文 姜楓

當(dāng)前污泥處理處置的現(xiàn)狀及前景

文 姜楓

污泥是在污水處理過程中產(chǎn)生的固態(tài)或半固態(tài)物質(zhì)。污泥具有有機(jī)物含量高、顆粒細(xì)、密度小等特點(diǎn)，通常含有病原微生物、寄生蟲卵、有害重金屬和大量的難降解物質(zhì)，而以上這些物質(zhì)如果沒有經(jīng)過妥善處理，會(huì)給我們的環(huán)境造成二次污染。但是，污泥中同樣也包含氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如經(jīng)過處理可以作為肥料，改善土壤；而且經(jīng)過處理后產(chǎn)生的沼氣也可以作為能源物質(zhì)加以利用。因此，如何將污水處理廠產(chǎn)生的污泥，穩(wěn)定、無害、減量地處理以及資源化利用，成為了環(huán)境污染治理的關(guān)鍵問題。

污泥的現(xiàn)狀

污泥的來源主要是五個(gè)渠道，分別是初沉污泥、消化污泥、剩余活性污泥、新鮮污泥和腐殖污泥。根據(jù)有關(guān)部門的調(diào)查資料顯示，我國(guó)所有城市的污泥產(chǎn)量在過去15年里呈顯著增長(zhǎng)趨勢(shì)，截至2015年底，我國(guó)生活污泥產(chǎn)量為3500萬噸，同比增長(zhǎng)16%。據(jù)了解，大約1萬噸污水會(huì)產(chǎn)生5～8萬噸污泥。因此，隨著未來城鎮(zhèn)化水平的進(jìn)一步提高，生活污水集中處理效率的提高，隨之而來的污泥產(chǎn)量也會(huì)進(jìn)一步的增加。預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)市政污泥的產(chǎn)量會(huì)達(dá)到6000～9000萬噸。然而，我國(guó)目前的污泥市場(chǎng)還處于起步階段，對(duì)于污泥的有效處理效率較低。2015年底，北京市人大常委會(huì)法律檢查組表示，北京污泥無害化處理率僅為23%，而全國(guó)有效處理效率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于30%，因此，目前條件下污泥處置依然任務(wù)艱巨。

污泥處理處置的技術(shù)困境與展望

當(dāng)前對(duì)于污泥的處理處置技術(shù)主要包括污泥處理和污泥處置兩個(gè)環(huán)節(jié)。污泥處理是指污泥經(jīng)過單元組合處理即濃縮、脫水、消化、發(fā)酵及熱干化等工藝過程，達(dá)到“減量化、穩(wěn)定化、無害化”目的的全過程。污泥處置是指對(duì)處理后的污泥進(jìn)行消納的過程，在污泥處置過程中污泥將最終得以穩(wěn)定，污泥處置包括土地利用、填埋、焚燒以及建材利用等不同方式。

通常，污泥經(jīng)過濃縮后含水率依然較高，一般在97%～99.6%，因此需要對(duì)污泥進(jìn)一步的脫水。根據(jù)環(huán)境保護(hù)部辦公廳發(fā)布的環(huán)辦[2010] 157號(hào)文件，要求對(duì)于污水處理廠以儲(chǔ)存為目的的將污泥運(yùn)出廠界的，必須將污泥脫水至含水率50%以下。因此，目前單純依靠機(jī)械的脫水無法滿足我國(guó)污泥處理處置的長(zhǎng)期發(fā)展。為此，與其他污泥處理技術(shù)聯(lián)合使用，才能降低污泥含水率。為了利用污泥中的有機(jī)質(zhì)，目前的污泥通常會(huì)在脫水干化后采用厭氧消化過程來分解其中的有機(jī)質(zhì)，并產(chǎn)生可以再次利用的甲烷氣體，實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用。

7月27日，浙江海洋大學(xué)工作人員正在浙江省舟山市定海區(qū)小展生產(chǎn)基地，用池塘底層污泥制作凈水劑。

而經(jīng)過污泥處理工藝后的污泥通常的主要處置方法有四種，即土地利用、填埋處置、建材利用、焚燒處理。其中，土地利用是將經(jīng)過妥善處理至符合一定標(biāo)準(zhǔn)的污泥或其產(chǎn)品作為肥料或土壤改良材料，用于農(nóng)田利用、園林綠化利用或土地改良等，是一種積極的、可持續(xù)的污泥最終處理模式。但是由于存在重金屬污染的風(fēng)險(xiǎn)，其應(yīng)用受到一定的限值。填埋處置是將污泥預(yù)處理后和生活垃圾混合運(yùn)往填埋場(chǎng)，雖然填埋是一種簡(jiǎn)單的工藝，但是在填埋操作中會(huì)影響機(jī)械作業(yè)，潛在危險(xiǎn)大。建材利用是將污泥干化后與黏土按照合適比例燒結(jié)制磚；焚燒處理是利用焚燒爐將脫水污泥加溫干燥，再用高溫氧化污泥中的有機(jī)物，使污泥成為少量灰燼，此方法可將污泥中水分和有機(jī)質(zhì)完全去除，并殺滅病原體。這種方法是最充分的污泥減量方法，而且焚燒產(chǎn)生的余熱能夠用來發(fā)電，提高了污泥的綜合利用率。但是這也是一種成本很高的處置方法，而且產(chǎn)生的飛灰需要處理。目前資料顯示，就全國(guó)的污泥處置方式來看，以填埋為主的地區(qū)較多；對(duì)于上海、河北河南、廣東、江蘇、浙江和北京這7大產(chǎn)泥大戶來說，除北京是唯一以土地利用為主要處理方式以外其他地區(qū)的污泥都是以焚燒為主。

