關于城市污水污泥處理與處置的技術研究與探索

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1　概況

??? 天津市是我國四大直轄市之一，是北方重要的工商業城市和內外經濟貿易中心。改革開放以來，我市經濟發展迅速，城市基礎設施日臻完善。市政府十分重視城市環境建設和保護，尤其是對水環境的治理與改善，近十多年來先后建成兩座大型城市污水處理廠（紀莊子、東郊），日處理規模達66萬m3污水，幾乎將市區1/2城市污水凈化處理，使天津市的城市污水處理，無論是處理率還是技術水平均列全國之首。從1984年至今兩座污水廠為天津市提供了19億m3的二級凈化水，取得了可觀的社會和環境效益，對減輕渤海灣的污染作出了重要的貢獻。

??? 但是，在城市污水處理過程中必然會產生大量的污水污泥，它容量大，不穩定，易腐敗，有惡臭，如不加以妥善處理和處置，將造成堆放和排放區周圍環境嚴重的二次污染，更有甚者，將污水污泥任意施于農業，導致農作物污染，土壤受到不可逆轉的中毒受害。

??? 城市污水污泥既會造成污染，又可進行綜合利用。污泥中所含的有機物是有效的生物能源，污泥中的有機物分解產生的腐殖質可以改良土壤，避免板結，而污泥中豐富的氮、磷、鉀等則是植物和農作物生長不可缺少的營養物。干燥的污泥可產生16.65～20.93兆焦/t的熱能,是一種低熱值的燃料.當今世界上,越來越多的人對“地球上的一切資源都是有限的”這一客觀存在的事實有了越來越深刻的認識，因此，污水污泥的處理處置與污泥資源化的相結合，必將成為城市污水污泥唯一的最終出路。一個城市污水處理廠、污泥處理處置不當就不能夠充分發揮它消除污染保護環境的作用，也就明顯地削弱了污水處理廠的凈化功能。

2　污泥處置國內外發展動態

??? 污泥處理與處置的目的主要有以下四個方面：
??? （1）減少污泥最終處置前的體積，以降低污泥處理及最終處置的費用；
??? （2）通過處理使污泥穩定化，最終處置后不再產生污泥的進一步降解，從而避免產生二次污染；
??? （3）達到污泥的無害化與衛生化；
??? （4）在處理污泥的同時達到變害為利、綜合利用、保護環境的目的，如產生沼氣等。

??? 污泥穩定化處置以厭氧消化為主，發達國家廣泛采用，歐美、日本、獨聯體等國家，用厭氧消化處理污泥占污泥量的一半以上。表1示出歐洲各個國家污泥處理方式所占比例，厭氧平均占58％，發達國家六十年代，對污水處理廠污泥處理處置系統的裝備已達到先進的成套產業化水平，如污泥消化系統設備、污泥濃縮脫水設備、污泥干燥焚化設備、沼氣綜合利用設備、污泥高溫堆肥系統裝備以及污泥固化工業利用技術與設備，八十年代末又應用濕式氧化技術處置污泥。我國城市污水處理廠污泥處理起步較晚，八十年代中期建設城市大型污水廠，污泥處理也采用中溫厭氧消化，引進先進技術的同時也引進了設備，尤其是借助國外貸款建設項目中，污泥處理系統裝備幾乎全部需要進口。近十多年來，我國城市污水廠污泥處理技術和某些單項專用設備有較大發展，積累了中溫厭氧消化技術的豐富經驗，而在污泥處置和最終出路方面尚屬試驗研究階段。

??? 污泥無害化主要包括殺死蟲卵，減少病菌和消除重金屬的污染，后者只能從上游污染源的嚴格控制來解決，污泥處置和綜合利用方法有填埋、焚燒、排海、制造建筑材料等途徑。表2列出歐洲各國污泥產量及處置方式所占比例。

??? 據美國環保署估計，美國15300個城市污水處理廠中，年產干固體污泥769萬噸，45%的污泥用于農林業，21%進行填埋，30%用于投棄海洋。焚燒法由于能耗高，所以只占3%。原西德年產干污泥約200萬噸，農田利用占32%，填埋占59%，焚燒占8%。日本55%的污泥進行焚燒，35%的污泥進行填埋，約9%的污泥進行農田利用。污泥排海處置，由于對海洋越來越高的要求，許多國家已停止使用。污泥焚燒以日本、德國、奧地利等國占比例高，一般大型污水廠污泥通過焚燒無害化，產生的熱能可回收利用，污泥減容減量化程度很高，但焚燒投資巨大，操作管理復雜，能耗和運行費均很高，近期內我國還不能全面推廣采用。據報導，日本擬研究污泥焚燒后殘渣融鑄成塊石堆砌的處置方法。總之，在大多數國家中，特別是發展中國家土地利用和填埋仍是污泥處置的主要途徑，而隨著可填埋范圍的日益減少，土地利用將是一個主要的發展方向。我國是一個發展中的國家，又是一個農業大國，城市污水污泥的土地利用應是一項重要的途徑。

??? 污泥的最終處置途徑：

??? 污泥的土地利用已有多年歷史，主要包括污泥農用，污泥用于森林與園藝、廢棄礦場等場地的改良等。污泥中含有豐富的有機物和N、P、K等營養元素以及植物生長必需的各種微量元素Ca、Mg、Zn、Cu、Fe等，施用于農田能夠改良土壤結構、增加土壤肥力、促進作物的生長。污泥的土地利用是一種安全積極的污泥處置方式。

??? 盡管污泥的土地利用有能耗低、可回收利用污泥中養分等優點，但是，污泥中也含大量病原菌、寄生蟲（卵），以及銅、鋁、鋅、鉻、汞等重金屬和多氯聯苯、二惡英、放射性元素等難降解的有毒有害物。一般來說，污泥要作土地處置必須經無毒無害化處理后（污水處理過程的凈化和污泥高溫堆肥），才能作土地利用，否則，污泥中的有毒有害物會導致土壤或水體污染。

??? 為此，歐美國家根據各自具體情況制定城市污泥土地利用技術標準。英國的標準內容主要有污泥中各項有毒有害物、pH指標的測定，污泥無害化、衛生化、穩定化處理后各項指標值，土地類型及其性質的測定，處理后的污泥土地適用范圍。美國聯邦政府對城市污泥的土地利用有嚴格的規定，在《有機固體廢棄物（污泥部分）處置規定》中，將污泥分為A和B兩大類：經脫水、高溫堆肥無菌化處理后，各項有毒有害物指標達到環境允許標準的為A類，可作肥料、園林植土、生活垃圾填埋坑覆蓋土等所有土地類型；經脫水或部分脫水簡單處理的為B類污泥，只能林業用土，不能直接用于改良糧食作物耕地。