城镇污水厂污泥处理处置与综合利用探讨

城镇污水厂污泥处理 处置与综合利用探讨

单红侠 李明洋 王奇

沈阳市水务事务服务与行政执法中心 排水工作部

摘要：城市化的发展，导致城镇污水排放量在不断增加，当前城市建设面临的焦点问题之一就是如何处置污水厂产生的污泥。本文通过分析当前污水厂污泥处理处置的特点，探讨目前污泥处置单位采取的污泥处置方式，并参照减量化、稳定化、无害化和资源化的污泥处理原则，提出相应的优化方案。

关键词：城镇污水厂；污泥处置；综合利用

引言：

污水处理过程中形成的一些固态或半固态沉淀物统称为污水厂的污泥，这些污泥中重金属物质含量较高，还隐藏着致病菌和病原菌。因此，如果不妥善处置这些污泥，可能会导致严重的环境污染问题，其中的病原菌与致病菌可能会形成传染性疾病危害人类的身体健康。在处置这些污泥的过程中，我们应当考虑如何净化废物，回收利用有用成分，这也是全球共同关注的环保性话题。

1.城市污水处理厂污泥的特点

1.1污泥量大

随着社会经济的发展和城市化进程的推进，城市污水排放量不断增长，与此同时，污泥量也随之增加，这无疑给城镇污水厂的污泥处置工作增加了难度。近年来，在可持续发展的影响下，加强生态建设已经成为社会发展的重中之重，在此背景下，我国污水处理事业得到了快速的发展，同时污泥处置与综合利用问题也已经成为了污水处理体系当中的核心内容。这些实际情况都反映出了城市污水污泥排放量在不断增加的趋势和特点，因此城镇污水厂必须要予以高度重视。

1.2污泥性质安全稳定

一般来说，城镇污水污泥当中富含的微生物通常会聚集形成菌胶团，菌胶团还会吸附污水中的各类重金属物质、盐类物质以及各种有机物质。除此以外，菌胶团还会吸附一些病原物质和一些寄生虫。相关研究表明，我国污水处理厂的污泥中通常含有多种重金属，其含量的性质较为稳定，主要以锌和铜为主，据研究数据表明，一般城镇污水厂的污泥有害成分较低，因此经过处理后的污泥是可以被应用到林业生产过程当中的，这也是安全的方式之一。实际上，污泥的pH值为6—7，一般不会对后续使用造成不利影响，随着可持续发展的贯彻落实，人们的环保意识也在不断增强，加上采用各种治理手段和治理设备，使得污泥中的重金属含量也逐渐下降。

1.3肥效较高

从城镇污水厂污泥的成分构成来看，污泥中含有大量的钾、氮、磷及有机质，与此同时，还含有植物生长所需的多种微量元素。数据研究显示，我国污泥中有机质的含量大约在37%左右，其中钾、氮、磷的含量分别为3%、1.5%、0.7%，均满足植物生长对养分的实际需要。由于我国幅员辽阔，导致不同地区的污泥有着差异性的成分构成，因此不同地区可以结合实际情况对污泥进行合理利用，以便充分发挥其肥效作用。

2.目前污泥处置的状况及问题

（1）产泥量与处置能力

近年来，城镇发展战略的推广范围在不断扩大，我国城镇生产活动愈发频繁。在此背景下，我国城镇污泥排放量在不断增加，对城镇区域的水环境造成了一定影响。我国逐渐意识到提高污泥处理效率十分重要，并且出台了相关政策，同时还提高了污泥处理处置标准，力求推动我国污泥处理处置产业的健康发展。但是，因我国的污泥产量仍在不断上升，而污泥处理容量、处置能力并没有同步上涨，因此我国污泥的产生量与污泥处置量之间出现了失调的情况，行业发展明显存在污泥产量高于终端处置量的问题。究其原因，主要是因为污泥处置与综合利用方式单一，导致污泥处置终端得不到发展。我国污泥处理处置能力无法满足实际污泥产生量的需求，这不仅会降低污泥处置工作的实效性，而且还会给我国生态建设造成一定的阻力。例如广东地区2018年污泥产量比2014年上涨了1倍之多，但是污泥处理容量仅仅上涨了19.8%。这说明该地区的污泥产生量大于污泥处置量，导致一部分污泥无法及时处置。该状况如果长期存在，可能会阻碍我国污泥处置行业的发展。

