王 其

中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司

1 我國(guó)市政污泥處理現(xiàn)狀

當(dāng)前，城鎮(zhèn)污水廠所需處理的污水量呈現(xiàn)出暴漲趨勢(shì)，污泥產(chǎn)量也出現(xiàn)同步的大幅度增加。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，2020年，我國(guó)的市政污泥處理量將達(dá)到6000萬噸至9000萬噸，爆炸式增長(zhǎng)的淤泥產(chǎn)量給我國(guó)的城鎮(zhèn)污水廠帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。很多污水處理廠受各方面因素的影響，對(duì)污泥的處理方式較為粗放，并未達(dá)到期望的污泥處理水平。近些年來，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，不斷有新型的污泥處理技術(shù)被研發(fā)，這使得污泥處理從最初的土地填埋污泥處理技術(shù)，到如今的污泥消化穩(wěn)定技術(shù)、污泥堆肥利用技術(shù)、污泥熱解炭化技術(shù)、污泥建材利用處理技術(shù)越發(fā)無害化與環(huán)?；瑫r(shí)也提高了對(duì)污泥的二次利用率。

2 常見的市政污泥處理技術(shù)類型

2.1 污泥消化穩(wěn)定技術(shù)

據(jù)相關(guān)資料表明，在我國(guó)所有的污水處理廠中，只有3%的污水處理廠引進(jìn)了污泥消化穩(wěn)定設(shè)備，如污泥厭氧消化系統(tǒng)等污泥處理系統(tǒng)，具備相應(yīng)的污泥處理能力，而在這3%的污水處理廠中，又只有三分之一的污水處理廠的污泥消化穩(wěn)定設(shè)備能夠正常運(yùn)行。

當(dāng)前，污泥消化穩(wěn)定技術(shù)主要有好氧消化和厭氧消化兩種，是目前市場(chǎng)上被應(yīng)用范圍最廣的污泥生物處理技術(shù)。其中，好氧消化污泥技術(shù)又分為好氧堆肥技術(shù)與高溫微好氧消化技術(shù)。好氧消化指的是污泥中的懸浮有機(jī)物經(jīng)過好氧微生物作用，將部分淤泥分解轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳、氨氣等無機(jī)物，成為更穩(wěn)定的有機(jī)化合物。好氧消化的原理是微生物集體在內(nèi)源代謝階段，利用氧氣來分解生物中可降解的有機(jī)物質(zhì)與細(xì)胞原生質(zhì)。由于好氧消化污泥技術(shù)對(duì)污泥處理系統(tǒng)有一定的要求，需要污水處理廠建設(shè)消化后沉淀分離污泥的濃縮池、提高消化應(yīng)氧源的曝氣池等設(shè)備，所以只適合資金較為雄厚的大型污水處理廠。

與好氧消化污泥處理技術(shù)相比，厭氧消化污泥處理技術(shù)具有能耗小、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。而經(jīng)過厭氧消化技術(shù)處理的污泥，具有非常強(qiáng)的穩(wěn)定性，其在處理的過程中還可以得到沼氣等副產(chǎn)品，提高污泥的可回收利用率。一般情況下，厭氧消化污泥處理技術(shù)需要25 天～35 天的消化周期，能夠有效減少30%的污泥重量，消除30%～50%的有機(jī)物。但與好氧消化技術(shù)一樣，厭氧消化技術(shù)的建設(shè)成本高，對(duì)設(shè)備、操作技術(shù)有著非常高的要求，而在處理過程中產(chǎn)生的甲烷等副產(chǎn)品，也在提高污泥利用率的同時(shí)，會(huì)為污泥處理埋下一定的安全隱患。

2.2 污泥堆肥利用技術(shù)

