浅析污泥处理处置及资源化途径与新技术

（沈阳市环境监测中心站，沈阳 110011）

污泥含有很多复杂成分，如泥沙、重金属以及其他有害物质。此外，污泥还含有少量有机物质，使得污泥处理难度增加。数据显示，2017年以前，城乡各地仍有约40%的污泥未获得有效处理。在对污泥进行处理时，一般都会做临时处理，致使约15%的污泥形成环保危害。目前，污泥的无害处理实践还未发展成熟，污泥处理处置技术发展受到阻碍。与发达国家相比，我国需要不断完善污泥处理处置技术，急需研发新技术，使污泥变废为宝。

1 污泥处理处置原则与技术思路

1.1 原则

污泥处理处置和资源化利用，需要遵从绿色环保、节能降耗、循环利用、安全可靠和因地制宜的原则。其中，绿色环保是基本原则；循环利用原则是努力实现的目标；因地制宜是方案比对后进行决策的前提条件；节能降耗是需要深入思考的因素；安全可靠是污泥处理处置的客观要求。

污泥处理处置计划要结合污泥处理处置具体特点，囊括应急方案、阶段方案与永久方案。人们要明确污泥处理处置的阶段性方和应急方案，以免污泥任意放置，确保环境安全。人们要结合污泥处理要求，选择最为适合的污泥处理处置技术。除此之外，可优先选择成熟的处理技术，新技术需要进行严格评测，确定安全以后才可以放心使用。

1.2 技术思路

污泥处理处置的主要目的实现污泥的无害化、安全化、资源化和减量化，节约处理费用，防止二次污染。资源化能够使污泥内有机质与营养元素循环利用。对于污泥处理处置与资源化途径，要深入思考污泥泥质、地域环境及地方经济情况。发达地区要将资源利用当作污泥处理处置目标，落后地区要将无害、稳定当作当前污泥处理目标，并且思考以后污泥资源利用的可行性，提高污泥利用率。对于条件充许的地区，可以用污泥制作建材；对于不具备条件的地区，可用填埋的方式来处理处置污泥。

2 污泥处理和具体要求

2.1 土地利用

污泥的土地利用主要包含园林绿化、农用、土地改良，将污泥中的有机物、氮磷钾等营养成分实现资源化利用，经过无公害处理后，污泥可以回用于土地。如果污泥处理后能够达到园林绿化用泥相关标准，便能够用于园林绿化；如果污泥处理后能够满足土地改良用泥标准，可用于改良盐碱地、废弃矿厂旧址、沙化土地。如果想把污泥用于果园、农田或牧场，泥质要达到农用污泥回用相关标准，同时，人们要开展环境影响评价，明确污泥具体利用方法并进行严格管理。

2.2 制作建筑材料

污泥可以作为水泥生产的添加剂，同时可以用于生产轻质骨料和砖。如果污泥处理后能够满足污泥制砖标准，便可将污泥当作制砖材料；如果污泥处理后能够满足水泥制作标准，便可直接当作水泥生产原料。建材生产期间要避免产生二次污泥[1-3]。

2.3 焚烧

污泥焚烧包含与垃圾混合焚烧、单独焚烧、工业锅炉焚烧和火力发电焚烧。污泥焚烧时尽量使用现有锅炉，减少污泥焚烧处理成本。污泥处理后，如果泥质满足单独焚烧标准，可单独焚烧，同时还可结合干化法，提升污泥热能利用率。焚烧后灰渣先要尝试进行二次利用，不能利用的则直接填埋。如果选用污泥焚烧法，人们需要结合有关标准，避免产生二次污染。

2.4 填埋

如果污泥不适合进行土地利用、建材利用和焚烧，可以选择填埋处理方式。污泥填埋主要包含单独填埋、特殊填埋和混合填埋三种方式。污泥填埋前，要先使用石灰稳定工艺，对污泥实施稳定处理，同时可以加入粉煤灰或陈化垃圾来改变污泥性质，使其符合填埋标准。污泥填埋需要充分考虑填埋气体的收集与利用，降低温室气体的排放量[4-6]。

