城市污水污泥处理

一、污泥处理工艺步骤

污泥处理包括许多工艺步骤，其具体组合和变化依据污泥的化学、物理和生物特性，以及处理的目标进行。通常采用的工艺方法（污泥处理的基本方法）有：①污泥稳定，包括生物稳定（好氧或厌氧）和化学及物理稳定（石灰处理、湿氧化）；②污泥固液分离，包括污泥浓缩、污泥脱水、污泥干燥、污泥焚烧等。其中，污泥焚烧是最彻底的、稳定的处理方式。以上这些单一步骤可以有多种多样的不同组合，在这些组合中有些工艺可重复出现，但也可完全不采用。

国内外污泥处置现状

国内污水处理现状及趋势

目前，国内外普遍采用的生物除磷脱氮工艺A/O 工艺，A2/O 工艺，倒置A2/O 工艺，氧化沟工艺，SBR 及其变形工艺。根据本工程的规模，从节能、省地、减少运行费用方面考虑，首选底曝（鼓风曝气）工艺；根据污水处理程度的要求，污水处理一般须选用生物强化除磷脱氮技术工艺。

我国污水污泥处置技术仍以污泥农用、卫生填埋和焚烧为主，占处理比重的86.3%。其中，农用44.3%，卫生填埋31%，焚烧11%，直接抛弃垃圾场的为13.7%。

国内外污泥处理的方法，一般用浓缩、消化、脱水、干化有效利用（农、林用）填埋、焚烧等，或某几个组合处置，是世界各国广泛采用的方法。

国外污泥处置发展现状与趋势

西方国家对污泥的处置，较多的采用填埋、农田利用、焚烧等方法。为防止污泥对环境造成二次污染，各个国家对污泥的最终处置问题都十分关注，并依据国情选取较为合理和妥善的污泥处置方法和具体方案。欧盟一般对污泥处理顺序为：尽量不产生、控制产生量、循环利用、焚烧、填埋。农业利用和填埋最为常见的两种方法。

研究分析了全球12 个发达国家对污泥的处置方式，其中45.3%为农业利用，38%为卫生填埋，10.5%采用焚烧技术，6.0%为海洋排放。西欧以填埋为主，美国、英国等国家以农用为主，加拿大焚烧约占40%。由于海洋污染和国际公约法规的完善，美国和欧盟已对海洋倾倒污泥现象加以禁止。另外，大部分国家禁止焚烧固体垃圾中的生物量，有了法律的保护，很大程度上保证了污泥处置的效率。表 2.1 是1997 年部分国家污泥产量及处置方法的统计结果。

统计数据充分表明：在法律作用下，各个国家对于污泥的处理已经取得了良好的效果，基本都能够达到要求，农业利用占有很大比重，其次是填埋，焚烧也有很多国家选

用，海洋排放很大程度减少得到遏制。

研究污泥处理技术发展，其工艺基本是以下三类：填埋、焚烧、综合利用。

由于土地的费用因素限制，农用方式出现小幅度下降，填埋也随之削减，而焚烧所

占比例急剧增加。总的来说，国家政策会直接导致处置工艺所占比例，但没有出现较新

处置工艺。综合各个方面的因素，污泥焚烧是各个国家的很好选择。该技术不仅能减量

化实现资源化，而且随着流化床焚烧技术的革新，几乎不需要矿物燃料助燃，还可以供

暖发电。污泥焚烧灰制砖技术可以有力的推动焚烧技术，极大的降低了成本，因此，污

泥焚烧灰制砖技术引起广泛重视。

国家与地方对污泥处理的相关政策要求

城市污水污泥的处理方案，应采用厌氧、好氧和堆肥等方法进行稳定化处理；对于

日处理能力10 万m3以上的污水二级处理设施产生的污泥，宜采取厌氧消化工艺进行处理，产生的沼气可以综合利用；日处理能力10 万m3以下的污水处理设施产生的污泥，可进行堆肥处理和综合利用。

