污泥综合处置及资源化利用技术研究

徐 晗，安平凡，宋广明

（天津环科环境规划科技发展有限公司，天津 300191）

只要有用水的地方就会产生污泥，污泥影响着当下人们的生活。但是，污泥中的残留物并不都是污染物，还包括一些营养物质，所以有必要对它进行资源化利用，将其中的有用物质分离出来，用于二次利用，同时消除污染源。

1 国内外污泥处置发展现状

1.1 国外污泥处置发展现状

近年来，国外在处理污泥问题上主要采用卫生填埋、焚烧、土地利用等处理方式。诸多国家根据自身实际情况选取合适的污泥处理方式，美国、德国以填埋为主，日本以焚烧为主，但最终都是以减量化、稳定化、无害化和资源化为目的。

1.1.1 卫生填埋

卫生填埋是最传统的也是最简单的方式，将污泥中所含泥土埋入土地中，既省时又省财力，还能够最大程度地保护环境，迄今已发展成为一项比较成熟的污泥处置技术，以投资少、容量大、见效快为优点，在各国得到广泛应用。德国每年污泥填埋比例大约在80%左右，鉴于对资源环境的保护，有必要将污泥治理上升到法律层面，通过法规规范污泥填埋以促进污泥资源化利用[1]。

1.1.2 污泥焚烧

污泥焚烧法是处理最快速、最彻底的一种方式，它不需要借助任何工具，不需要太多人力，由于污泥中含有大量的有机物，焚烧期间会产生很多有害气体，如二氧化硫、二氧化碳等，这些气体就会对大气造成二次污染，但是该技术在污泥的减量化、无害化、节约土地资源方面效果显著。这种方式在一些国土面积较小的发达国家应用最多。日本曾经出现污泥燃烧不彻底的环境事件，其释放的二噁英有毒气体严重影响周边环境，给人们带来了巨大的威胁。

1.1.3 海洋倾倒

海洋倾倒法是一种操作简单而经济的处理方法。污泥进入水体后，其中的有毒有害物质溶出，会导致海洋环境恶化，对环境造成二次污染。这种方式多用在临海地区，其算得上一种成功的处理方式，但是也给当地带来了严重的教训。所以，在进行污泥投海时应妥善处理，不能以牺牲环境为代价。

1.1.4 土地利用

从当下来看，土地利用法是最具备发展前景的一种处理方式，它通过某些特殊的技术将泥土中的有害物质进行净化，将含有的碳、磷等有机物质提炼出来，变废为宝，以达到二次利用的目的，提炼出来的有用物质可以用在田间、林间等地，实现资源循环使用，是一种积极有效的绿色处理技术[2]。而污泥堆肥土地利用技术与传统的土地利用技术具有明显的不同。污泥中含有大量的植物营养元素以及相对稳定的腐殖质，可经一定处理后施入土壤，改善土壤理化性质、增强土壤生物活性。该方法在英国、美国等国家应用最广，其大力鼓励发展土地利用技术，将符合泥质要求的污泥直接或好氧发酵后用于绿化、土地修复等，这是一种全新的污泥资源化利用方式。

1.1.5 污泥建材利用

污泥可以用于制作建筑材料，这与人们的日常生活密切相关。它是最常见的一种污泥二次利用手段，因为污泥中含有大量的矿物元素，与板砖、水泥等的生产材料相同，所以可以直接用污泥替代。以污泥制砖为例，日本这方面技术应用非常成熟。污泥焚烧制砖具有操作简单、产品可以销售的优点，因此在日本受到越来越多的关注，在高温作用下，污泥中的有机物完全转化，无机物完全熔化，待降温冷却即可形成。日本东京很多公共场所的地砖都是由污泥的焚烧灰渣制得的，完全达到了污泥资源化利用的标准。

1.2 国内污泥处置现象

我国污泥污染现象非常严重，一直以来都将其作为重点环境问题，但是依然存在重废水处理、轻污泥处理的倾向。为了彰显它的重要性，国家提出了《全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》，其中明确指出要将污泥资源化，将其危害降到最低。但是，我国目前仍然存在污泥没有经任何处置而随意排放的现象，对土地资源、大气环境等都造成极大的危害。

当前，我国部分污水处理厂的处理设备不够先进，污水处理缺乏统一、专业的管理，污泥被有些不良商家使用，如此恶性循环，对人和环境造成巨大的威胁。四种污泥处理方式的成本对比分析如表1所示，从数据上看，污泥治理成本较高，任重而道远，我国需要借鉴他国先进经验和技术，探索合适的污泥治理方案[3]。

