引言

分析了城市污泥處理現(xiàn)狀，提出了城市污泥處理的必要性、可行性以及城市污泥處理的要求和推薦工藝方案、城市污泥處理的風(fēng)險(xiǎn)分析。

城市污泥處理現(xiàn)狀

隨著我國(guó)工業(yè)的迅速發(fā)展，城市人口不斷增加，城市垃圾污染日益嚴(yán)重，特別是居民生活污水處理以后產(chǎn)生的大量污泥，含有病菌、細(xì)菌和真菌，含有帶菌水分和重金屬。目前我國(guó)現(xiàn)有的污泥處理方法主要是脫水以后堆放填埋，處理費(fèi)用昂貴，一般一個(gè)污水處理廠的污泥處理費(fèi)用占到運(yùn)行費(fèi)用的15%～30%，占到總投資的15%～25%。由于處理污泥花費(fèi)巨大，致使一些污水處理廠將污泥直接排放，給環(huán)境造成二次污染，隨帶菌水滲透到地下的有害菌也嚴(yán)重危害到人民生命健康和安全。因此污泥成為困擾污水處理廠和社會(huì)的重大問(wèn)題，同時(shí)污水處理廠排放的污泥中含有大量有用的植物生長(zhǎng)所必需的肥分（N、P、K）及微量元素和土壤改良劑（有機(jī)腐殖酸）沒(méi)有利用。

城市污泥處理的必要性

隨著污水處理污泥量日漸增多，大量占據(jù)垃圾填埋場(chǎng)的填埋空間，所產(chǎn)生的滲濾液嚴(yán)重污染環(huán)境，給垃圾填埋場(chǎng)造成了巨大的負(fù)擔(dān)。垃圾填埋場(chǎng)已無(wú)接納污水處理污泥的能力，必須設(shè)法處理和處置，使之無(wú)害化、減量化、穩(wěn)定化，并最終能夠資源化。因此亟待為污泥另外尋找出路。

表1 污泥中的營(yíng)養(yǎng)成分與農(nóng)家肥比較

污泥既是污染物又是一種資源，干污泥的有機(jī)質(zhì)含量高達(dá)到70%以上。污泥的處理、處置與資源化利用相結(jié)合才是其最好的出路。隨著海洋投棄被禁止，污泥棄置的比例正逐漸減少，同時(shí)土地填埋也受到越來(lái)越嚴(yán)格的限制，因?yàn)樘盥裥枵加么罅客恋?、耗費(fèi)可觀的填埋費(fèi)用且不能根治污染。在今后數(shù)年里美國(guó)的大部分污泥填埋場(chǎng)將關(guān)閉，歐盟也將規(guī)定填埋必須和焚燒相結(jié)合，只有焚燒灰才可以被填埋。人們已認(rèn)識(shí)到污泥處理的優(yōu)先順序是減容、利用、廢棄，污泥減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化處理后作為資源回用已經(jīng)成為主流。污泥利用可分為土地利用和熱能利用，無(wú)論采取什么工藝，必須先進(jìn)行熱干化。利用污水處理污泥制造有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥是避免污泥產(chǎn)生二次污染實(shí)現(xiàn)其無(wú)害化、減量化的一條有效的最終的污泥處置方法。較為適合我國(guó)國(guó)情。

這里污泥有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)混肥就是指利用污水處理污泥作為有機(jī)質(zhì)，磷酸一銨、氯化鉀、過(guò)磷酸鈣作為無(wú)機(jī)原料，用造粒機(jī)生產(chǎn)的粒狀有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)混肥料。它的生產(chǎn)在國(guó)內(nèi)污水處理行業(yè)已有幾年歷史了。作為一種有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)混肥料它除了具有一般的肥效長(zhǎng)，緩、速結(jié)合，防止土地酸化，改良土壤等特性外，最突出特點(diǎn)就是保水性能好。目前我國(guó)污水處理行業(yè)生產(chǎn)有機(jī)復(fù)混肥的廠家已有十幾家了。污泥處理為解決上述問(wèn)題開(kāi)辟了一條新的途徑，意義重大。

