城市污泥处理处置技术研究进展

杨裕起

（中冶南方都市环保工程技术股份有限公司，湖北武汉 430205）

1 我国城市污水污泥处置现状

1.1 污泥产量大、体量大

由于城市化的快速发展，导致近年来我国的城市污泥产量大幅增加。据预测，在2020年，全国城市污泥产量将突破60 000kt/a。由于污泥具有较大危害性，所以，如果没有对污泥进行科学的后续处理，则会造成对环境的二次污染。由此可见，当前的城市污泥问题是我国环境部门急需重视的。

1.2 污泥处理处置缺乏标准体系

城市污泥如果处理不当会造成对环境的污染，但是，如果对其进行资源化处理，就可以有效将其转化为可供利用的资源，可见，城市污泥具有双重属性。但是，对于污泥的资源化处理需要按照一定的技术标准进行，但是由于我国对污泥处置工作的开展实践较晚，导致当前我国并未形成关于城市污水污泥处理的标准化体系，对于污泥处理的技术规范、检验检测标准等还有待进一步完善，这也在一定程度上给我国的城市污泥治理工作带来了一定制约。

2 污泥弃置处理方法

2.1 填埋法

在我国，填埋法是最常见的污泥处理方式，填埋法可以将污水处理厂污泥以及城市生活垃圾等进行地下掩埋。填埋法的优势在于技术较为简单，且投资较小，操作方便，是应用最早的污泥处理技术。

但是，对污泥进行填埋处理也具有一定的风险性，由于污泥中含有大量的重金属，对其进行直接填埋会使重金属元素在土壤表面累积，会对地表植物造成一定的影响，同时还有可能污染地下水源。此外，污泥中还含有复杂的病原菌，在填埋过污泥的地面种植农作物有可能导致病原菌通过植物的吸附作用进行富集，造成作物的安全性受到影响。最后，对污泥进行填埋处理需要占用大面积土地，当前我国城市用地问题日益紧张，填埋法将不利于我国城市化进程的进一步发展。

2.2 焚烧法

对污泥进行焚烧处理可以有效实现对污泥的无害化处理，同时，产生的焚烧渣还可以进行回收利用制成附属产品。焚烧法具有处理速度快、处理量大、节约土地、焚烧后可回收等优势。由于污泥焚烧法可以有效对污泥进行减量化处理，且实现污泥的无害化，所以，当前我国对于焚烧法的应用较为广泛。焚烧法的应用原理是通过过量供给空气对污泥进行加热，并在高温（850～1 100℃）下氧化、热解，从而对污泥中的有机物和病原体等物质进行彻底破坏。

应用于污泥焚烧的装置种类较多，当前，竖式多级焚烧炉、转筒式焚烧炉、流化焚烧炉等设备在业界应用较为广泛。污泥的焚烧可以分为直接焚烧和干化焚烧两类，直接焚烧就是借助辅助燃料对污泥进行直接焚烧，未经干化处理的污泥含水率较高，在其燃烧过程中会造成较大能量损耗，同时对于燃烧后的尾气处理工艺和设备相对复杂，且投入成本较大。为了有效降低能耗，当前大部分企业采用干化焚烧法，其工作原理是先对污泥进行干化处理，将其含水率降到最低后再进行后续的焚烧作业。此外，当前焚烧工艺包括单独焚烧、电厂协同处置、水泥窑协同处置等。

2.3 污泥投海

在以往的污泥处理过程中，一些地区采用污泥投海的处理方法，该方法是将未经处理的污泥直接投入海洋，由于该技术未经过无害化处理，所以其应用成本较低，且污泥处理容量极大，被沿海城市广泛应用。但是，未经无害化处理的污泥会对海洋生态环境造成严重危害，甚至也会对人类的健康造成一定影响，伴随我国社会环保意识的不断提升和相关法律法规的不断完善，该技处理方法也逐渐被禁止使用。

