合肥市通沟污泥特性及其资源化利用分析

摘要：通沟污泥是排水系统养护作业时清捞的沉淀物，排水管网与排水泵站是通沟污泥的主要沉积节点，清淤不畅会影响其正常运行。为切实提升合肥市通沟污泥处理能力与资源化利用率，有必要结合通沟污泥收集方式与含水率，分析国内通沟污泥特性，研究合肥市通沟污泥处理现状，并探索通沟污泥处理产物处置出路。经检测，合肥市部分雨水井通沟污泥的含水率较低，小于60%。为提高资源化利用率，要建设和完善通沟污泥处理设施，提高颗粒分级的精细度与纯度，分离生产出符合各项建筑材料标准的建设用砂。同时，要结合产物资源化利用出路，确定深度分离工艺，对妥善分类的通沟污泥颗粒进行建材利用，从而实现可持续发展。

关键词：通沟污泥；特性；处理；资源化利用；合肥市

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）07-0-06

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.07.042

Analysis on Characteristics and Resource Utilization of Sewer Sludge in Hefei City

YUAN Liangsong

（Hefei Drainage Management Office， Hefei 230001， China）

Abstract： Sewer sludge is the sediment cleared during drainage system maintenance operations， and the drainage pipe network and drainage pump station are the main sedimentation nodes of sewer sludge， and poor dredging will affect its normal operation. In order to effectively improve the treatment capacity and resource utilization rate of sewer sludge in Hefei City， it is necessary to combine the collection method and moisture content of sewer sludge， analyze the characteristics of domestic sewer sludge， study the current situation of sewer sludge treatment in Hefei City， and explore the disposal methods of sewer sludge treatment products. After testing， the moisture content of the sewer sludge from some rainwater wells in Hefei City is relatively low， less than 60%. In order to improve the utilization rate of resources， it is necessary to construct and improve sewer sludge treatment facilities， improve the precision and purity of particle classification， and separate and produce construction sand that meets various building material standards. At the same time， it is necessary to combine the resource utilization of products， determine the deep separation process， and use properly classified sewer sludge particles as building materials to achieve sustainable development.

Keywords： sewer sludge; characteristics; treatment; resource utilization; Hefei City

通沟污泥是指排水系统养护作业过程中清捞上来的沉淀物，包含生活垃圾、砂石、渣土、有机污泥和污水等成分[1]。通常，排水管网与排水泵站是通沟污泥沉积的主要节点，会对其正常运行产生负面影响。通沟污泥清理不佳会造成管道堵塞，长时间堆积会产生硫化氢等有毒有害气体[2]，进一步腐蚀管道，威胁周边的地下水环境质量。为了全面推进美丽中国建设，要加快补齐城市生活污水管网短板，建立长效运行维护机制，加强城市生活污水管网建设和运行维护，切实提升城市生活污水收集处理综合效能。结合通沟污泥收集方式与含水率，分析国内通沟污泥特性，研究合肥市通沟污泥处理现状，并探索通沟污泥处理产物处置出路，有助于提升合肥市通沟污泥处理能力与资源化利用率。

1 通沟污泥收集方式与含水率

通沟污泥的收集方式会影响其沉积物成分与含水率。沉积物组分主要分为无机颗粒、有机颗粒和大体积的固体垃圾[3]。不同排水管渠的疏通方法及适用范围如表1所示。

高压水射流清淤法是通过增压车将加压后的水用射水喷头喷出，对管壁进行冲洗，再由吸污车将下游检查井的沉积物吸出。这种方法适用的下水道管径范围广，但是用水成本较大。绞车疏通清淤法也被称为机械清淤法，一般通过工人下井将竹片穿过待清通管道[4]，拖拽竹片一端，将钢丝绳带动从而穿过管段，钢丝绳上绑定清通工具。完成穿越后，通过钢丝绳两端的绞车往复拉动清通工具，将通沟污泥刮至下游检查井，再由吸污车将下游检查井的沉积物吸出。这种方法同样适用于多种管径的下水道。推杆疏通主要是指将竹片、不锈钢条以及其他坚硬的工具推到所要疏通管道中，让管道借助外力自我流通。推杆疏通是古老的疏通方法，但是现在依然使用[5]。水力疏通是指先通过蓄水积蓄水压，再瞬间排水，两个步骤不断重复，达到清淤效果[6]。目前，由于前期排水过滤与杂物处理方式不一、过程管理不善等原因，国内排水管道存在较多的缠绕性废物堵塞，无法保证水力疏通的效果。上述疏通方法各有其特点和适用范围，应根据堵塞和淤积情况，结合每种疏通方法的特点，科学选择管道疏通方法，以保证疏通效果最好。