3 污泥处理处置与资源化途径与新技术

3.1 污泥原位减量技术

污泥原位减量技术是指通过降低污水处理期间的细胞合成量，增强微生物内源呼吸能力，使微生物有效分解，最终有效降低剩余污泥产生量。污泥原位减量技术和污泥减容减量技术存在本质不同。污泥减容减量技术仅通过降减污泥含水率来减少污泥量。过去，很多污水处理技术都通过延长曝气时间来提升微生物内源代谢的氧化率，从而降低污泥产生量。然而，这一方法会使池容及曝气量有所增大。最近几年，人们以溶胞隐性生长、生物捕食、解偶联代谢与内源代谢等理论为基础，大力研究污泥原位减量技术，使污泥减量效果显著提升[7-9]。人们要不断改进污泥处理处置工艺，使其满足污泥处理要求，达到污泥减量目的。好氧、沉淀、厌氧都属于改进式活性污泥系统，污泥回流环节设置一个厌氧池，促使好氧生物在好氧段形成的ATP在厌氧段被完全消耗，无法进行细胞合成，减少污泥产生量。嵌入式旁路污泥减量采用CASS反应器，综合运用多种方法，提升污泥减量效果。水蚯蚓原位污泥处理技术以传统污泥处理处置系统为基础，在生化池中，添加水蚯蚓，延长系统内的生物链，使物质循环与能量流动效率更高，并充分利用水蚯蚓与微生物来处理污泥，实现污泥的原位减量。

3.2 污泥减容减量技术

污泥减容主要目的是减少污泥含水量和污泥体积，最终实现污泥减量。其间，污泥生物固体数量基本不会发生变化。污泥减容减量技术主要包括污泥浓缩与污泥脱水两个处理过程。前者的主要目的是降低污泥的间隙水含量，后者是降低污泥表面附着的水分和毛细水。从技术原理来看，污泥浓缩与脱水的主要方法有板框压滤脱水、机械浓缩、重力浓缩、带式脱水和离心脱水等，以后的研究需将重点放在减少药耗和电耗，降低污泥含水量。机械脱水期间，污泥压密方向与水排出方向相同，压力越大，压密性越好，水分流动路径会慢慢被堵塞，所以以往所用的机械脱水技术很难显著降低污泥含水量[10-13]。

为了提升污泥脱水 成效，近年来，射流、电渗透及真空等技术不断被应用，人们也实施了一些示范性工程。电渗透脱水主要利用的是污泥中的细菌、蛋白质pH值接近中性，一般附带电荷，在电场作用下，带电颗粒会分散到介质中，进行定向运动。电渗透脱水技术主要通过带电颗粒与周围介质进行电渗透或是电泳操作，达到污泥深度脱水的目的。在实施电渗透时，水的流向与污泥絮体的流向相反，水分可不经泥饼空隙流出。所以，在应用电渗透脱水技术时，污泥压实不会导致通道堵塞或形成阻力，脱水效率比其他方法提升很多。

3.3 污泥干化技术

污泥干化技术是指在污泥完成脱水后，使用热能来降低污泥含水率。经过干化处理，污泥含水率最低可降到10%左右。污泥干化属于能量净支出过程，能耗费用占比极大，所以，人们要大力开发节能污泥干化处理技术。近些年，污泥干化处理技术发展非常快。一是选择应用太阳能和生物质能实施污泥干化处理；二是改进干燥机或反应器；三是污泥干化处理技术种类较多，主要包含水热干化技术、污泥低温射流干化技术、生物干化技术、污泥低温真空脱水干化技术、超声波干化技术和热泵干化技术等。

3.4 污泥焚烧技术

污泥焚烧技术属于减量技术，通过焚烧污泥，污泥体积可以缩小到原来的10%左右，焚烧后产物属于非常可靠的惰性灰渣，能够用于建材生产。焚烧时产生的热量可用于污泥干化处理，以降低能耗，其是大城市常用的污泥处理处置工艺。污泥焚烧规模较大，工艺复杂，建设成本与运行成本高，当前，这一技术的推广与应用仍面临诸多困难。所以，为了减少污泥处理设施建设成本与运行成本，人们要积极应用现有锅炉来对污泥实施协同焚烧。

4 结语

当前，污泥处理处置技术快速发展，要想从根本上使污泥实现资源化，人们必须开发和引进全新的污泥处理技术。很多全新污泥处理技术把污泥处理无害化视为发展重点，以降低污泥处理处置成本，节约资源，保护生态环境。