針對中國城市污水廠污泥處置現(xiàn)狀問題，概述了國內(nèi)外常規(guī)污泥處置目標(biāo)和常規(guī)污泥處置方式，主要包括填埋處理的方式、污泥焚燒的方法、污泥土地利用的措施，并對目前在中國的適用情況進(jìn)行了探討。目前常用的幾種常規(guī)污泥處置方法各有利弊，也在不斷的發(fā)展，對于中國各城市來說不可能僅局限于一種處置方法，應(yīng)結(jié)合每個(gè)城市的具體情況且還需與城市整體發(fā)展趨勢相適應(yīng)。只有這樣才能處理好中國城市污水廠污泥處置。保證人民生活在藍(lán)天碧水的環(huán)境之中。
隨著中國各地污水處理廠的建設(shè)，水污染治理的能力不斷加大，污泥產(chǎn)量也越來越多，污泥的處理處置已成為環(huán)境綜合治理工作中的新難點(diǎn)、新挑戰(zhàn)。中國的污泥產(chǎn)量在未來的幾年中還將大量增長，但是目前中國污泥處理處置水平較低，污泥經(jīng)過常規(guī)的濃縮脫水后，主要是棄置，沒有達(dá)到污泥“減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化”的要求，造成環(huán)境的二次污染，同時(shí)，污泥得不到妥善處置也嚴(yán)重影響了污水處理廠的正常運(yùn)行。污泥處理處置已成為政府、行業(yè)專家、公眾共同關(guān)注的焦點(diǎn)。因此污泥處理處置，特別是減量化、穩(wěn)定化、無害化的處理處置已經(jīng)成為污水處理的新課題。筆者對國內(nèi)外常規(guī)污泥處置方法及目前在中國的適用情況進(jìn)行了探討。
1 污泥處置目標(biāo)
污泥是城市污水處理后的必然副產(chǎn)物，是一種由有機(jī)殘片、細(xì)菌體、無機(jī)顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體，除含有大量水分外，還含有有機(jī)物、重金屬、鹽類及少量的病原體微生物和寄生蟲卵等，若不進(jìn)行科學(xué)地污泥處理處置將對環(huán)境造成新的二次污染。污泥處理處置的要求是： 穩(wěn)定化、無害化、減量化、資源化。
在污泥處理處置工藝路線的選擇中應(yīng)避免片面強(qiáng)調(diào)資源化的傾向。目前污泥處理處置技術(shù)的發(fā)展程度，尚不能高效地實(shí)現(xiàn)能量回收和物質(zhì)回用，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)約能源的效果。污泥的資源化必須總體考慮，不能分割整個(gè)處理處置過程而強(qiáng)調(diào)某一局部單元工藝的效果，從而得出污泥資源化的概念。“資源化”并不是目的，而是一個(gè)重要的原則，要盡可能利用污泥處理處置過程中的能量和物質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)其資源價(jià)值。
2 常規(guī)污泥處置方式
污泥處置： 處理后的污泥，棄置于自然環(huán)境中（ 地面、地下、水中） 或再利用，能夠達(dá)到長期穩(wěn)定并對生態(tài)環(huán)境無不良影響的最終消納方式。
根據(jù)上述定義，主要的污泥處置方式有填埋、投海、土地利用和制作建材。中國于1994 年接受3 項(xiàng)國際協(xié)議，承諾于1994 年2 月20 日起不再海上處置工業(yè)廢物和污水污泥。由于焚燒是減量化最徹底的處理方式，可使污泥重量降低至原重的1 /10，焚燒后的灰燼易于填埋或綜合利用，一般情況下也將焚燒作為一種處置方式。因此目前可行的污泥處置方式有： 衛(wèi)生填埋、土地利用、園林綠化、制作建材、焚燒。
在污泥處置方面，世界各國根據(jù)具體情況不同，選擇的方法各有側(cè)重。據(jù)有關(guān)資料，世界各國的污泥產(chǎn)生量和處理方法統(tǒng)計(jì)見表1。
由此可以看出，不同國家和地區(qū)因地制宜地采取了適合各自國情的污泥處理處置技術(shù)路線，主要考慮因素為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、土地資源、城市化程度等。針對中國的具體情況，衛(wèi)生填埋、園林綠化、焚燒以及制作建材都是可行的處置方式。
2.1 填埋處理的方式