表1 四种处理方式成本对比

2 污泥综合处理新技术及资源化利用的新发展

2.1 技术

2.1.1 污泥原位减量技术

污泥原位减量技术是指在不减少污泥产量的基础上，通过降低污水处理过程中细胞合成量，达到分解的目的。污泥原位减量与污泥减容减量在本质上是有一定区别的，原位减量只是分解，不会对污泥本身造成影响；而污泥减容减量从本意上来看，只是降低污泥含水量，实现缩减污泥的目的。其实，若想降低污泥含水量，可以采取的方式有很多，最常见的就是把污泥暴露在大气环境中，通过阳光的作用将其中水分蒸发掉，进而提升污泥氧化率，降低含水量，减少污泥产量。但是，这种长时间暴露的方式也会给大气环境带来威胁。国内外许多学者专门针对此做了试验，结合细胞微生物的分解理论，明确了该技术的可行性。

2.1.2 污泥减容减量技术

污泥减容减量，就是减少污泥中的水分同时降低污泥的重量。简言之，污泥浓缩和脱水没有重大区别，由于机械脱水期间污泥受到的压力越大，压密越大，水分流经的道路就越容易被堵塞，所以传统的机械脱水技术很难达到完全脱水。为了进一步提高污泥的脱水效果，很多新技术逐渐得到应用，人们也建立了一批示范工程，电渗透、真空等方式都可以让污泥实现深度脱水。污泥深度脱水是一种效果极佳的污泥脱水工艺，就以电渗透脱水技术为例，它利用物体之间的物理性能，在电场作用下，加上不同物质的酸碱度不同，其中的带电分子不断流动，最终将污泥中的水分分解，达到脱水的目的。

2.1.3 污泥干化技术

污泥干化是在污泥脱水后，利用热能进一步降低污泥含水率的方法，最终能将污泥含水量降到自身质量的10%。近年来，污泥干化技术发展非常迅速。首先利用太阳能、生物能等新能源进行污泥干化，其次利用干化设备对污泥进行烘干，最后是研发污泥干化新技术，如真空脱水技术、生物干化等，让污泥脱水更加彻底。

2.1.4 污泥厌氧消化技术

厌氧消化技术是一种稳定性极高的处理技术，目前该项技术得到了世界的认可，欧美已经优先对污水处理厂进行改装，为其配备了专业的厌氧消化装置。厌氧消化既能达到处理污泥的作用，也能产生沼气，供应污水处理厂所需的电能，缓和用电压力。但我国在该技术应用上面临一些阻碍，如污泥含沙量高、能源物质少，再加上建设成本高，污泥厌氧消化技术一直得不到落实。

近年来，随着国际技术交流日益频繁，我国的厌氧消化技术也取得了较大的进展。基于我国污泥特征，人们进行了一系列改造计划，为我国污泥处理提供新方向。厌氧消化技术利用生物特性，让一种物质对另一种物质实施无氧代谢，帮助分解消化污泥中的有机物，最终产出无机物和其他气体，这是目前最环保、最便捷的一种技术，效果非常好。但是，其成本太高，所以实施难度较大。

2.2 污泥的资源化利用

2.2.1 污泥的土地利用

土地利用是最传统的一种污泥资源化利用方式，其中的有机物等营养物质能够提高土壤肥力，改善土壤结构和种植环境，促进农作物生长。尽管污泥的土地利用具有很多优点，但是污泥中含有很多的细菌、重金属，直接运用会对土地造成严重污染，因此在进行农地利用之前，必须对污泥进行无害化处置，确保其中只剩下改善土壤结构的有益成分。

除此之外，污泥能明显提高植物的叶绿素含量和观赏价值。我国园林绿化、花卉生产等行业对种植土需求量巨大，给水污泥的成分与土壤接近，将其作为种植土使用，是给水污泥处置的一条出路，具有广阔的应用前景。污泥还可以代替部分黏土作为水泥厂生产配料，将给水污泥用于水泥生产，是一种经济可行的污泥处置方式。除此之外，污泥中含有盐类物质，可以用作吸附材料，起到除磷作用。给水污泥具有比干性污泥更强的吸附效果，人们可以直接使用给水污泥进行湿地填料，在保证除磷效果的前提下有效节省成本。

2.2.2 污泥的能源利用

污泥通过特殊处理可以产生沼气。人们可以适时调整容器里的厌氧环境，促使微生物与有机物结合，共同完成发酵和降解工作，最后产生沼气。而沼气是一种清洁燃料。这样可以实现污泥的最大化利用，在产生沼气的同时，还会产生大量有机肥料，既环保又安全[4]。

3 结语

资源化和无害化是我国处理污泥时要始终坚持的标准，合理处置污泥，对污泥实行资源化利用是社会发展的客观要求。目前，我国污泥资源化利用还存在一些问题，但是只要国家相关政策落实到位，严格坚持相关标准，人们就一定可以实现对污泥的资源化利用，进而实现自然资源的循环利用和综合利用。