城镇污水处理厂污泥处置压力与未来最优处置方式遴选探析

　　随着城市规模的扩大，以及人民群众对生存环境质量的日益提升，为保护水环境，促进国民经济和环境保护可持续发展，目前国家政策大力支持城市污水处理设施建设。伴随污水处理率的提高，污泥妥善处理与处置问题凸显出来。2007年测算数据显示，如果城市污水全部得到处理，我国污泥年产生量（干重）约为840万吨，占中国总固体废弃物的0.2%。[1] 污泥的自身特性决定，如不妥善处置，将会对环境造成严重的潜在威胁。[2]选择兼顾环境生态效益与处置成本经济效益均衡的高效污泥处置方式、确保环境安全，是实现城市污水全过程污染防治得以实施的保障，是当前亟待解决的问题，也是未来污泥处理的第一要求。[3]
2．辽宁省城镇污水处理厂建设与处理能力简介
　　“十五”期间，辽宁省城镇污水处理厂少且增长平稳。2001年初，建成城镇污水处理厂11座，处理能力136.0万吨/日；2005年末，全省新增城镇污水处理厂18座，处理能力增加了183.9万吨/日。
　　“十一五”尤其是“十一五”中后期，辽宁省城镇污水处理厂数量与处理能力均发生了爆发式增长。“十一五”前两年，全省投入12.5亿元建成10座污水处理厂；2008年开始，一次性投入100余亿元，99座城镇污水处理厂同期开工建设。到2010年底，全省累计建成城镇污水处理厂136座，处理能力达到642.9万吨/日，实现了污水处理设施市县全覆盖。与“十一五”初期相比，城镇污水处理厂数量增加了101座，处理能力增加了89.4%。
　　辽宁省“十五”、“十一五”城镇污水处理厂建设与处理能力基本情况分别见图1、图2。
　　
　　根据辽宁省“十二五”规划预期目标，2015年末，沈阳、大连两市城镇污水处理率达到100%，其它地级市达到90%以上。为实现这一目标，全省约将新建110座污水处理厂，新增处理能力462.5万吨/日；扩建10座污水处理厂，新增处理能力65.6万吨/日；对35座原有污水处理厂进行提标改造。“十二五”终期目标实现后，辽宁省城镇污水处理厂将达到246座，污水累计处理能力达到1171万吨/日。
3. 辽宁省污泥处置现状与未来处置量测算
3.1 辽宁省城镇污泥产生量及污泥处置方式基本情况
　　2010年辽宁省城镇污水处理厂累计产生污泥约81.30万吨（含水率80%）；2011年污泥产生量约85.86万吨，比2010年增长了5.6%。目前，辽宁省污泥处置方式有垃圾处理厂卫生填埋、污泥处置场处置、绿化堆肥、电厂焚烧和制砖5种，其中垃圾处理场填埋占主体，2010年、2011年填埋量分别为63.41万吨、64.71万吨，分别占总产生量的78.0%和75.4%。14个地级市中，仅大连市建有专门污泥处置场，2010年、2011年污泥处置量12.43万吨和12.45万吨，无法完全处置本辖区内污水处理厂产生的污泥。
　　2010年、2011年辽宁省城镇污水处理厂污泥处置方式及处置量见图3。
　　
　　3.2未来污泥处置量预测
　　据不完全统计，不同规模、不同处理程度的污水处理厂每天所产生的污泥量约为污水处理量的0.5%-1.0%[4]。 “十二五”末，如规划建设的城镇污水处理厂投入运行，预计辽宁省城市污水处理率将达到80%以上，假设污水处理厂运行负荷达到90%，按照每处理一万吨污水产生0.6吨污泥保守估算，届时辽宁省城镇污水处理厂年产生污泥将达到230.8万吨，污泥处置压力将极其巨大。
4. 辽宁省污泥卫生填埋、农用及焚烧能力与可行性分析
4.1污泥填埋
　　污泥卫生填埋始于60年代，是当前一项比较成熟的污泥处置技术，在欧洲污泥填埋一般与市政固体废弃物一起进行，1992年欧盟大约40%的污泥采用了填埋处置[5]。截止2010年9月，辽宁省已建成运行的生活垃圾无害化处理厂共22座（不含大连市），日处理能力11636吨，比“十五”期间全省无害化日处理能力（8106吨/日）增加了3530吨/日，全省城市垃圾无害化处理率54.3%；按照日处理能力11636吨计算，辽宁省垃圾处理场年处理能力约424.7万吨。当前，辽宁省污泥填埋同样与市政固体废物一起进行，230.8万吨污泥占到了建成垃圾处理场处理能力的54.3%，基本与城市垃圾填埋量相当。
　　辽宁省未来选择污泥填埋存在两个难以克服的困难，一是4个省辖市、14个县级市、14个县城没有运行垃圾无害化处理场，无符合条件的污泥填埋场所；二是垃圾处理厂自身填埋能力不足，要在完成城市生活垃圾无害化处置的同时，完全处置污水处理厂产生的污泥，尚需要建设大量接收能力庞大的垃圾处理厂，从辽宁省实际情况看，选择符合条件的垃圾处理场建设场地非常困难，现在辽宁省已积极探索垃圾堆肥和焚烧等新的处理工艺。另外，污泥填埋只是将污泥由地上转入了地下，并未从根本上实现污泥减量化和无害化，污泥填埋后会产生大量的渗滤液，对填埋场的防渗层和填埋作业均要求，一旦处理不慎必将造成地下水和土壤污染，同等条件下垃圾处理厂不愿接收城镇污水处理厂产生的污泥。
　　近年来，国际上污泥填埋处置所占比例越来越小，美国环保局估计，今后几十年内，美国6500个填埋场将有5000个被关闭。[5]从可持续发展看，辽宁省未来必须探索污泥处置新方式，淘汰污泥卫生填埋。
4.2污泥农用
　　污泥土地利用已有多年历史，主要包括污泥农用，污泥用于森林与园艺、废弃矿场等土地的改良等。因污泥土地利用存在病菌扩散和重金属污染的危险，各国政府先后颁布了农用污泥重金属浓度标准和严格的无害化要求，并对单位面积土地污泥的应用量有严格的限制。[5]我国《农用污泥中污染物控制标准》（GB4284-84）规定，施用符合标准的污泥时，一般每亩每年用量不超过2000kg（以干泥计）（美国标准为133-4667kg/亩·年），当污泥中任何一项无机化合物含量接近标准时，连续在同一块土壤上施用不得超过20年。辽宁省农田用地约400万公顷、约合6×107亩，以每亩每年污泥施用1500kg计算，完全处置230.8万吨污泥需要农田3.5×106亩，理论上讲，辽宁省的农田可以完全消化污水处理厂所产生的污泥。