污泥填埋有直接填埋和衛(wèi)生填埋兩種處置方式。直接填埋是將簡單滅菌處理后的污泥直接傾倒到低地或谷地，而衛(wèi)生填埋是將污泥運(yùn)至垃圾填埋場與垃圾混合進(jìn)行無害化填埋。其缺點(diǎn)是：
（ 1） 占地面積大。
（ 2） 有機(jī)物含量較高的污泥填埋后會產(chǎn)生大量滲濾液和填埋氣。
（ 3） 脫水污泥不符合垃圾填埋場的剪切強(qiáng)度要求，勉強(qiáng)填埋會影響填埋場的透水透氣性能及覆土，縮短填埋場使用壽命。
（ 4） 污泥具有一定的肥效和熱值，填埋將使得污泥中的資源化價(jià)值未得到任何利用，導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。
因?yàn)檫x址的難度較大，中國專門建設(shè)污泥填埋場幾乎不可能，而中國目前垃圾填埋場的容量是非常寶貴的。因此，污泥衛(wèi)生填埋不能成為中國污泥處理處置的發(fā)展方向，但根據(jù)目前國內(nèi)外污泥處理處置現(xiàn)狀，衛(wèi)生填埋應(yīng)該是一種長期的過渡措施，在其他處置方法不能實(shí)現(xiàn)時(shí)，衛(wèi)生填埋也不失為一種較妥善可靠的消納手段。為了節(jié)約寶貴的土地資源，降低污泥對填埋場的不利影響，同時(shí)降低污泥運(yùn)輸費(fèi)用，在污泥進(jìn)入填埋場之前，有必要對其進(jìn)行穩(wěn)定化、無害化處理，并且采用較經(jīng)濟(jì)的處理手段盡可能減少污泥的容積，改善物理性能便于填埋。
2.2 污泥焚燒的方法
污泥焚燒既是一種處理技術(shù)也是一種處置方法。目前在國內(nèi)外使用較多的污泥焚燒方式主要有直接混合焚燒和干化后焚燒兩種。
2.2.1 直接混合焚燒
指將污水處理廠脫水后含水率80% 左右的濕污泥用高壓泵送的方式直接投加到現(xiàn)有熱電廠、垃圾焚燒廠等鍋爐爐膛內(nèi)焚燒，燃料中污泥比例一般不能大于20%。這種方式目前在國內(nèi)有應(yīng)用，如寧波明耀環(huán)保熱電廠、南京協(xié)鑫熱電廠等。經(jīng)對應(yīng)用這種方法焚燒污泥的企業(yè)實(shí)地考察論證，直接混合焚燒存在著以下明顯的缺點(diǎn)：
（ 1） 鍋爐效率明顯下降，煤耗量大大增加。
（ 2） 直接混合焚燒污泥而導(dǎo)致鍋爐系統(tǒng)所排放的煙氣中水蒸氣含量急劇增加，加速了對鍋爐及后續(xù)煙氣處理設(shè)備的腐蝕。
（ 3） 排出的煙氣含大量高溫蒸汽，增加了煙氣后處理的負(fù)荷，影響除塵設(shè)備的運(yùn)行效果。
2.2.2 干化后焚燒
污泥所含水分性質(zhì)復(fù)雜，有自由水分、間隙水分、表面水分、結(jié)合水分等存在形式。污泥干化常用的方法是將濃縮脫水后的污泥送至專門的熱力干燥設(shè)備直接或間接干燥，使污泥的含水率降到30% 以下。因此大量的水份在低溫時(shí)被蒸發(fā)，不進(jìn)入燃燒爐，既減少了能源的消耗，又避免了大量的水進(jìn)入鍋爐后對設(shè)備產(chǎn)生影響。含水率為30% 左右的污泥熱值為2000 ～ 2500 kcal /kg，能夠形成自燃，保持燃燒，減少燃燒爐耗煤量，節(jié)約能源。這種焚燒方式又可分為兩類： 一是污泥干化后單獨(dú)焚燒，二是污泥干化后進(jìn)入現(xiàn)有的煤鍋爐或垃圾焚燒爐摻燒。
根據(jù)環(huán)保部門要求，污泥直接混合焚燒或者干化后焚燒與相關(guān)環(huán)保政策相違背。但若城區(qū)外圍擁有熱電廠等城市供電、供熱設(shè)施，利用這些電廠的廢熱或者熱能進(jìn)行污泥干化并利用干化后污泥的熱值與煤或垃圾摻燒，在電廠實(shí)現(xiàn)能源利用應(yīng)該是國家鼓勵(lì)的污泥處理處置技術(shù)路線。這種處置方式成立的前提是電廠愿意接受摻燒污泥，并且摻燒比控制在不影響現(xiàn)有系統(tǒng)正常運(yùn)行和達(dá)標(biāo)排放的范圍內(nèi)，同時(shí)污泥干化成本控制在可接受程度。
2.3 污泥土地利用的措施
污泥土地利用的優(yōu)點(diǎn)是不需要填埋容積。污泥中的資源化物質(zhì)能得到有效利用，缺點(diǎn)是存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，污泥中的有害物質(zhì)可能會對地下水、周邊水體以及作物有不利影響。
