1 城市污水處理廠(chǎng)污泥資源化利用渠道

1.1 污泥來(lái)源

城市污水處理廠(chǎng)在污水處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生污泥。采用污水處理分離方法去除懸浮物、溶解物以及膠體等固體物質(zhì)，產(chǎn)生的最終沉渣就是污泥。城市生活污水產(chǎn)生的污泥量為0.4%～0.8%，如果按照0.6%計(jì)算，小型城市每年產(chǎn)生的污泥為幾十萬(wàn)噸，且污泥量在逐年增加。

污水處理廠(chǎng)處理的污水一般為城市居民生活用水以及工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水。當(dāng)前城市化規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程加快，工業(yè)生產(chǎn)和居民生活的各類(lèi)分工不斷細(xì)化，城市污水更多地是處理居民生活用水，其中產(chǎn)生的污泥含有有機(jī)物質(zhì)較高，重金屬含量逐年下降。因此，這部分污泥可以用來(lái)制造有機(jī)肥料，進(jìn)行再利用，降低城市污水處理廠(chǎng)的污泥處理壓力，提高資源利用率，輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還能讓城市環(huán)境更加安全，適宜居住。

1.2 污泥常規(guī)利用渠道

我國(guó)當(dāng)前的污泥處理方法中，用于陸地填埋約占30%，農(nóng)業(yè)處置約占45%，其他處置約占11%，還有部分污泥未經(jīng)處置。我國(guó)每年用于污泥處置的資金占污水處理廠(chǎng)投資的40%左右?？梢?jiàn)，污泥處置占用的資源較多，對(duì)污泥處置不夠重視，采用的工藝不夠先進(jìn)等原因造成當(dāng)前污水處理廠(chǎng)的污泥處理處于滯后狀態(tài)，仍然未能充分利用。表1 為當(dāng)前污泥處理的主要方式。

當(dāng)前我國(guó)也開(kāi)展了各類(lèi)污泥處理工藝研究。污泥與煤摻燒技術(shù)、沼氣生產(chǎn)技術(shù)、污泥堆肥等都是當(dāng)前利用率逐漸提高的污泥環(huán)保處理方式。部分污泥重金屬超標(biāo)，無(wú)法直接填埋，污染土壤，因此將污泥轉(zhuǎn)化為燃料。污泥中有機(jī)物較多，熱值較高，比煤略低，可以作為輔助的供熱供電能源。很多發(fā)電廠(chǎng)選擇含水率在40%左右的污泥和煤按照一定比例摻和作為燃料燃燒發(fā)電。但是這種方式的處理成本較高，對(duì)污泥的要求也較高，需要提前處理污泥才能摻和使用。污水處理廠(chǎng)也會(huì)采用污泥生產(chǎn)沼氣技術(shù)來(lái)處理污泥，制得沼氣能源。污泥在無(wú)氧環(huán)境下，厭氧菌分解污泥中的有機(jī)物，有機(jī)物分解后，其中的病菌等耦合物質(zhì)被分解，固體物質(zhì)無(wú)害化，生成沼氣資源。沼氣主要成分為二氧化碳和甲烷，其中含有少量的硫化氫、氨氣、氫氣等，這些都是化工成產(chǎn)的基本原料。污泥生產(chǎn)沼氣要控制好生產(chǎn)工藝和流程，掌握生產(chǎn)實(shí)時(shí)情況，積極改進(jìn)設(shè)備和工藝，提高自動(dòng)化生產(chǎn)水平。

污泥中含有的氮、磷等有機(jī)物質(zhì)較多，含量比農(nóng)家肥要高。城市污水處理廠(chǎng)產(chǎn)生的污泥如果營(yíng)養(yǎng)成分達(dá)標(biāo)，重金屬等有害物質(zhì)含量不超過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)穩(wěn)定化和無(wú)害化處理后就可以用來(lái)制造有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)平衡，還田農(nóng)用。

表1 污水處理廠(chǎng)的污泥處理主要方式

2 利用污泥資源制造有機(jī)肥處置方式研究

2.1 技術(shù)背景

城市污水處理廠(chǎng)污泥的無(wú)害化處理技術(shù)中，輔助農(nóng)用技術(shù)最有效的是堆肥技術(shù)，研究污水處理廠(chǎng)產(chǎn)出污泥的成分，采用對(duì)應(yīng)工藝進(jìn)行處理，生產(chǎn)有機(jī)肥料。首先將污泥脫水，脫水后的污泥按照一定比例和添加的物質(zhì)均勻混合在一起。設(shè)置合理的溫度條件，混合好碳氮比，通過(guò)堆肥完成有機(jī)物熟化工序。該工藝基本原料為城市污水處理廠(chǎng)的污泥，添加的原料有經(jīng)過(guò)熟化的人畜糞便，稻殼、尿素、其他無(wú)機(jī)肥料等，也要添加部分菌種作為營(yíng)養(yǎng)添加劑。整個(gè)退費(fèi)過(guò)程工藝和設(shè)備都非常簡(jiǎn)單，不需要另外添加特殊設(shè)備，只要有基本的烘干設(shè)備即可。生產(chǎn)過(guò)程中可以同步實(shí)現(xiàn)殺滅細(xì)菌、有害蟲(chóng)卵，固化重金屬。如果要對(duì)肥料的酸堿度進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以在添加物中增加硅藻泥、沸石、珠光巖碎料、石膏等，調(diào)節(jié)肥料的pH 值。