排水管道的疏通方式在很大程度上决定通沟污泥的含水率，不同城市采用的清淤方式有所不同。如图1（a）所示，以上海市为例，排水管道淤泥通过水力冲刷至检查井，疏通方式以吸污车吸取为主，吸污车由真空泵抽吸储泥罐内的空气，产生负压，利用压力差把井下的泥水吸进储泥罐，适用于管道满水的场合。合肥市排水管道淤泥通过水力冲刷至检查井，疏通方式以抓车抓取或者人工清掏为主，抓泥车装有液压抓斗，车型一般比吸污车小，采集的排水管渠污泥含水率比吸污车低，如图1（b）所示。

经检测，合肥市不同区域的通沟污泥含水率如表2所示。数据显示，受清掏方式影响，瑶海区雨水井1、瑶海区雨水井2和包河区雨水井1的通沟污泥含水率小于50%，剩下两处区域的通沟污泥含水率小于60%，属于较低范畴。通常采用机械清淤时，通沟污泥含水率可保持在80%～90%，而采用人工清淤时，其含水率为50%～60%，合肥市部分区域的通沟污泥含水率符合人工清掏污泥的含水率范围要求。除此以外，天气条件对通沟污泥含水率的影响很大，高含水率（大于70%）的情况多出现在雨季，而低含水率（小于30%）的情况多出现在旱季或者过渡季节。

2 国内通沟污泥特性

管涵、沟渠疏捞产生的通沟污泥成分复杂，含有有机质和无机质。通沟污泥有机质含量较低，平均含量约为17.2%，而无机质含量约为82.8%，主要为污水中易沉积的颗粒物与杂质。通沟污泥的固相物质主要为雨水径流携带的细颗粒砂石、工程泥浆和其他杂质，污泥粒度大，二氧化硅含量超过50%[1]。通沟污泥大部分为无机组分，因此具备较好的脱水沉降性能，根据地区与来源不同，部分通沟污泥还含有有害物质，重金属含量超标。

2.1 上海市通沟污泥特性

不同地区通沟污泥性质存在差异，上海市针对不同区域的通沟污泥采用差异化处理技术路线。依据下水道管径，上海市排水管道疏通养护主要分为大型管网养护、中型管网养护和小型管网养护。由于管径不同，疏通频率有一定差异。通常，小管径管道疏通频率小于大管径管道。经特性分析[7]，上海市通沟污泥的平均有机质含量为13.1%，pH介于7.1～8.5，平均值为8.0左右。上海市某通沟污泥处理站处理后的通沟污泥粒径分类如图2所示。经统计，粒径小于0.2 mm的颗粒物占颗粒物总量的37.5%，粒径小于2.0 mm的颗粒物占颗粒物总量的66.7%。

2.2 合肥市通沟污泥特性

合肥市通沟污泥收集方式主要为抓泥车抓取和人工清掏，部分区域的通沟污泥含水率为35%～57%。对相应区域的通沟污泥进行有机质含量测定，结果如表3所示。数据显示，蜀山区雨水井的通沟污泥有机质含量最高，为20.66%；瑶海区雨水井2最低，仅为10.7%。瑶海区雨水井1、包河区雨水井1和包河区雨水井2的通沟污泥有机质含量分别为13.00%、13.26%和18.40%。各雨水井的通沟污泥有机质含量均低于25%，整体偏低，但是不同雨水井的通沟污泥有机质含量依然存在差异，说明在相同城市的不同街区，通沟污泥的性质也存在明显差异。

