污泥处理与处置常见的误区解析与技术对策

       随着我国城市化进程的加快,污水处理设施的普及,处理率的提高和处理程度深化,污水处理厂的污泥产量也急剧增加.污泥处理后排入环境,直接给水体和大气带来了二次污染,不但降低了污水处理系统的有效处理能力,而且对生态环境和人类活动构成了严重的威胁.本文将对污泥处置和处理存在的常见误区、技术路线的错误认识进行解析，并且提供技术对策.

一、我国污泥处理处置的问题

1.1 我国污泥处理处置存在的问题

      污泥处理处置的问题已经在大城市中显现出来,早期的污水处理厂,由于没有严格的污泥排放监管,将污水污泥处理单元剥离开来,为了追求简单的污水处理率,尽可能地简化,甚至忽略了污泥处理处置单元;有的为了节省运行费用,将已建成的污泥处理设施长期闲置,甚至将未做任何处理的湿污泥随意外运、简单填埋或堆放,致使许多大城市出现了污泥堆积的现象,并已开始向中小城市蔓延,给生态环境带来极不安全的隐患.同时由于污泥经脱水后普遍含水率较高,给污泥的处置也造成了很大的困难,主要表现在：

1) 对环境造成极大的污染.

    通常污泥的运输是用卡车运输,在运输过程中,由于含水率较高,污泥经常洒落在路面上,给城市道路造成了污染.在污泥填埋过程中,机械设备无法在污泥表面进行压实、覆盖等工作.因此,污泥基本上露堆放在填埋场,散发出恶臭,给大气造成污染.由于无法对污泥进行压实,其表面非常疏松,加上灭蝇人员无法在其表面进行消杀工作,污泥成了苍蝇孳生的良好环境,导致填埋场苍蝇大量繁殖.

2) 严重堵塞渗滤液收集系统.

     目前国内大部分填埋场采用立体式、网络式的渗滤液收集系统,垂直的沼气收集井,加上水平的碎石盲沟构成了整个渗滤液的收集系统,为渗滤液的顺利导排提供了顺畅的途径,但由于污泥进入填埋区,污泥会随着渗滤液一起流入收集系统,雨季更加加剧了这种现象,含着大量污泥的渗滤液很快堵塞了收集系统的碎石层和土工布,随着收集系统的堵塞,渗滤液和污泥只有经过垃圾的表面直接流入渗滤液处理系统,形成了恶性循环.

1.2 污泥处置的国内外发展动态

      发达国家20世纪60年代,对污水处理厂污泥处理处置系统的装备已达到先进的成套产业化水平,如污泥消化系统设备、污泥的浓缩脱水设备、污泥干燥焚化设备、沼气综合利用设备、污泥高温堆肥系统装备以及污泥工业利用技术与设备,20世纪80年代末又应用湿式有氧化技术处理污泥.我国城市污水处理厂污泥处理起步较晚,20世纪80年代中期建设的大型污水处理厂,污泥处理在采用中温厌氧消化,引进先进的技术同时,也引进了设备,尤其是借助国外贷款建设项目中,污泥处理系统装备几乎全部需要进口.近十几年,我国的城市污水处理厂污泥处理技术和某些单项专用设备有较大的发展,积累了中温厌氧消化技术的丰富经验,而在污泥处置和最终出路方面尚属试验研究阶段.

     在大多数国家中,特别是发展中国家土地利用和填埋仍是污泥处置的主要途径,而随着可填埋范围日益减少,土地利用将是一个主要的发展方向.我国是一个发展中国家,又是一个农业大国,城市污水污泥的土地利用应是一项重要的途径.

1.3 污泥处理技术路线的认识误区

      城市污水污泥既会造成污染,也可以进行综合利用.污泥中所含的有机物质是有效的生物能源,污泥中的有机物分解率产生的腐殖质可以改良土壤,避免板结,而污泥中丰富的氮、磷、钾等则是植物和农作物生长不可缺少的营养物.干燥的污泥可产生16.65~20.93%MJ/p的热能,是低热值的燃料.当今世界上,越来越多的人对,地球上的一切资源都是有限的,这一客观事实有了越来越深刻的认识，污水污泥的处理处置与污泥资源化的结合，必将成为污泥处理处置的最终出路,因此,关于污泥处理处置的技术路线,目前存在资源浪费和盲目跟从两大认识误区,