污泥堆肥利用技術(shù)分為厭氧堆肥和好氧堆肥兩類，當(dāng)前常見的工業(yè)化堆肥污泥處理技術(shù)主要指的是好氧堆肥利用技術(shù)，又稱高溫好氧發(fā)酵。目前，污泥堆肥利用技術(shù)是使用最多的污泥資源化處理方式。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)污泥中的有機(jī)物質(zhì)含量已經(jīng)逼近污泥重量的四成，使用污泥堆肥處理物對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行施肥，可以有效改變土壤的物理化學(xué)特性，有效減少土壤板結(jié)度，而且污泥中的有機(jī)物質(zhì)在進(jìn)入土壤后，可以增加土壤陽(yáng)離子的交換量，增強(qiáng)土壤的保肥性能。

當(dāng)前，我國(guó)在污泥堆肥利用技術(shù)上取得一定的研究成果，但由于我國(guó)整體起步較晚，與國(guó)外的污泥堆肥利用技術(shù)相比，仍存在一定的差距。如無害化處理不穩(wěn)定、堆肥產(chǎn)量質(zhì)量不達(dá)標(biāo)以及堆肥設(shè)備匱乏等問題。因此，我國(guó)在未來的污泥處理上，要加強(qiáng)對(duì)堆肥利用技術(shù)和相關(guān)設(shè)備的研發(fā)，有效消除臭氣污染和重金屬污染，做好堆肥利用的成本控制，優(yōu)化污泥堆肥技術(shù)的利用率。

2.3 污泥熱解炭化技術(shù)

污泥熱解炭化技術(shù)主要利用污泥有機(jī)物質(zhì)的熱不穩(wěn)定性對(duì)污泥進(jìn)行分解。污泥在缺氧或無氧的狀態(tài)下，會(huì)受熱蒸發(fā)水分，在這一過程中，含有氧、碳等元素的大分子有機(jī)物質(zhì)或高分子有機(jī)物質(zhì)會(huì)自然而然的分解，產(chǎn)生一氧化碳、甲烷、乙烷以及焦油等物質(zhì)的混合氣體，這種混合氣體在二次燃燒后，產(chǎn)生的高溫蒸汽，可以用來為余熱發(fā)電的前段污泥干化工藝提供所需能源。其次，污泥的碳化反應(yīng)是相對(duì)溫和且緩慢的，污泥熱解后剩余的固體，會(huì)在其表面和內(nèi)部形成大量的間隙，成為含有碳磷鉀的碳化產(chǎn)品，可作為土壤改良劑或土壤肥料進(jìn)行利用，從而使污泥實(shí)現(xiàn)真正意義上的減量化、無害化、資源化。

2.4 污泥建材利用技術(shù)

污泥不僅含有多種有機(jī)物質(zhì)，還含有20多種無機(jī)物質(zhì)，這些無機(jī)物質(zhì)多為Al、Si、Ca、Fe等，它們的成分與很多建筑材料的生產(chǎn)原料成分類似，可以使用污泥建材利用技術(shù)將污泥制造成符合建筑生產(chǎn)需求的建筑材料，且這種技術(shù)具有較強(qiáng)的可行性和持續(xù)性。

2.4.1 污泥磚建筑材料

污泥磚指的是將污泥經(jīng)過一定步驟的處理和篩選后，加入外加劑混合或其他原料，如煤矸石、黏土、頁(yè)巖等，混合均勻后進(jìn)行加壓成型，并對(duì)成型的淤泥進(jìn)行燒制，最后得到污泥磚。依據(jù)我國(guó)的產(chǎn)業(yè)化要求和棄物處理“三化”原則，污泥磚在制作過程中并沒有出現(xiàn)毀田挖土制磚的現(xiàn)象，有效解決了占用耕田資源制作磚的問題，具有能源消耗低、環(huán)保等特點(diǎn)，促成經(jīng)濟(jì)循環(huán)的發(fā)展模式，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的政策。

