污泥资源化利用及发展前景

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目录

目录I

摘要I

一、前言错误!未定义书签。

二、国内外污泥处置现状1

三、国内外污泥处置方法概述2

四、污泥资源化利用技术2

4.1污泥堆肥2

4.2污泥消化制沼气4

4.3污泥燃料化技术5

4.3.1 HERS法6

4.3.2 SF法7

4.4污泥的建材利用7

4.5活性污泥做黏结剂9

4.6剩余污泥制可降解塑料10

4.7污泥低温热解制燃料油10

五、展望11

参考文献12

摘要

城市污泥是污水处理厂污水处理的必然产物，这种废弃物的处理处置是污水处理后不可回避的问题。随着污水处理率的不断提高，污水处理厂的数目成倍增长，城市污泥的产量也急剧增加，城市污泥处置的矛盾变得日益突出。由于城市污泥具有容量大、不稳定、易腐败、有恶臭、有毒有害等特点，因此必须对其进行适当的处理处置，使其变废为宝，转化为可被人类利用的资源。

污泥处理技术大致可归结为两大类：一是抛弃型技术，污泥作为废物不利用；二是资源化技术，充分利用污泥中的有用成分，实现变废为宝。后者符合可持续发展的战略方针，有利于建立循环型经济，近年来得到广泛关注。本文在阅读大量中外文献的基础上，阐述了污泥的资源化利用方式，即污泥的堆肥化技术、消化制沼气、燃烧化技术、建材化利用等，通过这些方法实现污泥的变废为宝。

关键词：污泥；污泥资源化；污泥稳定化

一、前言

随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理深度的深化，污水厂污泥产量将有较大的增长，由此引起的二次污染已不容忽视。因此合理的处理处置污泥，已经成为城市污水厂和相关部门必须引起重视的问题。

污水处理厂污泥稳定化处理、安全处置和合理利用问题，已经成为我国污水处理行业发展的瓶颈。据统计，目前仅有10%的污泥通过堆肥、制肥回用到土地，少量被焚烧或用于制作建材，仍有超过75%的污泥尚需实现稳定化和安全妥善处理处置，二次污染隐患严重[1]。尤其是污水厂污泥中含有重金属、致病菌、寄生虫卵等危害人类健康的有机物，处理不当将引起较大的环境污染。

未来国家将通过技术引导、资金支持并落实各级政府责任，提高对污泥处理处置的重视程度和工作力度。将污泥处置设施作为污水处理综合系统的必要组成部分加以同步建设，消除污水处理过程中的二次污染隐患。在稳定、安全的前提下，努力提高污泥的资源化利用水平。

城市污泥处理处置现状及处置方法概述

二、国内外污泥处置现状

污泥具有含水率高、含有重金属、病原菌、寄生虫、有机污染物以及丰富的氮、磷、钾等营养元素的特点。污泥的处置方式主要有土地利用、卫生填埋、焚烧、填海等。各国根据自己的实际情况来选择某种较为合适的处理方法。美国 14%采用卫生填埋, 22%焚烧, 56.5%土地利用, 7.5%采取其他方式处理; 英国 10%卫生填埋, 30%焚烧,58%土地利用, 2%采取其他方式; 法国 19%卫生填埋, 14%焚烧, 65%土地利用, 2%采取其他处理方式; 日本5%卫生填埋, 32.7%焚烧, 61.7%土地利用, 0.6%采取其他方式; 欧洲 48%卫生填埋,7%填海, 7.8%焚烧, 34%土地利用, 3.2%采取其他方式[1]。

在我国, 由于经济和技术上的原因, 目前污泥尚无稳定合理的出路, 主要以农肥的形式用于农业。在建成的污水处理厂中约有 90%没有污泥处理的配套设施, 60%以上的污泥未经任何处理就直接农用, 而消化后的污泥也由于未进行无害化处理不符合污泥农用卫生