1) 优化资源。

    目前我国污泥处理处置技术还不能高效地实现资源回收，以达到经济效益和节约能源的结果,污泥的处理必须总体考虑，不能分割整个过程而强调某一局部单元工艺效果，从而得出污泥资源化的概念,个别企业出于推销单元工艺的目的，仅仅强调其个别单元工艺可以实现能量回收和物质利用，忽略其他处理处置过程需要投入的费用，误导技术的取舍，加重污泥处理处置误区，对污泥处理处置认识误区影响到整个体系的有效运行。

2) 根据实际情况处理。

     不同国家的技术路线不尽相同，同一国家不同地区也存在差异，因地制宜应该是技术路线选择的基本思路和原则,我国地域辽阔，不同地区的自然环境.人文环境.产业结构和经济发展水平都不同，各地区应从自身特点出发，采取适宜的技术路线,同时国外技术必须和我国具体国情结合，切不可生搬硬套,例如;污泥干化焚烧工艺的减量效果明显，且占地少，但其建设投资和运行费用相对较高，仅运用于大城市，大型城镇群以及用地紧张地区，而不能不切分析的无限制的推广应用;同时，我国是能源缺乏的国家，因此与污泥好氧稳定等需要消耗大量能源工艺技术相比，污泥厌氧消化和多种形式的土地利用更加适合我国国情。

二、污泥处理处置的技术对策与分析

2.1 污泥土地利用

      污泥中含有丰富的有机物和N、P、K等营养元素以及植物生长必需的各种微量元素Ca、Mg、Zn等,施用于农田能够改良土壤结构，增加土壤肥力.促进作物的生长,污泥土地利用是一种安全积极的污泥处置方式,土地利用有能耗低，可回收利用污泥中养分等优点，但是，污泥中含有大量病原菌.寄生虫以及铜.铝.锌.铬.汞等重金属和多氯联苯.二噁英.放射性元素等难降解有毒有害物,一般来说，污泥要作土地处置必须经无毒无害化处理后#污水处理过程中的净化和污泥高温堆肥，才能作土地利用，否则污泥中有毒有害物会导致土壤或水体污染.

2.2 污泥农用

      污泥农用从我国具体情况来说是最为可行.最为现实的处置方式，其特点为;可大量处置污泥，原则上只要污泥达到国家有关标准就可用于农田,污泥参与农田的物质循环过程，污泥中的氮.磷.钾.有机质及微量元素是良好的农用肥料，对农作物有增产作用,污泥中有机质，腐殖质可改善土壤结构，是良好的土壤改良剂,污泥农业利用使生产费用降低，适合我国目前的经济发展状况,污泥农用必须注意;严格控制污水厂污泥的有毒.有害物质及病原微生物达到国家标准;应该特别注意污泥中重金属的含量，根据其土壤背景值等情况，严格按照计算得到的污泥施用量进行施用,一般来说某块农用使用污泥数量有一定限度时，污泥的农用就应停止一段时间后继续进行.

2.3 污泥高温堆肥技术

     污泥高温堆肥技术，其特点为;自身产生一定的热量，并且高温持续时间长，不需外加热源，即可达到无害化,使纤维素这种难于降解的物质分解，使堆肥料有了较高程度的腐殖化，提高有效养分,基建费用低，容易管理，设备简单,产品无味无臭.质地疏松.含水率低.容量小.便于运输施用和后续加工复混肥,目前世界务各国采用的方法有静态和动态堆肥两种,如自然堆肥法.圆柱形分格封闭堆肥法.滚筒堆肥法.竖立式多层反应堆肥法以及条形静态通风等堆肥工艺.

2.4 污泥卫生填埋

    污泥填埋的基本方式是城市污泥经过简单的灭菌处理直接倾倒于低地或谷地制造人工平原,它的好处一是污泥无毒无害化处理成本低.不需要高度脱水(自然干化),二是既解决了污泥出路问题，又可以增加城市建设用地,到目前为止，已发展成为一项比较成熟的污泥处置技术，其优点是投资少.容量大.见效快.