2.4.2 污泥陶粒建筑材料

建筑用陶粒是一種人造的輕質(zhì)粗集料，因其具有高強(qiáng)、保溫、質(zhì)輕等優(yōu)良特性備受關(guān)注，是未來建筑行業(yè)發(fā)展中最具潛力的新型建材。經(jīng)過一定方法處理的污泥可以作為陶粒建筑材料的生產(chǎn)原料。污泥陶粒主要是以污泥為主，黏土和爐渣為輔，經(jīng)過一段時(shí)間的焙燒、成球，形成具有較高吸附能力和硬度的濾料，這種濾料不僅可當(dāng)成建筑材料使用，還可以用于污水處理中，實(shí)現(xiàn)了資源的可循環(huán)利用。當(dāng)前，我國(guó)的污泥陶粒研發(fā)還存在污泥有機(jī)物質(zhì)分解利用不完全，污泥參量少，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。污泥陶粒需要建設(shè)獨(dú)立的焚燒爐，有著生產(chǎn)能耗高、投資成本大等問題，且有些污泥陶粒還存在燒脹性不足的問題，會(huì)影響使用效果。為此，我們要積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的污泥陶粒制造技術(shù)，在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有的污泥陶粒制作工藝進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)成品后的污泥陶粒進(jìn)行物理性能和浸出液檢測(cè)，提高污泥陶粒的質(zhì)量，使其符合建筑需求標(biāo)準(zhǔn)。

2.4.3 污泥水泥建筑材料

污泥脫水后不僅可以作為水泥原料，還能起到提供熱值的作用。利用污泥燒制的“生態(tài)水泥”，可以有效減少污水廠廢物處理壓力，完成對(duì)污泥的資源化利用。利用水泥污泥處理技術(shù)制造的生態(tài)水泥與普通的硅酸鹽水泥相比，具有更為優(yōu)越的性能表現(xiàn)，然而污泥水泥的強(qiáng)度卻比普通水泥要低。因此，為有效提高污泥水泥的強(qiáng)度，在制作污泥水泥過程中，技術(shù)人員要對(duì)污泥含量進(jìn)行有效控制，充分考慮不同水泥污泥處理技術(shù)的實(shí)際工藝情況，針對(duì)污泥水泥強(qiáng)度低的問題進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。

無論是用干污泥制作水泥，還是用污泥焚燒灰制作水泥，二者的水泥產(chǎn)成品在性能上并無明顯差異。其中，干污泥的運(yùn)輸成本較高，在水泥制作的過程中容易產(chǎn)生污染氣體，需要注意二次污染問題。

3 市政污泥處理的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，“減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化”是全球污泥處理都應(yīng)遵循的基本原則，我國(guó)在此基礎(chǔ)上頒布了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，要求使用厭氧消化處理的污泥，有機(jī)物降解率不得低于40%；好氧消化處理的污泥，有機(jī)物降解率也不得低于40%；好氧堆肥處理的污泥，含水量應(yīng)不高于65%，有機(jī)降解率應(yīng)不低于50%等。

在污泥的減量上，經(jīng)過處理的污泥在脫水后的含水量應(yīng)不高于80%；經(jīng)過無害化處理的污泥中的病原體應(yīng)符合相關(guān)的要求，如污泥中的蛔蟲卵的死亡率不能低于95%。盡管我國(guó)在污泥處理時(shí)制定了一些列的標(biāo)準(zhǔn)制度，但從實(shí)際的污泥情況來看，仍舊存在許多的問題，如污泥處理品在使用的過程中導(dǎo)致居民出現(xiàn)紅眼病、肺病等問題。因此，我國(guó)要在污泥處理發(fā)展中，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)污泥的處理力度，重視對(duì)污泥中病原體的滅殺處理，同時(shí)制定更為嚴(yán)格的污泥產(chǎn)成品檢測(cè)制度和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)現(xiàn)有的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行提升和細(xì)分，保障投入使用的污泥產(chǎn)成品不再會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害，具有較強(qiáng)的環(huán)保性。

4 結(jié)論

綜上所述，我國(guó)現(xiàn)階段的污泥處理技術(shù)仍存在諸多亟待解決的問題，需要加強(qiáng)對(duì)污泥處理技術(shù)的研究，從而提高污泥處理水平和處理質(zhì)量，提高污泥資源利用率，拓展污泥資源的利用途徑。