2.2 技術(shù)特點(diǎn)

以某區(qū)有機(jī)肥制造企業(yè)建成的污泥制肥研發(fā)生產(chǎn)項(xiàng)目中，所采用的材料如表2 所示。

表2 污泥堆肥原輔料

污泥堆肥生產(chǎn)工藝：污泥和各類(lèi)添加物質(zhì)混合攪拌→發(fā)酵（槽式或者塔式）→晾曬或者滾筒干燥→粉碎→篩分→發(fā)酵有機(jī)物質(zhì)→配料→混合→復(fù)合肥料倉(cāng)→干燥→冷卻→包裝→入庫(kù)。

生產(chǎn)過(guò)程中，將含水率80%以下的污泥和一定比例的吸水添加物以及除味材料放進(jìn)預(yù)混機(jī)中，混合均勻之后送到發(fā)酵設(shè)備中發(fā)酵，推翻設(shè)備每天要推翻一次，所有物料從進(jìn)倉(cāng)口進(jìn)入，向出倉(cāng)口移動(dòng)，倉(cāng)內(nèi)使用風(fēng)機(jī)對(duì)物料進(jìn)行吹風(fēng)曝氣?；旌衔锪现写嬖诤醚跫?xì)菌，發(fā)酵3d 之后混合物料的溫度達(dá)到65℃。在這一溫度下保持4d 左右，實(shí)現(xiàn)混合物料的干燥和滅菌。物料在倉(cāng)中停留12d 左右，完成堆肥工序，輸出到堆肥倉(cāng)之中，這部分物料為塊狀。塊狀物料經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)，送到精混機(jī)中，和其他營(yíng)養(yǎng)素混合之后，攪拌均勻。這部分物料的含水率達(dá)到20%時(shí)，送進(jìn)造粒機(jī)，混合制成堅(jiān)硬的、質(zhì)地均勻的肥料顆粒，經(jīng)過(guò)干燥后，定量稱(chēng)量包裝入庫(kù)。

該技術(shù)所使用的物料多為生活或者生產(chǎn)廢棄物料，產(chǎn)品的成本較為低廉?；旌狭现写嬖诙喾N有利于環(huán)境，有助于植物生長(zhǎng)的元素，水化活性較強(qiáng)，能夠促進(jìn)發(fā)酵并改良當(dāng)?shù)氐耐寥捞匦?，?duì)環(huán)境較為友好。使用這一工藝生產(chǎn)的污泥堆肥對(duì)于當(dāng)前農(nóng)田中化肥使用過(guò)量的問(wèn)題起到緩釋作用，能夠?qū)ν寥乐械闹亟饘倨鸬焦袒饔谩３鞘形鬯幚韽S(chǎng)的污泥采用這種堆肥方式處理，能夠確保污泥無(wú)害化之后用于農(nóng)田，有效提高了農(nóng)田的利用率。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益

采用堆肥工藝處理污泥，每年可以生產(chǎn)玉米專(zhuān)用肥0.5 萬(wàn)t，有機(jī)肥2 萬(wàn)t。除去初期投資1800 萬(wàn)元以外，后續(xù)資金投入較少而產(chǎn)出穩(wěn)定，可以為企業(yè)帶來(lái)較大經(jīng)濟(jì)收益。采用污泥支撐的有機(jī)肥成本低，效果好，比單獨(dú)在農(nóng)田中使用化肥更有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)，能提高農(nóng)戶(hù)的經(jīng)濟(jì)收入。

在社會(huì)效益方面，產(chǎn)業(yè)化處理污泥，能夠?yàn)槌鞘袔?lái)極大的環(huán)保效益。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用的有機(jī)肥多為農(nóng)民自制，量小無(wú)規(guī)?；a(chǎn)。城市污泥制肥處理工藝的產(chǎn)業(yè)化，能夠形成有機(jī)肥的大規(guī)模生產(chǎn)和銷(xiāo)售機(jī)制，將污泥處理、有機(jī)肥生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合，形成循環(huán)運(yùn)行體制，讓環(huán)保產(chǎn)業(yè)不是單起到環(huán)保作用，還能為城市和企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，推進(jìn)城市環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從根本上解決污泥處理問(wèn)題，避免污泥給城市帶來(lái)二次污染。

3 結(jié)語(yǔ)

城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，污水處理廠(chǎng)數(shù)量增多，需要處理的污泥量上升。為了保護(hù)環(huán)境，提高資源利用率，我國(guó)的污泥資源化處理技術(shù)也在不斷進(jìn)步。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)匚勰喑煞郑敕柿现圃旒夹g(shù)，做好污泥資源再利用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供強(qiáng)力支持，讓城市污水處理中污泥資源的利用更加高效，讓行業(yè)向著綠色環(huán)保方向發(fā)展，改善我國(guó)資源匱乏問(wèn)題，獲取經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，推進(jìn)城市的生態(tài)文明建設(shè)。