表2 城市污水廠的污泥重金屬含量（mg/kg以干污泥計(jì)）

圖1 轉(zhuǎn)筒污泥干化工藝流程框圖

城市污泥處理的的可行性

我國(guó)以占世界7%的耕地養(yǎng)育著世界23%的人口，而農(nóng)業(yè)糧食的增產(chǎn)基本上靠土地施用氮肥或者氮、磷、鉀復(fù)混肥來(lái)滿足農(nóng)作物的生長(zhǎng)。長(zhǎng)期大量施用化學(xué)肥料，造成土壤有機(jī)質(zhì)、微量元素硫、鈣、鎂、鋅、錳、硼等的缺乏癥，使得土壤板結(jié)日益嚴(yán)重，地力下降，作物減產(chǎn)。

污水處理后排放的污泥是一種有效生物資源，它含有促進(jìn)作物生長(zhǎng)的有機(jī)氮、磷、鉀等4%～6%的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并含有高達(dá)50%以上的有機(jī)質(zhì)，是良好的土壤改良劑。采用先進(jìn)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行無(wú)害化處理后可作肥料，對(duì)污水處理廠來(lái)說(shuō)，不但可以節(jié)約大量的污泥終端處理費(fèi)用，更可以為農(nóng)田增添有機(jī)質(zhì)，增強(qiáng)土壤的物理特性，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，又可創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。這種污泥有機(jī)生物肥投入土壤，具有高效、無(wú)污染的特點(diǎn)，完全符合國(guó)家“兩高一優(yōu)（即高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)）”農(nóng)業(yè)的要求，完全符合生產(chǎn)“綠色環(huán)保食品的要求”。

在污水處理過(guò)程中通過(guò)污泥的吸附、沉淀和濃縮，使得污泥中富集了污水中的各種重金屬，如表2所示。

從表2中我們可以看出，一般的城市污水處理廠污泥有害成分是比較低的，其含量遠(yuǎn)低于農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，而植物體對(duì)元素的吸收也非常有限，因此，城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥作肥料進(jìn)入食物鏈后對(duì)人體沒(méi)有任何危害。

城市污泥處理的要求和推薦工藝方案

城市污泥處理的要求

污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥，有機(jī)物含量較高且不易穩(wěn)定，易腐化，并含有寄蟲(chóng)卵，處理不好將造成二次污染，故必須妥善處理。

（1）減少有機(jī)物，使污泥穩(wěn)定化。

（2）減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處理費(fèi)用。

（3）減少污泥有害物質(zhì)。

（4）利用污泥中的可用物質(zhì)，化害為利。

（5）避免二次污染。

推薦轉(zhuǎn)鼓干化工藝方案

目前城市污泥處理的方法有轉(zhuǎn)鼓干化工藝、流化床工藝、污泥干化“珍珠工藝”、渦輪薄層干化工藝、低溫冷風(fēng)干燥工藝等。綜合比較上述工藝，轉(zhuǎn)鼓干化工藝相對(duì)比較優(yōu)越。因此本文重點(diǎn)介紹轉(zhuǎn)鼓干化工藝。

其工藝過(guò)程為：沼氣在燃燒爐燃燒形成的高溫氣體（約400℃）進(jìn)入轉(zhuǎn)筒干燥器內(nèi)通道中直接與干濕混合后的（含固率65%-70%）污泥顆粒相接觸，使污泥中的水分蒸發(fā)，污泥顆粒較小的部分易被干化完全，比重減小，隨氣體一起由外通道排出干燥器，其在干燥器中停留的時(shí)間較短，而較大的污泥顆粒不易被快速干化完全，在干燥器中停留的時(shí)間較長(zhǎng)，直至完全干化。干化顆粒在循環(huán)氣體的推動(dòng)下被排出干燥器。干化后污泥干顆粒的溫度＜70℃，含固率＞90%，顆粒直徑約0.5-4mm。經(jīng)預(yù)分離器及旋風(fēng)除塵器分離，部分干污泥顆粒由預(yù)分離器經(jīng)冷卻螺旋輸送機(jī)送至中間儲(chǔ)罐，再由鼓風(fēng)機(jī)氣送至干污泥料倉(cāng)中儲(chǔ)存或進(jìn)行后續(xù)處理；另一部分由旋風(fēng)除塵器收集的細(xì)小污泥顆粒及部分由預(yù)分離器分離的干污泥根據(jù)濕污泥量輸送至干濕污泥混合器與濕污泥混合形成內(nèi)干外濕的污泥顆粒進(jìn)入三通道轉(zhuǎn)鼓干燥器中進(jìn)行干化處理。經(jīng)旋風(fēng)除塵器排出的氣體（溫度約95℃）由循環(huán)風(fēng)機(jī)吸至冷凝及水霧收集器洗滌后回到燃燒爐中循環(huán)，循環(huán)風(fēng)機(jī)的抽吸使干燥器、預(yù)分離器及旋風(fēng)除塵器中壓力處于負(fù)壓狀態(tài)，防止了蒸汽及污泥粉塵的外泄。部分廢氣從循環(huán)氣體中抽出，經(jīng)生物除臭器處理達(dá)到大氣排放標(biāo)準(zhǔn)后排入大氣中。