在國(guó)家對(duì)于污泥的處理處置方面，《“十三五全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理及再生建設(shè)規(guī)劃》中明確指出“要重視污泥無害化處理處置原則，結(jié)合各地經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平，因地制宜選用成熟可靠的污泥處理處置技術(shù)。鼓勵(lì)采用能源化、資源化手段，盡可能回收利用污泥中的能源和資源。鼓勵(lì)將經(jīng)過穩(wěn)定化、無害化處理的污泥制成符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)碳土，用于荒地造林、苗木撫育、園林綠化等”；另外，“水十條”也明確指出，現(xiàn)有污泥處理處置設(shè)施應(yīng)于2017年底前基本完成達(dá)標(biāo)改造，地級(jí)以及以上城市污泥的無害化處理處置應(yīng)于2020年底前達(dá)到90%以上。從這些政策及規(guī)劃中可以看出，目前無害化是污泥處理處置的關(guān)鍵，達(dá)到了無害化的要求后，再因地制宜選擇處置工藝，無害化的同時(shí)能夠滿足資源化的利用當(dāng)然最好，其中土地利用也是“十三五”規(guī)劃中鼓勵(lì)提倡的污泥處置方法。但是，目前在我國(guó)推行土地利用還存在一定問題，由于污泥的成分復(fù)雜，有機(jī)物和重金屬含量較高，尤其是工業(yè)污泥。而我國(guó)一些地區(qū)將工業(yè)廢水和生活污水混合處理，導(dǎo)致污泥中含有大量的重金屬，如果將這些污泥用于農(nóng)業(yè)土地利用，會(huì)導(dǎo)致重金屬污染農(nóng)產(chǎn)品，給人的身體健康帶來危害。盡管如此，作為一種投資少、能耗低、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低的資源化處置方法，對(duì)于作為農(nóng)業(yè)大國(guó)的中國(guó)，其應(yīng)用前景還是很廣闊的?？v觀歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的污泥處置發(fā)展歷程，也和我國(guó)一樣經(jīng)歷過填埋、焚燒為主的階段。但是隨著污泥中有害成分的減少，土地利用成為了這些歐美國(guó)家處置的主要方式和鼓勵(lì)方向，目前，英國(guó)、丹麥、挪威等國(guó)污泥土地利用均達(dá)到了60%以上。

對(duì)于污泥的無害化處理中，歐美國(guó)家普遍采用厭氧消化或好氧發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行穩(wěn)定的無害化處理，其中50%以上采用了厭氧消化處理。污泥厭氧消化對(duì)于污泥有無害化、穩(wěn)定化、減量化的作用，同時(shí)在厭氧反應(yīng)過程中產(chǎn)生的沼氣能夠轉(zhuǎn)化為電能，補(bǔ)充了污水廠的用電需求。但是我國(guó)的污泥在厭氧消化過程中存在著有機(jī)物含量偏低，造成有機(jī)物消化分解率偏低，產(chǎn)氣量偏低等特點(diǎn)，因此研究者對(duì)于污泥的預(yù)處理展開了研究，通過采用加熱處理、熱化學(xué)處理、價(jià)處理和超聲處理的預(yù)處理手段，然后配合厭氧消化達(dá)到加速提高污泥水解效果的目的。但是我國(guó)厭氧消化技術(shù)工藝及設(shè)備通常由國(guó)外引進(jìn)，投資運(yùn)行成本高；而且厭氧消化會(huì)產(chǎn)生剩余污泥殘?jiān)拖?，這需要配套的設(shè)施；另外，產(chǎn)生的甲烷是一種易燃?xì)怏w，存在一定的安全隱患。因此，根據(jù)2011年住建部和發(fā)改委頒布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理技術(shù)處理指南》中，“好氧發(fā)酵+土地利用”被列為推薦的技術(shù)路線。污泥好氧消化的工作原理是污泥中的微生物有機(jī)體的內(nèi)源代謝過程，通過微生物自身的作用，實(shí)現(xiàn)污泥的減量。目前國(guó)內(nèi)也通過研發(fā)CERTAD污泥好氧工藝，與厭氧和好氧污泥工藝相比，其優(yōu)勢(shì)在于：總投資省，占地面積小，處理效果好，而且處理后的污泥能夠達(dá)到美國(guó)EPA中的A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

這兩種污泥處理方法都具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，各地要根據(jù)各地的實(shí)際情況給予相應(yīng)的應(yīng)用。同時(shí)，目前一些新興的污泥處理工藝也在研究當(dāng)中，比如污泥的濕式氧化技術(shù)、污泥的超臨界水氧化技術(shù)等為我國(guó)污泥的處理提供更廣闊的發(fā)展前景。

黨的十九報(bào)告明確指出，“完成生態(tài)保護(hù)紅線、永久基本農(nóng)田、城鎮(zhèn)開發(fā)邊界三條控制線劃定工作。開展國(guó)土綠化行動(dòng)，推進(jìn)荒漠化、石漠化、水土流失綜合治理，強(qiáng)化濕地保護(hù)和恢復(fù)”。污泥的土地利用對(duì)于治理荒漠化，推進(jìn)土地的高效利用提供了一條循環(huán)利用的道路。另外還指出“推進(jìn)綠色發(fā)展。加快建設(shè)綠色生產(chǎn)和消費(fèi)的法律制度和政策導(dǎo)向，建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系”。污泥同垃圾類似，也是一種放錯(cuò)地方的資源，如果能夠因地制宜的加以有效利用，將有助實(shí)現(xiàn)資源的綠色循環(huán)利用，加速綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也將為人民創(chuàng)造良好的生活環(huán)境，為建設(shè)美麗中國(guó)和全球生態(tài)安全做出貢獻(xiàn)。

（作者系北京林業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院博士研究生）