护部办公厅发布的环办[2010] 157号文件，要求对于污水处理厂以储存为目的的将污泥运出厂界的，必须将污泥脱水至含水率50%以下。因此，目前单纯依靠机械的脱水无法满足我国污泥处理处置的长期发展。为此，与其他污泥处理技术联合使用，才能降低污泥含水率。为了利用污泥中的有机质，目前的污泥通常会在脱水干化后采用厌氧消化过程来分解其中的有机质，并产生可以再次利用的甲烷气体，实现污泥的资源化利用。

7月27日，浙江海洋大学工作人员正在浙江省舟山市定海区小展生产基地，用池塘底层污泥制作净水剂。

而经过污泥处理工艺后的污泥通常的主要处置方法有四种，即土地利用、填埋处置、建材利用、焚烧处理。其中，土地利用是将经过妥善处理至符合一定标准的污泥或其产品作为肥料或土壤改良材料，用于农田利用、园林绿化利用或土地改良等，是一种积极的、可持续的污泥最终处理模式。但是由于存在重金属污染的风险，其应用受到一定的限值。填埋处置是将污泥预处理后和生活垃圾混合运往填埋场，虽然填埋是一种简单的工艺，但是在填埋操作中会影响机械作业，潜在危险大。建材利用是将污泥干化后与黏土按照合适比例烧结制砖；焚烧处理是利用焚烧炉将脱水污泥加温干燥，再用高温氧化污泥中的有机物，使污泥成为少量灰烬，此方法可将污泥中水分和有机质完全去除，并杀灭病原体。这种方法是最充分的污泥减量方法，而且焚烧产生的余热能够用来发电，提高了污泥的综合利用率。但是这也是一种成本很高的处置方法，而且产生的飞灰需要处理。目前资料显示，就全国的污泥处置方式来看，以填埋为主的地区较多；对于上海、河北河南、广东、江苏、浙江和北京这7大产泥大户来说，除北京是唯一以土地利用为主要处理方式以外其他地区的污泥都是以焚烧为主。

在国家对于污泥的处理处置方面，《“十三五全国城镇污水处理及再生建设规划》中明确指出“要重视污泥无害化处理处置原则，结合各地经济社会发展水平，因地制宜选用成熟可靠的污泥处理处置技术。鼓励采用能源化、资源化手段，尽可能回收利用污泥中的能源和资源。鼓励将经过稳定化、无害化处理的污泥制成符合相关标准的有机碳土，用于荒地造林、苗木抚育、园林绿化等”；另外，“水十条”也明确指出，现有污泥处理处置设施应于2017年底前基本完成达标改造，地级以及以上城市污泥的无害化处理处置应于2020年底前达到90%以上。从这些政策及规划中可以看出，目前无害化是污泥处理处置的关键，达到了无害化的要求后，再因地制宜选择处置工艺，无害化的同时能够满足资源化的利用当然最好，其中土地利用也是“十三五”规划中鼓励提倡的污泥处置方法。但是，目前在我国推行土地利用还存在一定问题，由于污泥的成分复杂，有机物和重金属含量较高，尤其是工业污泥。而我国一些地区将工业废水和生活污水混合处理，导致污泥中含有大量的重金属，如果将这些污泥用于农业土地利用，会导致重金属污染农产品，给人的身体健康带来危害。尽管如此，作为一种投资少、能耗低、运营费用低的资源化处置方法，对于作为农业大国的中国，其应用前景还是很广阔的。纵观欧美发达国家的污泥处置发展历程，也和我国一样经历过填埋、焚烧为主的阶段。但是随着污泥中有害成分的减少，土地利用成为了这些欧美国家处置的主要方式和鼓励方向，目前，英国、丹麦、挪威等国污泥土地利用均达到了60%以上。

对于污泥的无害化处理中，欧美国家普遍采用厌氧消化或好氧发酵技术进行稳定的无害化处理，其中50%以上采用了厌氧消化处理。污泥厌氧消化对于污泥有无害化、稳定化、减量化的作用，同时在厌氧反应过程中产生的沼气能够转化为电能，补充了污水厂的用电需求。但是我国的污泥在厌氧消化过程中存在着有机物含量偏低，造成有机物消化分解率偏低，产气量偏低等特点，因此研究者对于污泥的预处理展开了研究，通过采用加热处理、热化学处理、价处理和超声处理的预处理手段，然后配合厌氧消化达到加速提高污泥水解效果的目的。但是我国厌氧消化技术工艺及设备通常由国外引进，投资运行成本高；而且厌氧消化会产生剩余污泥残渣和消化液，这需要配套的设施；另外，产生的甲烷是一种易燃气体，存在一定的安全隐患。因此，根据2011年住建部和发改委颁布的《城镇污水处理厂污泥处理技术处理指南》中，“好氧发酵+土地利用”被列为推荐的技术路线。污泥好氧消化的工作原理是污泥中的微生物有机体的内源代谢过程，通过微生物自身的作用，实现污泥的减量。目前国内也通过研发CERTAD污泥好氧工艺，与厌氧和好氧污泥工艺相比，其优势在于：总投资省，占地面积小，处理效果好，而且处理后的污泥能够达到美国EPA中的A级标准。

这两种污泥处理方法都具有各自的优缺点，各地要根据各地的实际情况给予相应的应用。同时，目前一些新兴的污泥处理工艺也在研究当中，比如污泥的湿式氧化技术、污泥的超临界水氧化技术等为我国污泥的处理提供更广阔的发展前景。

党的十九报告明确指出，“完成生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界三条控制线划定工作。开展国土绿化行动，推进荒漠化、石漠化、水土流失综合治理，强化湿地保护和恢复”。污泥的土地利用对于治理荒漠化，推进土地的高效利用提供了一条循环利用的道路。另外还指出“推进绿色发展。加快建设绿色生产和消费的法律制度和政策导向，建立健全绿色低碳循环发展的经济体系”。污泥同垃圾类似，也是一种放错地方的资源，如果能够因地制宜的加以有效利用，将有助实现资源的绿色循环利用，加速绿色经济发展，也将为人民创造良好的生活环境，为建设美丽中国和全球生态安全做出贡献。

（作者系北京林业大学环境学院博士研究生）