城市污泥处理及资源化利用

研究城市污泥的处理及资源化利用摘要：城市污泥既是污染物又是一种资源，而大量的污泥需要处理又是我国急需解决的环境问题，只有将污泥的处置与资源化利用相结合才是污泥处理的最佳出路。污泥的资源化利用能够部分减少对自然资源的消耗，废弃物的循环利用，具有非常重要的现实意义和经济社会价值，符合可持续发展的理念，所以污泥的处理处置与其资源化技术成为了污泥处置方面的热门研究方向。阐述了几种常见的较为有效的污泥处理处置和资源化利用的方法。

关键词：城市污泥；处理处置；资源化利用

中图分类号：f291.1 文献标识码：a 文章编号：

1引言

城市污泥是指城市污水厂在处理污水的过程中所产生的固态废弃物。污泥的含水量高，易腐烂，成分复杂，不仅含有大量有机质、n、p、k等营养元素，而且含有大量的病原菌、细菌、寄生虫卵，并伴有强烈恶臭。若污泥不经处理随意堆放，经过雨水的侵蚀和渗漏作用，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接危害环境安全和人类身体健康。近年来，随着我国城镇化、工业化进程加快，工业废水和生活污水的超量排放问题随之而来。据统计，截至2008

年年底，全国污水排放总量572亿t，全国投入运行的城镇污水处理设施总设计处理能力9 092万m3/d，实际平均处理能力6693万m3/d。2009年2月统计，我国每天产生含水率80％的湿污泥近10万t。因此如何有效、经济地处理处置剩余污泥和实现污泥资源化

成为我国面临的一个无法回避的问题。

早期的污水处理厂由于没有严格的污泥排放制度，为了节约成本，大都简化甚至忽略了污泥处理的步骤，但随着污泥的堆积引发的问题逐步引起全世界的重视，我国近年来也连续出台了一系列有关污泥处理处置的措施、法规及标准，主要有环境法、环境行政法规及城市污水污泥处置相关标准等。本文综述了目前污泥的预处理方法、污泥的处理处置及资源再利用的方法，为今后的污泥处理处置研究提供参考。

2污泥的预处理

污泥从污水处理厂排出时，体积庞大，成分复杂，给污泥的后续处理带来一定的困难，所以首先要对其进行预处理。污泥的预处理是通过污泥的稳定、消化、热处理和脱水工艺达到降低固体有机物含量、杀菌及污泥脱水的目的。此外，经过预处理的污泥的成分、性质发生改变，有利于后续能源和资源的再利用。

2.1污泥的稳定化

常用的3种污泥稳定的方法有：消化法、碱性稳定化和热处理法。

2.1.1污泥的消化

污泥的消化是指在人工控制下，利用好氧或厌氧微生物的代谢作用将污泥中的有机物质分解为气体和残余稳定物，主要包括好氧消化和厌氧消化。好氧消化法的降解程度高，易脱水，运行管理简单，但运行费用高，消化污泥量少，随温度波动污泥的降解程度的

波动较大，故相较之下厌氧消化较常用，该方法可以显著减少污泥体积，消除恶臭，较易脱水，污泥性质稳定，更宜作肥料。

2.1.2碱性稳定法

碱性稳定法是通过向污泥中投加石灰、水泥窑灰等强碱性物质一方面提高污泥的ph值，另一方面可利用强碱性物质释放出的大量热能杀灭病原体，抑制微生物的活性，降低恶臭和钝化重金属，当污泥ph值达到11.0~12.0时，趋于稳定，处理后污泥可直接施用于农田。

2.1.3污泥的热处理

热处理法也可以使污泥达到稳定化的目的。它是通过加热使潮湿污泥中的水分蒸发，达到烘干的效果，一般包括常压下30~75℃和75~190℃两个阶段，热处理能使污泥固化，胶体结构破坏，减少污泥中的结合水。污泥通过热处理可以杀灭其中的微生物和寄生虫卵，并达到防霉、除臭的目的，处理后污泥的体积可达到原来的20%~25%。但是经该方法处理后，部分可溶性有机物质、有毒重金属及nh3-n易溶出回流到原污水中，从而造成处理出水水质下降。