进一步检测各雨水井通沟污泥的粒径分布率，结果如表4所示。数据显示，在所有粒径分布中，粒径d＜75 μm的通沟污泥颗粒占整体质量的比重最大，分布率为27%～42%。当500 μm≤d＜1 000 μm时，该粒径范围的通沟污泥颗粒质量占比最小。其中，包河区雨水井2粒径小于75 μm的通沟污泥颗粒占整体质量的41.69%，当500 μm≤d＜1 000 μm时，该粒径范围的通沟污泥颗粒质量占比仅为5.93%；蜀山区雨水井粒径小于75 μm的通沟污泥颗粒仅占整体质量的27.57%，当500 μm≤d＜1 000 μm时，该粒径范围的通沟污泥颗粒质量占比达到11.01%。粒径的大小受到该区域街道管理方式、居民生活习惯等因素影响，不同区域通沟污泥粒径分布的区别也说明区域管道类型、汇水区特性、用水性质、管道形状及居民生活习惯存在差异。

3 合肥市通沟污泥处理现状

3.1 已建通沟污泥处理设施

目前，合肥市已建通沟污泥处理设施采用的一般收集流程是将排水管渠中的污泥通过抓泥车、罐车等设备运至污泥处理站，并将污泥卸至储泥池中。如图3所示，储泥池上方设置液压式进料格栅，用于分离通沟污泥中的大块物料，降低后续工艺的处理难度，提高整体分离分类效率。通过进料格栅的污泥进入储泥池，并被抓斗运送至大物料筛分处理装置进一步处理，得到粒径大于60 mm的渣料。筛下物（粒径小于60 mm）自动落入洗涤转鼓，粒径为10～60 mm的物料被进一步分离。筛下物通过管道流入洗砂器中，得到粒径为0.2～10.0 mm的物料。粒径为0.2～10.0 mm

的物料洗涤后，得到有机质含量低于5%的颗粒，并通过分离得到栅渣有机物。最后，沉淀池将格栅过滤后的废水做进一步固液分离，得到粒径小于0.2 mm的超细砂粉。

根据合肥市已建通沟污泥处理设施采用的一般流程，通常可以按照粒径将通沟污泥分为5类，即大块物质（粒径d＞100 mm）、粗大物质（10 mm≤d＜100 mm）、有机颗粒（2 mm≤d＜10 mm）、一般砂砾（0.2 mm≤d＜2.0 mm）和超细砂砾（0.075 mm≤d＜0.200 mm）。通沟污泥根据颗粒粒径进行有效分类，为后续分类处置提供工程保证。

3.2 通沟污泥处理设施改进途径

根据合肥市通沟污泥处理站运行管理现状，通沟污泥处理存在部分突出问题。卸料环节时间较长，中大型运输车无法进入车间卸料。来泥含水率较低，原振动格栅分离速度较慢，进而影响卸料，卸料车间的卷帘门高度仅为3 m，无法满足中大型运输车翻斗卸料尺寸要求。抓斗运行不便，难以检修，且抓斗只能向一个方向移动，缺少检修平台进行后续维护。通沟污泥处理方面，进水细格栅用处不大，尾水处理设备运行效果不佳，斜管沉淀池泥水分离效果不好。此外，实际的有机浮渣分离产量较小，工艺段发挥的作用较小。由于极细砂强度差且量小，难以资源化处置，末端极细砂去除后无接收单位。

针对上述问题，后续改造和建厂过程可以制定解决方案。针对卸料环节的问题，建议后续厂站卸泥的同时配合高压水力冲洗，提高振动格栅分离速度，改造卸料门，使其高度至少大于8 m；针对抓头运行不便的问题，建议设置桥式起重机，抓斗可两个方向移动，设置检修平台；针对通沟污泥处理问题，建议后续厂站采用污水处理厂再生水作为冲洗水源。根据通沟污泥性质，尾水一般可直接纳管排放，后续根据环评要求，尾水尽量直排污水处理厂。针对极细砂难以资源化的问题，参考上海市经验。极细砂进入污水处理厂后，长期积累会导致设备磨损、构筑物底部砂堆积的问题。目前，城市多采用三级工艺路线，即保留最后极细砂的处理工艺段，因此建议在后续建设中预留第三段工艺的建设用地，根据实际需求考虑是否建设。

