泸州市城市有机固废综合处理处置技术路线研究

吴小清，王 彭

（泸州市兴泸环保发展有限公司，四川 泸州 646000）

泸州市城市有机固废综合处理处置技术路线研究

吴小清，王 彭

（泸州市兴泸环保发展有限公司，四川 泸州 646000）

当前，以城市污水处理厂的污泥和餐厨垃圾为主的城市有机固体废物已经严重制约了城市的发展。而固体废物综合处理项目作为国家大力扶植的产业，对经济的可持续发展和社会稳定有着重大的作用。因此，本文首先分析了国内外污泥处理处置状况，然后分析了泸州市城市有机固废处理处置现状，最后提出了“高温热水解+厌氧消化+土地利用”的协同处理处置技术路线。

污泥；餐厨垃圾；土地利用；协同处理

伴随城市化进程的加快和社会经济的发展，各类对环境有害的衍生品逐渐增多。其中污泥是城市污水处理的产物，由于历史条件的制约与认识的不足，我国污泥处理处置问题一直未得到普遍解决，污泥处理处置发展进程十分缓慢，处置不当就会带来二次污染[1]。餐厨垃圾也随城市的发展不断增加，如果不妥善处理对自然环境和城市居民都会产生严重的危害。以城市污水处理厂的污泥和餐厨垃圾为主的城市有机固体废物已经严重制约了城市的发展。

1 国内外污泥处理处置状况

发达国家较早开展城市污泥处理处置和再利用，大多数发达国家在建设污水处理厂的同时对污泥处理处置实行“三同时”，一般污泥处理处置投资费用占其污水处理厂总投资的50%～70%。日本由于人口稠密，一般采用干化焚烧方式，约占55%；美国土地利用约占41%，焚烧占22%，其余进行填埋处理；欧盟各国土地回收利用约占45%，焚烧占38%，填埋占17%。我国污泥处理处置技术起步较晚，我国有健全污泥处理处置设施的污水处理厂不足1/4，处理工艺和配套设施较为完善的不足1/10[2]。

2 泸州市污泥及其他城市有机固废处理处置状况

泸州市区现有污水处理厂五座，垃圾焚烧发电厂一座，在用垃圾填埋场两处。日产泥量为：鸭儿凼污水处理厂35 t/d；二道溪污水处理厂32 t/d；纳溪污水处理厂19.25 t/d；城南污水处理厂35 t/d；城东污水处理厂35 t/d。高含水率的污泥影响垃圾填埋场的运行，泸州污水处理厂处置后的污泥尚不能满足卫生填埋的要求。笔者对泸州市城市污泥进行了采样分析后，结果如表1和表2所示。结果表明，泸州市城市污泥中含有致病菌、重金属、寄生虫卵等有害物质，但是污泥中各类有机质和N、P、K等元素含量较高，具有较高的利用价值。

表1 泸州市城市污水处理厂污泥成分（一）

表2 泸州市城市污水处理厂污泥成分（二）

泸州市共有餐饮企业约3 198家，目前对于全市范围内的餐厨垃圾，其尚未建立规范的收运体系，如果管理不善会对食品安全构成重大威胁。随着泸州市的填埋场逐渐量满封场，以碎叶、草屑等为主的园林垃圾也面临无处安放的境地。

综合泸州市污泥、餐厨垃圾、园林垃圾等有机固体废物的现实现状，找到一条“减量化、稳定化、无害化”的综合处理处置工艺路线是当务之急。

3 泸州市城市有机固废综合处理处置技术路线

选择污泥处理处置技术路线时，人们主要从资源投入、资源产出、环境安全和区域特性等方面考虑，同时兼顾环境效益、社会效益和经济效益三者之间的平衡。面对污泥、餐厨等城市有机固废现状，泸州市提出了污泥、餐厨、粪渣和园林垃圾等城市有机固体废弃物协同处理的设想。根据泸州市城市有机固体废弃物的产量和特性，其宜采用“高温热水解+厌氧消化+土地利用”的协同处理处置技术路线。

3.1 高温热水解预处理技术

传统污泥厌氧消化工艺的进泥含固率一般针对污水处理厂浓缩污泥，进泥含固率不高于5%。对于含固率20%的脱水污泥，传统厌氧消化工艺并不适用，需要在传统厌氧消化工艺基础上新增高温热水解作为厌氧消化预处理技术。

高温热水解可降低污泥的粘度，使污泥的性能发生改变，使得高含固率条件下的搅拌和厌氧消化成为可能，同时提高了污泥的可生化性，降低了污泥在厌氧消化反应中的停留时间，提高了单位时间内的产气量[3]。

3.2 协同厌氧消化技术

餐厨垃圾与污泥协同厌氧消化具有互补的优势。餐厨垃圾盐分过高，污泥一般重金属偏高，两者协同厌氧消化可稀释盐分和重金属浓度，可使有毒有害物质对厌氧微生物的抑制降低。餐厨垃圾与污泥中的营养成分可以相互补充，使得厌氧消化底物的C/N值在适宜范围。