3 城市污泥的资源化处理技术

3.1 污泥堆肥技术

污泥堆肥技术原理为，在适当的条件下（如水分、通风及C/N 比），微生物利用堆肥物料中易降解的有机物质进行新陈代谢和生长繁殖，将原本不稳定的污泥结构变成稳定的腐殖质，经过堆肥技术处理的污泥可以作为肥料应用于农田种植及土壤改良工作中。污泥堆肥主要包括厌氧发酵堆肥工艺、好氧发酵堆肥工艺及污泥制复混肥等技术。应用堆肥技术对污泥进行处理可以有效实现污泥处理“无害化”、“减量化”和“资源化”为一体的污泥处理工作目标，同时该技术还具有较好的经济效益，其应用潜力巨大。但是该技术也存在一定的弊端，例如，在堆肥过程中会产生大量臭气对环境造成二次污染；此外，我国很多地区对于污泥处理市场的监管并不严格，有些污泥处理过程中会掺入工业污水，导致污泥中的重金属含量增加，这就会对污泥堆肥的品质造成较大影响，也影响了污泥堆肥产品后期的使用。

3.2 污泥厌氧消化

通过微生物的厌氧作用可以使污泥中的有机物分解成较为稳定的物质，对比消化前污泥能大量减容，同时，还可以生成以甲烷为主的沼气。通过厌氧消化后的污泥残渣中也含有一定的养分，可以应用于土壤改良，实现污泥的最大化利用。但是受到处理工艺及设备的影响，同时加上我国的污泥泥质原因，导致沼气的产量不高，只有引进国外先进技术设备才能提升沼气产量，但是这样增加了污泥处理的运行成本，所以该项技术在我国应用还并不广泛。

3.3 污泥建材化应用

由于污泥中的部分成分与很多建筑材料的成分较为接近，所以，可以利用污泥中的这些成分进行建筑材料的制作。当前较为常见的污泥制作的建材主要包括：污泥制水泥、污泥制砖、污泥制陶粒等。污泥的建材化制作和应用可以实现污泥的能源化利用，十分符合我国的可持续发展战略目标。但是，由于污泥中的重金属含量较高，所以，使用污泥制作的水泥和砖块的强度较低且熔点也比较低，同时，该项技术的运行成本也相对较高，所以该项技术在我国并未得到推广应用。

3.4 污泥环保材料利用

污泥中含有大量有机物，将其通过化学改良或是高温碳化，可以将其制作成一系列环保材料，例如污泥制活性炭、污泥制可降解塑料等。污泥中的碳含量较大，通过热解处理和高温炭化后，可以制得吸附性良好的污泥活性炭，这是一种性能较好的吸附絮凝剂，其可以应用于废水处理作业，并可将废水中的化学需氧量及某些重金属离子进行有效去除。污泥有大量能够积累聚羟基脂肪酸的细菌，可以向污泥中添加碳源和无机盐培养基，制备可降解塑料——聚羟基脂肪酸。该技术既达到实现污泥资源化利用的目标，也可以达到环保的目的，有很好的市场价值。

4 结束语

综上所述，随当前我国社会环境保护意识的不断提高，人们对于环境污染问题也越发重视。城市污泥作为一种有害物质，其处理过程及工艺应得到社会的高度重视。如果采用科学合理的污泥处置技术，则可以实现污泥的无害化和资源化处理，既能减少其对环境的污染，又能为社会创造一定效益，实现我国的可持续发展战略目标。但是由于我国的污泥处置技术与发达国家相比还存在一定差距，导致其处理效果还不是十分理想。在今后的工作中，需要相关部门不断加强对污泥资源化处理技术的研究与应用。在保证环境质量的前提下，努力将其转化为能源供社会使用，真正意义上实现污泥处理的资源化，进而实现污泥处理的生态效益、社会效益和经济效益间的平衡，促进我国城市化进程的进一步发展。