     城市污泥卫生填埋也存在许多的问题，如填坑中含有各种有毒有害物，经雨水的浸蚀和污漏作用.污染地下水环境，它对以地下水为生活水源的地区来说是不完全卫生问题,此外，适宜污泥填埋的场所因城市污泥大量的产出而显得越来越有限,据一份污水污泥情况调查报告预测，到2007年，欧盟国家的污泥卫生填埋场所仅能容纳污泥产量的17%,所以，污泥作为卫生填埋处理时，除了要考虑城市周围是否有适合填埋的低地或谷地之外，理应考虑到环境卫生问题,建设污泥卫生填埋场如同生活垃圾卫生填埋一样，地址须选择在底基渗透系数低且地下水位不高的区域，填坑铺设防渗透性能好的材料，卫生填埋，还应配设渗滤收集装置及净化设施,目前我国修建的卫生填埋场中，都用高密度聚乙烯为防渗层,避免对地下水源及土壤的二次污染.

2.5 污泥干化焚烧

     污泥焚烧处置的优势在于可以迅速和较大程度地使污泥达到减量化,近年来焚烧由于采用了合适的预处理工艺和焚烧手段，达到了污泥热能的自持，并能满足越来越严格的环境要求和充分地处理不适宜于资源化利用的部分污泥，由于其在恶劣的天气条件下不需要储存设备,对于大城市因远离填埋场造成运输费用高,使用焚烧处置可能是比较经济有效的.

     在所有的污泥处理中,焚烧方法产生的剩余物最少，焚烧的另一优越性在于无异味,其缺点是高成本和可能产生的污染#废气、噪声、震动、热和辐射.,焚烧成本是其他方法的2~4倍，

    与卫生填埋相比,其主要的工艺流程为:

原污泥-浓缩-消化-脱水-卫生填埋

原污泥-浓缩-消化-脱水-焚烧-焚烧灰填埋

      因此,焚烧主要在以下两种情况下应用:由于污泥的性质或质量大不能农用;或者现有的体积填埋不足，由于焚烧工艺能较大幅度地减少重要的有害物质和缩小废物的体积,将会具有愈来愈重要的意义,但其价格昂贵,也严重影响了在我国的处置使用.

2.6 污泥的工业利用

      污泥的工业化利用有以下几点;干污泥颗粒;发电厂燃料掺合料,污泥干馏提取焦油、焦碳、燃料油和燃气等，污泥燃烧灰;水泥添加剂、污泥砖、污泥陶粒等建筑材料，污泥细菌蛋白;制造蛋白塑料，胶合生化纤维板等，污泥气;燃料、动力燃料,制造四氯化碳、有机玻璃树脂、甲醛等化工产品.

2.7 污泥打包处置

      污泥打包主要是通过污泥袋装化,然后与垃圾混合填埋，袋装化后的污泥,由于所含的水分被包装袋隔离,在垃圾填埋过程中基本不影响填埋操作，同时,通过袋装化,使污泥失去了与渗滤液的混合可能,基本上解决了渗滤液收集系统的堵塞问题，通过污泥打包的方式,有效地解决了污泥在填埋过程中带来的问题,但任何处理方式必须具有运行成本才能投入实际生产，表1是污泥打包的运行成本经济分析.

    通过表1可以看出每吨污泥处理的直接成本U编织袋成本人工填埋成本-65元，全成本U编织袋成本人工库容建设成本打包间建设成本-88.63元.

三、技术政策

1) 建立污泥处理处置评估体系,开展我国污泥产品、污泥质量、污泥处理处置及再利用现状的调研与评价工作;加快城市污水处理厂污泥处理、处置技术政策的编制工作;建立污泥处理处置技术的评价体系和方法.

2) 鉴于目前使用于污泥处理处置的资金不足,须制定有关建设和运行的保障性鼓励措施,污泥处理处置应与污水处理同等重视.根据实际状况,制定合理的污水收费政策和体系(应包括污泥处理处置运行费用).

3) 需要财税政策的倾斜.国家应对污泥处理处置过程中的资源化工程给以政策性引导,通过对财政外贴,税收优惠等经济机杠杆来引导企业积极采用能量回收和物质回用的工艺技术.

4) 建立接纳和鼓励外资.民营企业积极参与污泥处理处置投资和运营的相关政策体系,因势利导的发展和探索适合我国国情的污泥处理处置工艺,促进污泥处置的市场化发展.