轉(zhuǎn)鼓污泥干化工藝流程見(jiàn)框圖1。

轉(zhuǎn)鼓干化工藝優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，安全可靠，生產(chǎn)的顆粒粉塵較少。系統(tǒng)在全真空狀態(tài)下操作，無(wú)臭味外溢，自動(dòng)化程度高、設(shè)備維護(hù)量少，工藝適用面廣。

城市污泥處理的風(fēng)險(xiǎn)分析

政策風(fēng)險(xiǎn)

在我國(guó)，農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料行業(yè)一直是國(guó)家重點(diǎn)扶持的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，城市污泥處理后制肥應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，該行業(yè)的發(fā)展會(huì)日益得到重視，因此，基本不存在風(fēng)險(xiǎn)，只會(huì)越來(lái)越好。

行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)

目前，我國(guó)肥料生產(chǎn)行業(yè)80%以上的生產(chǎn)企業(yè)為化學(xué)肥料生產(chǎn)企業(yè)。作為污染環(huán)境、危害人民身心健康、破壞土壤與生態(tài)平衡與生態(tài)資源的化肥，已出現(xiàn)或即將出現(xiàn)夕陽(yáng)工業(yè)的征兆，其生產(chǎn)與發(fā)展已越來(lái)越受到各種環(huán)境、生態(tài)、市場(chǎng)、成本等多方面的限制與制約。而生物有機(jī)復(fù)混肥則由于其成本低、高效、營(yíng)養(yǎng)、改善作物品質(zhì)、環(huán)保、綠色、保土、抗旱等多方面優(yōu)勢(shì)，逐漸被用戶接受和廣泛使用。其行業(yè)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)顯著，只要保證質(zhì)量，擴(kuò)大銷售與服務(wù)，最終將贏得市場(chǎng)，并取代化肥，因此，行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)很小。

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)險(xiǎn)

與化肥相比，生物有機(jī)復(fù)混肥屬新近開(kāi)發(fā)的高新技術(shù)產(chǎn)品，對(duì)新產(chǎn)品的使用，人們會(huì)有一個(gè)認(rèn)知過(guò)程。所以，進(jìn)入市場(chǎng)慢應(yīng)該是市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的先兆性體現(xiàn)。同時(shí)，作物生長(zhǎng)周期的長(zhǎng)期性、農(nóng)民觀念的轉(zhuǎn)變，也有個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，但這些阻礙都是會(huì)隨著產(chǎn)品的使用而予以事實(shí)證明的。因此，市場(chǎng)與競(jìng)爭(zhēng)只是時(shí)間長(zhǎng)短的問(wèn)題，只要取得政府相關(guān)部門(mén)支持，采取一些先進(jìn)而有效的經(jīng)營(yíng)方法是可以很快克服并贏得市場(chǎng)的。

結(jié)語(yǔ)

城市污泥的處理，對(duì)改善城市的空氣質(zhì)量和環(huán)境，應(yīng)該有一個(gè)質(zhì)的變化。處理后的污泥制造復(fù)混肥應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，是良好的土壤改良劑，對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)起到積極作用。