污泥处理处置的现状和发展趋势分析

污泥处理处置的现状和发展趋势分析

指出了在未来几年，我国将建成上千座污水处理厂，每座污水处理厂每天要排放含水率约99.2%的剩余污泥达数百乃至上万t，这些剩余污泥的安全处理处置将成为未来急需处理的难题。对污泥的各种处理处置方式及其优缺点和发展现状进行了综述，并针对性地提出了解决问题的几点建议。

1污泥现状

近年来，随着国家经济的快速发展和节能减排政策的作用，我国城镇污水处理行业得到迅速发展，水环境治理取得显著成效。生物法是污水处理最常用的方法，而剩余污泥是其过程中的必然产物。剩余污泥易腐烂，有恶臭，并含有大量病原微生物、寄生虫卵或重金属等有害物质，如果不能得到有效的处理处置，很容易对地下水、土壤等造成二次污染，威胁环境安全和公众健康，影响国家节能减排战略实施的积极效果[1～4]。随着近年来我国环境保护的要求越来越高，污水处理率的增加，污泥产生量也不断地增加。2009年，全国投入运行的城镇污水处理厂1992座，处理污水量共计280亿m3，产生污泥约2005万t（含水率约80%）[5]。住建部发布《关于全国城镇污水处理设施2011年第4季度建设和运行情况的通报》显示，截至2011年年底，全国各市、县累计建成城镇污水处理厂3135座，污水日处理能力达1.36亿m3。全国正在建设的城镇污水处理项目达1360个，总设计能力约2900万m3/d，城市污水处理率达82.6%。我国的剩余污泥处理处置压力十分巨大。另据不完全统计，全国城镇污水处理厂污泥只有小

部分进行卫生填埋、土地利用、焚烧和建材利用等，大部分未进行规范化的处理处置。上海市的污泥处理处置只约占总污泥产生量的25%。因此，我国污水处理厂的污泥处理处置问题日趋严峻，研究污水污泥的处理处置对策迫在眉睫。

污泥处理处置的最终目标是实现污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化[6]。从技术和操作层面上，污泥处理处置可以分为两个阶段：第一阶段是在污水处理厂区内对生污泥进行减量化、稳定化处理，其目的是为了降低污泥外运处置造成二次污染的风险；第二阶段是对处理后的污泥进行合理的安全处置，实现污泥无害化和资源化的的最终目的。

针对我国目前的污泥现状，本文对污泥的处理处置技术发展现状、污泥预处理技术的研究进展及存在的问题进行了综述，并提出几点建议，对于我国城市污水处理厂产生的剩余污泥的有效处理处置，具有重大的实际意义和参考价值。

2污泥处理处置技术的发展现状

2.1污泥处理技术

污泥处理就是对污泥进行浓缩、调理、脱水、稳定、干化等的加工过程[7]。随着我国污泥产生量的不断提高，污泥处理处置逐渐成为国内外关注的焦点。有效适当的污泥处理可以使污泥在处置中减少对环境造成的有害影响。

2.1.1污泥浓缩/脱水

目前，城市污水处理厂最常用的污泥浓缩方法主要为重力浓缩池和浮选浓缩池，其中重力浓缩池应用最多[8]。我国水处理工艺技

术发展较快，与国际先进水平差距不大，其中污泥脱水技术也有了较大的提高，但污泥浓缩技术较为落后，相对工业发达国家普遍采用的专用污泥浓缩机，“两池”占地大、效率低、投资高、建造工期长、管理控制难，差距显著。

污泥脱水的传统方法主要是利用污泥干化场，使其自然干化，其主要缺点为占地面积大、环境卫生条件恶劣、适用地区范围小。目前在大型、开放性城市，已很少使用。由于环保要求，在我国污泥脱水技术研究已得到各方面的逐步重视，各种型式的脱水机械也在逐步开发制造，但仍不成熟，需要进一步提高脱水机械设计、制造和管理水平。目前常用的污泥脱水设备主要有真空过滤机、带式压滤机、离心脱水机、板框压滤机和回转脱水机等[9]。对于污泥脱水型式选择的条件，主要根据污泥的理化性质、进泥含水率、脱水后泥饼含水率、占地、一次性投资和运行费用等，进行综合比较考虑确定。