标准。有些地方, 由于不合理使用污泥造成重金属、有机物污染以及病虫害等, 导致严重的食品污染问题, 直接危及人体健康。

我国城市水污染控制普遍存在的问题是“重污水处理，而轻污泥处理处置”，在我国的城市水污染治理中，污水厂污泥处理处置费用约占工程投资和运行费的24-45%，而发达国家如美国与欧洲已占污水处理厂总投资的50-70%[2]。

三、国内外污泥处置方法概述

国外大多数国家的污泥采用焚烧、填埋、堆肥农用等实用性方法。如[2]美国，目前污泥土地利用已经代替填埋成为最主要的污泥处置方式，重心从处置改变到利用；欧洲的卢森堡、葡萄牙、西班牙、英国、瑞典、荷兰、比利时等大多数国家的污泥处置主要用于农业；希腊、德国、意大利等国家的污泥处置主要采用填埋；日本、奥地利等国家污泥处置主要采用焚烧。

采用何种污泥处置方法，减小体积、提高干度都是污泥处理难以回避的重要环节，同时也应均衡地兼有环境生态与经济效益。从环境污染、卫生安全和经济有效等方面考虑，无论哪种处置方法都有利弊。一种有效的、适合本地具体情况的污泥处置方法应为对环境、经济、社会效益兼具的方法。我国和发达国家在技术水平及经济发展水平上尚有一定的差距，污泥的性质也与国外不尽相同，因而必须寻求适合我国具体情况的污泥处理处置方法[4]。

四、污泥资源化利用技术

4.1污泥堆肥

污泥中含有大量的有机质、氮、磷、钾等植物需要的养分，其含量高于常用牛羊猪粪等农家肥，可以与菜籽饼、棉籽饼等优质的有机农肥相媲美[8]。但是污泥中往往也含有有害成分，因此在土地利用之前，必须对污泥进行稳定化、无害化处理，如好氧与厌氧消化、堆肥化等，其中堆肥化处理是较多采用的一种方法[6]。

堆肥化是利用微生物的作用，将不稳定的有机质降解和转化成稳定的有机质，并使挥发性有机质含量降低，减少臭气；物理性状明显改善（如水含量降低，呈疏松、分散、粒

状），便于贮存、运输和使用；高温堆肥还可以杀灭堆料中的病原菌、虫卵和草籽，使堆肥产品更适合作为土壤改良剂和植物营养源。

我国农村利用杂草、秸秆等和禽兽粪便混合，制成有机肥料的做法已有很长的历史，但这种堆肥过程主要靠自然通风或表面扩散向堆料供氧，由于供氧不充分，不能作为大规模处理处理、生产高质量堆肥产品的手段[5]。现代堆肥化制好氧快速堆肥过程，污泥堆肥过程的主要技术措施比较复杂，主要包括：调整堆料的含水率和适当的C/N比；选择填充料改变污泥的物理性状；建立合适的通风系统；控制适宜的温度和pH值等。

典型工艺：污泥与垃圾混合堆肥工艺

污泥与垃圾的混合堆肥工艺也是堆肥处理的一种方法，它充分利用污泥含水率高（70～80%），含有丰富的氮、磷、钾等农作物不可缺少的营养物质，而城市垃圾含水率低（30～40%），有机物较多的特点，按一定的比例进行混合，通过好氧高温发酵和厌氧中温发酵,杀死致病菌与寄生虫卵，并保留着植物生长土壤所需要的氮、磷、钾等营养物质的含量，形成良好的腐殖土—堆肥。

污泥与垃圾的混合堆肥技术具有经济、简便、可资源化的优点。其工艺流程框图如下：

污泥与垃圾堆肥法是通过机械设备对污泥与垃圾混合物料进行好氧高温发酵，再自然堆放厌氧中温发酵的一种方法，主要包括：污泥与垃圾前处理、好氧高温发酵、厌氧中温发酵、后处理等四部分。

1、污泥与垃圾的前处理

实际上是以垃圾用作污泥的分散剂，混合均匀，进入后续工艺。污泥与垃圾混合重量比为3:7，混合后最佳含水率为45～55%。在实际应用中，可通过检测混合物料的含水率，调整污泥与垃圾的混合重量比。

2、好氧高温发酵