3.2.1 餐厨垃圾与污泥底物比例对沼气产生率的影响

在对餐厨垃圾与污泥厌氧发酵的研究中，赵云飞等人发现，甲烷产量与协同消化底物比例有关[4]。在发酵底物以餐厨垃圾为主时，CH4产量在发酵前10 d逐渐上升，在发酵第15 d后逐渐下降。CH4的最高体积分数达到了42.6%、56.0%和57.6%。而以污泥为主发酵时，CH4产量在前5 d快速上升，到50%后增幅趋慢，最后停留在70%左右。最高CH4体积分数高于以餐厨垃圾为主的产气率。CH4含量随着污泥比例的增加而相应增加。

3.2.2 原料比例与产气率的关系

图1 餐厨垃圾与污泥比例对联合厌氧发酵累积产气率的影响

由图1可知，餐厨垃圾与污泥残渣比例由高到低时，累积沼气产率迅速增加，但当污泥的残渣量超过一定量时，累积沼气产率逐渐下降[5]。餐厨垃圾与污泥混合比例为30:30时累积沼气产率最高，对比污泥与餐厨垃圾单独厌氧发酵，分别提高了1倍和2.5倍[6]。

3.3 土地利用

泸州市城市园林绿化部门日用培植土量39 t，项目建成后，生物碳土可作为培植土使用，平均日消纳39 t；多余的生物碳土可通过种植移动森林的方式消纳。根据类似国内成功案例将生物碳土用作种植“移动森林”用土的经验，每棵木苗占地约1 m2，需生物碳土量50 kg，树苗流转时间按照2年计算，大概需要42 hm2的流转土地。

3.4 有机固废处理处置技术路线比较

高温热水解厌氧消化后，沼渣经干化后作为“移动森林”建设和园林绿化用土，沼液经处理后达标排放，沼气发电供本厂使用，可实现污泥资源化利用。相较于其他工艺路线，“高温热水解+厌氧消化+土地利用”更能体现“绿色、循环、低碳”的污泥处置理念。

4 结语

通过对比多种污泥处理处置技术路线，考虑泸州市污泥、餐厨垃圾的实际情况，笔者认为，采用多种城市有机固废协同厌氧消化技术符合生态环保、低碳发展和环境友好的城市发展理念。除了选择合理的技术路线外，要想彻底解决泸州市的城市有机固废问题，人们还需要考虑市场机制、技术政策、社会观念和管理体制等因素。因此，笔者建议，一是从源头加强污染物的控制管理，加强对排入城市下水道工业废水的监控，为污泥的有效处理处置奠定良好的基础；二是建立完善的餐厨收运体系，做到规范化、集约化处置；三是完善城市污泥、餐厨等城市固废处理处置专业规划，建立城市有机固废处理处置的技术评估体系。

1 余 杰，田宁宁，王凯军，等.中国城市污水处理厂污泥处理、处置问题探讨分析[J].环境工程学报，2007，1（1）：83-86.

2 柯建明，王凯军，田宁宁.北京市城市污水污泥的处理和处置问题研究[J].中国沼气，2000，（3）：35-38.

3 王 平.热水解厌氧消化工艺的分析和应用探讨[J].给水排水，2015，51（1）：33-38.

4 赵云飞.餐厨垃圾与污泥高固体浓度厌氧发酵产沼气研究[D].无锡：江南大学，2012.

5 赵云飞，刘晓玲，李十中，等.餐厨垃圾与污泥高固体联合厌氧产沼气的特性[J].农业工程学报，2011，27（10）：255-260.

6 赵云飞.餐厨垃圾与污泥比例对联合发酵产沼气的影响[A].中国农业工程学会.全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会论文集[C].北京：中国农业工程学会，2011.7.

Study on Technical Route of Comprehensive Treatment and Disposal of Organic Solid Waste in Luzhou City

Wu Xiaoqing,Wang Peng
(Luzhou City Xinglu Environmental Protection Development Co.,Ltd.,Luzhou 646000,China)

At present,the urban sewage treatment plant sludge and food waste-based urban organic solid waste has seriously hampered the development of the city.The solid waste comprehensive treatment project as a country to vigorously support the industry,the sustainable development of the economy and social stability has a significant role.Therefore,this paper firstly analyzes the status of sludge treatment at home and abroad,and then analyzes the current situation of organic waste treatment in Luzhou City.Finally,the technical route of "high temperature thermal hydrolysis + anaerobic digestion +land use" is put forward.

sludge; food waste; land use; synergistic treatment

X705

A

1008-9500(2017)11-0066-03

2017-09-16

吴小清（1986-），男，四川泸州人，水处理工程师，从事水处理、城市有机固废处理、电厂化学等工作。