为便于污泥进一步处理处置，目前，我国有关部门要求将城市污水处理厂产生的污泥的含水率控制在60%以内。然而，目前尚缺少能耗较低、添加剂用量少、产能大且能对污泥连续进行处理的深度脱水设备。当前市场上出现的板框式深度脱水处理机在脱水方面能满足相关的要求，但其压榨时间较长（一个循环周期时间约3h45min）、不能连续出料、单台设备处理能力小、设备使用寿命较短、技术有待完善等缺点限制了其进一步的推广使用。

上海市城市排水有限公司与上海交通大学结合目前污泥深度脱水压滤机存在的问题，开发了一套可使污泥易于脱水的预处理技术

（添加相当于脱水污泥总量为5%～6%的污泥改性剂）和一套可连续对污泥进行脱水的新型带式压滤试验机（处理能力为20～

30t/d）。污泥通过改性剂预处理并经过连续带式压滤后，含水率可从80%～85%降低到50%～55%左右，能满足与后续污泥处置衔接的要求。该设备是在原有带式压滤设备基础上发展而来的，其构成具有如下特点。

（1）滤带。要求其具有较高的抗拉强度、耐曲折、耐酸碱、耐温度变化等特点，同时还应考虑污泥的具体性质，选择国外进口的适合的编织纹理，具有良好的透气性能及对污泥颗粒的拦截性能的污泥滤带。

（2）辊压筒的调偏系统。通过气动装置自动纠偏。

（3）滤带的张紧系统：由气动系统来控制，滤带张力一般控制在0.3～0.7MPa，常用值为0.4MPa。

（4）带速控制。不同性质的污泥对带速的要求各不相同，即对任何一种特定的污泥都存在一个最佳的带速控制范围，在该范围内，脱水系统既能保证一定的处理能力，又能得到高质量的泥饼。（5）连续带式压滤脱水机受污泥负荷波动的影响较小，并具有出泥含水率较低、运行稳定、管理控制相对简单、对运转人员的素质要求不高等特点。（6）运行电耗。该设备能耗较小，每吨脱水污泥从含水率80%降到55%以下时，电耗约为9～12kW·h。

2.1.2污泥消化稳定技术

在我国，存在着“重水轻泥”的现象，所以与国外相比，我国污水处理厂污泥稳定化程度低，据调查，2600多座污水处理厂中只

有近60座配有污泥厌氧消化设施，而其中正常运行的不到20座[10]。

污泥消化稳定技术主要有好氧消化和厌氧消化两种，在设备方面，厌氧消化主要依靠国外进口设备，污泥好氧堆肥技术和设备主要为自主开发，并且已经实现产业化。厌氧消化是目前国际上最为常用的污泥生物处理方法，适用于大型污水厂，通常可使污泥减量30%以上，使污泥稳定易于脱水，具有良好的有机物降解率（40%～60%），回收能源，运行成本低，总污泥量减少，净能量消耗低，病原体活性低，消化后产品适合农用，应用性广；但也存在操作难度高、初次投资高、安全问题等缺点。

2.2污泥处置方式

污泥处置是指污泥以某种形态在环境中消纳的方式。常见的污泥处置方式主要有：卫生填埋、焚烧、土地利用、建材利用等[11，12]。在我国，污泥的土地填埋占了较大比例，且最终出路是进入垃圾填埋场，也有填海，有的进入水塘堆放，对环境造成严重的二次污染[12]。最适合我国的污泥处理方式是土地利用。

2.2.1卫生填埋

卫生填埋是目前我国普遍采用的污泥处置方法，但由于脱水污泥的含水率较高及填埋场对污泥剪切力的要求，污泥进填埋场的含水率必须小于40%，有机质含量低于30%[11]，并且现在很多垃圾填埋场拒收污泥入场。近年来很多处置污泥的填埋场增设了深度脱水/固化或石灰稳定设施，来实现污泥有效卫生填埋。

污泥卫生填埋始于20世纪60年代，到目前为止已经发展成为一