中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，由于化肥的廣泛應(yīng)用，使得土壤中有機(jī)質(zhì)含量逐年下降，需要施用市政污泥這樣的有機(jī)肥料。但是，污泥中的重金屬和其它有毒物質(zhì)是污泥土地利用的最大障礙，一旦不慎造成污染，后果嚴(yán)重且難以挽回，因此，污泥農(nóng)用應(yīng)該慎之又慎。
在美國，30 年前的預(yù)處理計(jì)劃保證了城鎮(zhèn)污水污泥中的重金屬含量達(dá)標(biāo)，為污泥土地利用鋪平了道路； 10 年前的503 污泥規(guī)則進(jìn)一步保證了污泥土地利用的安全性，免除了后顧之憂。
借鑒國外污泥土地利用的成功經(jīng)驗(yàn)，首先必須對工業(yè)廢水進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)處理，使污泥利用必須符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，堅(jiān)決杜絕重金屬和其它有毒物質(zhì)進(jìn)入污水污泥。同時(shí)，必須對施用污泥的土壤中積累的重金屬和其它有毒物質(zhì)含量進(jìn)行監(jiān)控，嚴(yán)格保證污泥土地利用的安全性。
根據(jù)中國的實(shí)際情況，污泥的土地利用主要有以下幾種方式：
（ 1） 污泥制肥： 制肥是將污泥中的有機(jī)物進(jìn)行生物化學(xué)降解作用，使之轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)，從而可作為有機(jī)肥使用，對應(yīng)的處理工藝就是污泥堆肥。進(jìn)行污泥制肥最大的問題是產(chǎn)品消納體系的建立，如果堆肥產(chǎn)品得不到穩(wěn)定持續(xù)的消納，污泥項(xiàng)目的可持續(xù)性就得不到保障。
（ 2） 土壤改良劑： 在環(huán)保局允許的范圍內(nèi)，可將經(jīng)過穩(wěn)定、殺菌、一定程度干化處理后的污泥作為土壤改良劑施用，參考相關(guān)國外施用標(biāo)準(zhǔn)，這種污泥消納方式的容量是很可觀的。但這種處置方法的前提是取得林業(yè)局和林業(yè)開發(fā)公司的支持，并且對施用地域、方式、數(shù)量進(jìn)行整體規(guī)劃布局，并針對存在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)制定預(yù)案。
（ 3） 場平填方用地： 在城市市政建設(shè)過程中，需要大量的場平填方用土，由于武漢周邊土源較匱乏，很多工程取土點(diǎn)越來越遠(yuǎn)，不僅影響了土源地的植被、破壞了土源地和運(yùn)輸線路周邊的環(huán)境，還導(dǎo)致土方工程費(fèi)用越來越高。污泥經(jīng)過干化或者石灰（ 水泥） 穩(wěn)定后，不僅含水率大大降低、病菌殺滅，物理性能也得到較大改善，可作為部分建設(shè)場區(qū)的填方土源。這種污泥消納方式的容量也是很可觀的，但保障性較差，受氣候、工程工期影響較大，且消納區(qū)域要取得環(huán)保部門的認(rèn)可。
3 結(jié)論
污泥的處理處置已成為環(huán)境綜合治理工作中的難點(diǎn)，確定合適的處置方法對于污泥項(xiàng)目的實(shí)施有著重要意義。通過上述對處置方法的分析可以看出，國外污泥的最終處置主要采用土地利用、衛(wèi)生填埋以及焚燒，而且發(fā)展趨勢是衛(wèi)生填埋逐漸減少，土地利用和焚燒逐漸呈上升趨勢。對于中國而言，污泥處置方法的發(fā)展趨勢也與國內(nèi)外基本一致。污泥的處置方法各有利弊，也在不斷的發(fā)展，對于中國各城市來說不可能僅局限于一種處置方法，應(yīng)根據(jù)當(dāng)
地污泥的性質(zhì)與數(shù)量； 投資情況與運(yùn)行管理費(fèi)用； 環(huán)境保護(hù)要求及有關(guān)法律與法規(guī)； 城市發(fā)展動(dòng)態(tài)及污泥資源化利用，綜合考慮后選定，且還需與城市整體發(fā)展趨勢相適應(yīng)。
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