综上，针对合肥市现状通沟污泥处理设施存在的问题，结合前端收集与运输条件，考虑处理产物去向等方面，提出建议。工程管理运行细节的问题可以通过设施与工艺流程设计进行现状改建与后续建设得以解决，而深度分离工艺段需要结合产物资源化利用出路可靠程度进一步确定。

4 通沟污泥处理产物处置方法

根据国内通沟污泥处理现状，其处理产物存在多种潜在的资源化利用途径。通沟污泥可用于园林绿化、盐碱地改良和滩涂填埋。通沟污泥可与生活垃圾混合填埋，也可用作填埋场覆盖土。通沟污泥分类后得到不同粒径的颗粒，可进行建材利用。通沟污泥处理产物的处置方式多样，但是目前国内的资源化利用依旧存在一定阻碍。园林绿化方面，通沟污泥含有植物生长所需的养分，但污泥含有的重金属长期累积会造成土壤污染。目前，通沟污泥处理产物的主要出路为填埋与建材利用，对妥善分类的通沟污泥颗粒进行建材利用，有助于实现可持续发展。

为了稳定可靠地实现通沟污泥处理产物的资源化利用，有必要深入探索通沟污泥的各种出路。根据《城镇排水管渠污泥处理技术规程》（T/CECS 700—2020），依据成分，通沟污泥处理过程产生的固体废物优先考虑作为建材进行资源化利用，若难以资源化利用，则考虑采用其他处置方式，如卫生填埋。为了对通沟污泥处理产物进行充分的资源化利用，可依据《建设用砂》（GB/T 14684—2022），按照细度模数将砂分为粗砂、中砂、细砂和特细砂。粗砂的细度模数为3.1～3.7，中砂的细度模数为2.3～3.0，细砂的细度模数为1.6～2.2，特细砂的细度模数为0.7～1.5。

从通沟污泥处理站的角度对各类分级物料进行资源化途径分析。其中，粗大物料可以作为建材进行合理的资源化利用，生产地砖、砌块和墙砖等制品，或者作为道路的基础材料。粗料垃圾则适合进行焚烧处理，垃圾减容率可达90%。中粗砂可作为低档建筑材料进行资源化利用，常用于制作混凝土、陶粒和墙砖等。有机筛渣经过好氧或厌氧生物处理后，可作为有机肥料和土壤改良剂。超细砂与水泥等材料搭配，制成特细砂混凝土[2]。

通沟污泥处理产物的主要资源化利用途径为建材利用。通沟污泥的固相物质包括雨水径流携带的砂石、工程泥浆等杂物，二氧化硅含量超过50%，因此处理产物的出路也受通沟污泥性质影响。尽管大部分组分有利于建材利用，但是部分垃圾与有机质影响其直接建材利用。为了提高资源化利用率，可以增加通沟污泥处理设施，提高颗粒分级的精细度与纯度，分离生产出符合各项建筑材料标准的建设用砂。另外，要进一步完善上下游产业，在旧管网改建维护、新管网铺设以及通沟污泥处理站设计方面重视超细砂对污水处理厂的影响，从全生命周期的角度充分考虑通沟污泥的资源化利用。

5 结论

通沟污泥的疏通方式在很大程度上决定通沟污泥的含水率，合肥市部分区域的通沟污泥含水率小于60%，属于较低范畴。所有调研的雨水井通沟污泥有机质含量低于25%，整体偏低。针对合肥市通沟污泥处理设施存在的问题，工程管理运行细节的问题可以通过设施与工艺流程设计进行现状改建与后续建设得以解决，而深度分离工艺需要结合产物资源化利用出路可靠程度进一步确定，对妥善分类的通沟污泥颗粒进行建材利用，有助于更好地实现可持续发展。为提高资源化利用率，可增加通沟污泥处理设施，提高颗粒分级的精细度与纯度，分离出符合各项建筑材料标准的建设用砂，推进通沟污泥处理产物的综合处置，开发新型资源化产品。

参考文献

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