2.2污泥的浓缩和脱水

为便于污泥的处理和运输管理，污泥的浓缩和脱水是污泥处理的必不可少的前处理工序。污泥浓缩技术主要包括重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩、转鼓机械浓缩、带式浓缩机浓缩等，经过浓缩后污泥的含水率可达到95%~97%，在很大程度上实现了污泥的减量化。在整个污泥处理系统中，脱水处理是污泥最重要的减量化途径，可

减到原体积的10%~20%。一般采用自然干化和机械脱水两种方式。污泥的自然干化是一种简便经济的脱水方法，它是利用自然力量将污泥脱水，适用于气候比较干燥、用地不紧张以及环境卫生条件允许的地区。但相比之下，更多使用的是机械脱水，其处理效率较高，不受条件限制。目前主要使用的脱水机械有转筒离心脱水机和带式污泥脱水机等。随着污泥处理技术的发展需要，污泥的浓缩和脱水逐步一体化。

3污泥的处理处置方法

污泥处置是根据污泥的最终去向，将污泥进行利用或无害化处理，传统上大多采用填埋、投海和弃置堆放、焚烧方式，虽然简单易行，但是会带来占用土地、污染地下水或海洋环境、填埋场渗水等问题，并未从根本上解决环境问题，给生态环境埋下安全隐患，这些方法也逐渐被环境法案和国际公约等制约。为避免污泥对环境的二次污染，人们已认识到污泥处理的优先顺序是减容、利用、废弃，污泥的利用和资源化成为研究主流。污泥的有效利用可分为土地利用和热能利用，具体方法主要包括污泥堆肥、焚烧、生物沥浸等。

3.1污泥堆肥

污泥的堆肥是在有控制的条件下，利用污泥中的微生物（主要是细菌）进行发酵，对多种有机物氧化分解并转化为腐殖质，使有机物稳定化。研究表明，通过堆肥处理的污泥物理性质得到大幅度改善，其结构蓬松，容重减小；同时可一定程度上消除恶臭；病原

菌和寄生虫几乎全被杀灭，有毒有害物质显著降解，消除了二次污染，堆肥产品还可作为有机肥料被植物利用，具有明显的社会效益和环境效益。

目前全世界有各种各样的污泥堆肥方法，其中按堆肥堆制方式可分为开放式堆肥和封闭式堆肥；按发酵历程可分为一次发酵和二次发酵；按微生物对氧的需求可分为好氧堆肥和厌氧堆肥；按所处状态可分为发酵仓式堆肥和无发酵仓式堆肥；按堆肥过程中物料运动形式可分为静态堆肥和动态堆肥。

3.2污泥焚烧

污泥焚烧是一种在有氧条件下高温热处理的技术，由于城市污泥中含有大量的有机物和纤维木质素，脱水后可以燃烧。通过焚烧可使污泥迅速和最大程度上减容，缩短了处理时间，体积可达到原来的3%~20%，焚烧过程中所有的细菌被彻底杀灭，有机残余物被氧化分解，且焚烧产生的热能可回收利用，若在污泥中掺入适量的引燃剂、催化剂等，还可制成“合成燃料”，作为炉窑或锅炉的辅助燃料。目前应用最广的焚烧方式流化床式焚烧，其焚烧设备结构简单，操作运行方便，能够使燃烧彻底，有机物的破坏去除率高。而且焚烧处理的占地面积小，产生的灰渣稳定不腐败，无害化程度高，能量和灰渣可回收利用，操作条件不受天气的限制，但焚烧的成本较高，是其他工艺的2~4倍，热能利用受到规模的制约，会产生有毒有害气体，污染大气环境；而且难以处理量大面广的城市污水处理厂的污泥。