污泥处理处置包括处理与处置两个阶段，主要处理方法有：浓缩脱水、厌氧消化、

好氧发酵、污泥热干化、石灰稳定等；污泥处置是指处理后污泥进行消纳最终处置的过

程，主要处置方法有：土地利用、建材利用、焚烧与协同处置、填埋等。

污泥处理处置是相辅相成的，污泥处置的方式决定了污泥处理的方案选择及处理标

准的确定。

污泥处理方式的选择与确定

污泥的土地利用及填埋是比较主流且适用于实际情况的的污泥利用和处置方式，而

污泥处理过程中的能源和资源的回用也越来越得到更多的重视。因此，建议采用可以提供稳定化、适用于土地利用和填埋污泥处置、并兼顾污泥资源化的污泥处理方式，主要处理方式为：在浓缩预处理的基础上进行深度脱水、厌氧消化、堆肥、石灰稳定或热干化。

(1)深度脱水

一般污泥脱水工艺脱水后含水率大约为75~85%，高含水率给污泥后续处理及处置均造成诸多不变；故而污泥的深度脱水显得尤为重要，但是部分条件限制，深度脱水具有局限性。深度脱水工艺是相对于一般机械脱水而言，其脱水后污泥的含水率比一般脱水工艺要高，

一般达到50~65%，基本满足污泥进入垃圾填埋场对含水率的要求。

污泥调理是深度脱水工艺的关键步骤之一，通过调理能将污泥中的一部分毛细水、吸附水和结合水转变为孔隙水，然后通过压滤脱出。污泥调理方法包括化学调理、物理调理和热工调理等；使用的调理剂一般为有机或无机调理剂，具体配方各有不同，但大多含有铁盐、铝盐和石灰。

当前，大多数研究单位都以机械脱水与其他方法相结合，达到极高脱水效果。

(2) 厌氧消化

在污泥利用前，带有能源回收的厌氧消化是世界上较盛行的污泥处理技术。厌氧消化是在厌氧条件下通过把污泥中的有机物转化为沼气和二氧化碳，削减有机物含量。

污泥厌氧消化按消化温度分为高温厌氧消化和中温厌氧消化，按运行方式又可分为单级消化和两级消化。目前，国家鼓励城镇污水处理厂采用厌氧消化工艺对污泥进行稳定处理，对产生的沼气进行综合利用；在国内的实际工程中，各种形式的污泥厌氧消化在中国的大型污水处理厂中均有规模化应用，是国内最常用的污泥稳定方法，主要应用的厌氧消化技术为中温厌氧消化、高负荷消化和两级消化等。根据AECOM 公司对全国污水处理现状的调研，多数采用污泥厌氧消化的污水处理厂均采用中温厌氧消化。

采用厌氧消化处理污泥的建设投资约一般为30～60 万元/ t 污泥（80%含水率），若采用更多的进口设备，投资成本将会增加。运行成本主要来自人员、电耗、药耗和设备的检修等，直接运行成本约60~120 元/t 污泥（含水率80%）（不包括浓缩和脱水），考虑沼气发电能源回收后，综合运行成本可下降30~50%。

(3)堆肥

堆肥是以污泥为原料，在人工控制一定的水分、氧气、温度、养分、pH 等条件下通过微生物的发酵作用，将污泥中有机物分解、腐熟转变为肥料的生物化学过程，其实质是有机物的发酵过程。

堆肥过程受工艺要求、技术难度、处理能力、可用场地面积等因素的影响很大；如动态连续堆肥要求高度机械化，设计过程复杂、施工技术操作人员的技术要求较高，一次性投资成本较高。因此，在实际过程中常采用多种类型并用的方式；在国内大型的堆肥处理工程中，一般采用好氧高温条垛式堆肥工艺。

污泥堆肥在北京、河北、江苏、山东、福建等地，均有规模化的项目投产运行。由于地区差别、机械自动化水平、规模大小的不同，每吨脱水污泥（含水率80%）堆肥处理的工程投资约为25~45 万元。考虑人工、能耗、辅料、药剂、设备折旧等因素，处理每吨脱