2. 监管力度

由于“重水轻泥”，很多地区污泥处理处置的监管部门或缺失或挂靠在其他部门代为管理，监管力度明显偏弱，这就不同程度的制约着污泥处理处置工作的开展。但是，沈阳市的污泥监管部门，转变观念、从污泥的生产、运输、处置、到污泥尾产物的利用形成了全链条、闭环式管理。一改过去只监管到处置环节，现在延伸到继续监管到污泥尾产物的去向、利用，真正做到了“一管到底”。不但在一张表格上能反映出污泥的生产、运输、处置等基础数据，掌握污泥处置合同、污泥过磅称重的影像系统、污泥泥质检测、污泥尾产物去向等具体环节，还监管到污水处理厂、污泥处置单位、各区县行业主管部门，可谓是“一表全显”，不仅如此，还实行周报告、月调度、季检查等制度，为改善沈阳市的生态环境行使着监管职能，发挥着行业监管作用。

3.处置后的污泥综合利用的主要方式

当前，我国处置污泥的方式有很多种，普遍对其进行综合利用。而综合利用又包括：林地利用、制取可燃物、建材利用、蚯蚓养殖、园林施用等多种方式。

（1）林地利用

污泥中富含钾、氮、磷等有利于植物生长的化肥元素，除此以外，污泥中还富含微量元素和有机腐殖质，能够增加土壤肥力，因此将其应用于林业生产过程中意义重大。我国污水处理厂产生的污泥富含许多化肥元素，因此对污泥进行林地再利用是最具生态效益和经济效益的处置方式。然而，污水厂产生的污泥中还富含许多寄生虫虫卵、病原菌以及一些难降解的有机物质，这些物质可能造成环境污染，同时还有一些有害物质隐藏其中。比如：污水处置后，重金属离子会转移进入污泥中，使污泥中的重金属离子含量较高。如果直接将其投入林地种植过程中，可能造成植被变异或环境污染。因此在投入使用前，必须要对污泥进行特殊处理，通过化学、生物等手段消杀生物病菌，分解有害物质，确保污泥中的有害物质被完全处置后再投入使用。我国还会利用堆肥处理技术进行污泥处理，该技术在堆肥时会添加一些生物细菌，通过培养、利用细菌完成对污泥有害物质的分解。再将分解后的污泥利用于林业生产中，具有良好的经济效益。

为了符合施用标准，我们可以将污泥制成无机复合肥料，在污泥中人工添加钾肥弥补污泥肥料钾离子不足的缺陷；还可以出台相关政策，向土地使用者提供部分样品试用，并免费检测实验区域的土壤营养情况，鼓励使用林地。这些都是提高污泥在林业生产中得以使用的有效途径^[4]。

（2）建筑材料利用

污泥还可以制作成砖材和纤维板材运用到建筑行业。污泥制砖主要有干化污泥直接制砖和污泥灰渣制砖两种方式。利用干污泥制砖前需要转化污泥成分，使其与粘土成分相近。因此在制砖时可以直接将灰渣、粘土、硅砂按照比例进行混合。利用污泥制作生化纤维板，使其具有溶水性、融酸性、融碱性。将制成的砖块和板材应用到建筑行业及道路铺设中，是解决污泥尾产物去向、实施综合利用的有效方法。

（3）蚯蚓养殖

采用养殖蚯蚓处理污泥，是将污泥、畜禽粪便、秸秆稻壳、餐厨垃圾等拌混混合调配后，建成蚯蚓基床，随后进行蚯蚓投放，将经过生物发酵后污泥尾产物做为饵料给蚯蚓喂食，通过蚯蚓采食消化，将污泥转化为蚯蚓粪，得到蚯蚓及蚯蚓粪两种产品。蚯蚓粪可作为很好的优良营养物质对林地、园林绿化等进行土壤改良。

（4）焚烧

污泥焚烧是当下很多企业采用的最经济实惠的方式之一。通常是率先采取热干化技术进行污泥加热烘干，在此基础上再进行污泥焚烧^[3]。具体步骤是：先在湿污泥中加入调制剂，并将其与污泥混匀、搅拌，得到污泥混合料；再对污泥混合料进行脱水处理，使得污泥含水率在30%以下，得到污泥块；将污泥块放入焚烧处理装置中进行焚烧，得到污泥灰进行热能利用。污泥焚烧对设备要求高，但利用效果好。

4.合理选择污泥综合利用方案

4.1污泥利用的潜在风险

在进行污泥综合利用的过程中，需要注意严格按照国家或地方标准进行，避免造成环境污染。目前污泥的热能利用是最安全的利用方式之一。但是在进行土地利用时要严格把控污泥中的重金属含量，不能超标施用。在将污泥肥利用到园林绿化或植物栽培时也要注意用量，避免造成土壤破坏，还要注意磷流失造成的污染。热干化能够有效消杀污泥中的病原体，减少病原体污染，同时其产物的稳定性也比较高，大多符合国家标准。值得注意的是，为避免少量病原体复活，要严格控制污泥产品的含水率，在进行堆肥处理时也要做好“三防”，维护周边的生态环境。

4.2比较各类方案

（1）林地利用

将污泥进行处理后投入到林地或城市绿化施肥，能够有效优化土壤中的营养结构，有利于促进植物健康生长。同时，利用这种污泥处置方式，可以避免污泥中的重金属物质通过食物链危害人体健康，当污泥与土壤结合后，土壤会利用自净功能进一步净化有害物质。这种利用方法具有较好的环保效益。但是污泥在投入使用前要经过堆肥处理，常用的堆肥方式有静态条垛工艺和发酵仓两种类型。静态条垛工艺具有成本低的优点，但是占地面积较大且生产周期慢；而发酵仓虽然具有周期短的特点，但是投资大，最终带来的经济效益不高，要根据当地的实际情况选择。

（2）低温热解制取可燃物

污泥低温热解是最具潜力的污泥处理方式之一，符合无害化和减量化原则，是热化学处理技术的一种。其原理就是利用无氧加热污泥到小于500℃的某一固定温度值，再利用干馏和热分解原理将污泥分解成为油、反应水、不凝性气体和炭等物质，分别进行回收。这些产物中油类回收率较高，具有较好的经济效益。但是，我们对于热解机理和动力学原理在此环节的应用还需要进一步研究，使该工艺尽快成熟。

（3）建筑材料利用

将污泥制成建筑材料，例如砖块或板材，并将其应用到建筑行业及道路铺设中，既可以减少填埋所需的土地用量，还可以提高资源的利用率，该技术是良好的污泥处置方式之一。

（4）蚯蚓养殖

利用蚯蚓、蚯蚓粪对污泥进行处置，解决了城市生活污泥去向的难题，是将污泥资源化综合利用的最佳途径之一。它不仅能减少污泥对环境造成的破坏和危害，还能减少污泥处理处置过程中高耗能、高污染、高成本的风险。同时利用农业废弃物（秸秆等）与污泥经过生物发酵处理后作为饵料，既处置了污泥，又处理了农业废弃物，极大地提高了资源化利用的效率。但这种方式在北方城市是否适合有待考证。

（5）焚烧

通过将污泥进行焚烧，不仅能够增强污泥处置效果，而且还能将焚烧过程中产生的热能用于污泥块干燥过程当中。焚烧后产生的污泥灰也可以在利用，这对实现燃料的循环利用是十分重要的，是目前提倡采用的方式之一。

4.3其他因素

除此以外，污泥处置还应当根据污泥处理厂、污泥处置单位的厂址及周边环境选择处置方案。由于处理污泥过程中会传出臭味和不良气味，因此要结合周边环境选择恰当的处置方式。同时为了减少运输成本，最好就近选择污泥处置单位，安全的、闭环式处置污泥。

5.结语

如今，污泥资源化利用是各国共同关注的生态问题，我们只有妥善解决好污泥处置与综合利用的问题，才能实现生态效益和经济效益的最大化。实际上，污泥资源化利用的方式众多，不同的利用方式所适应的范围和获得的应用效果也不尽相同，因此在构建污泥资源化利用结构、选取污泥资源利用方式时，可研究多元化的污泥利用方式，将目前采用的焚烧、园林利用、建材利用、蚯蚓养殖等方式进一步改进、升华，真正实现污泥处置减量化、稳定化、无害化、资源化原则，从而更好地解决污泥处置与综合利用问题。

参考文献

[1]王鑫.浅谈城市污水厂污泥的处理处置及综合利用[J].科学发展，2018,14(06):100-101.

[2]孔祥娟，何强，柴宏祥.城镇污水厂污泥处理处置技术现状与发展[J].建设科技，2018,14(19):141-142.

[3]王雅婷.城市污水厂污泥的处理处置与综合利用[J].中国给水排水，2018,9(01):87-88.

[4]郝晨光.城市污水处理厂污泥的综合利用方式[J].净水技术，2018,12(24):124-126.

[5]陈国美，胡俊庆.污水处理厂污泥填埋处置与资源化利用探析[J].中国资源综合利用，2017,22(13):112-114.