劉鵬鵬

（河北冶金建設(shè)集團(tuán)勘察設(shè)計(jì)有限公司，河北 邯鄲 056003）

目前，隨著城鎮(zhèn)的發(fā)展建設(shè)，排放的污水也越來(lái)越多，這對(duì)污水處理廠的處理效率以及處理質(zhì)量提出了更高的要求。污泥中含有大量水分，熱值比較大，其中包括許多具備二次利用條件的有機(jī)物與營(yíng)養(yǎng)物，也存在各種金屬離子和少量微生物等對(duì)人體有害的元素。因此，加強(qiáng)污泥資源化利用技術(shù)研究工作，有利于推動(dòng)環(huán)境保護(hù)。

1 傳統(tǒng)污泥處置方法存在的不足

目前，有幾種類型的傳統(tǒng)污泥處置方法在實(shí)際中應(yīng)用較為頻繁。這些處置方式存在一定的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，但隨著近些年來(lái)中國(guó)對(duì)于污泥處置的要求逐漸提升，傳統(tǒng)污泥處置的不足之處逐漸顯露出來(lái)。

1.1 填埋處理

填埋處理是中國(guó)對(duì)于污泥進(jìn)行處置最早使用的方法之一，這項(xiàng)技術(shù)也在應(yīng)用過(guò)程中變得逐漸成熟。污泥的填埋處理主要可以包含2 種方式，即對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)的填埋和與其他的垃圾進(jìn)行混合處理。其主要的優(yōu)勢(shì)在于可以投入少量資金并得到最好的效果。但近些年來(lái)，中國(guó)遇到的主要難題是污泥的產(chǎn)生量變得更多，在選擇填埋位置時(shí)增加了更多的難度。與此同時(shí)，污泥填埋造成的環(huán)境污染問(wèn)題，也成為眾多國(guó)家在選擇填埋方式時(shí)避免使用土地填埋的主要原因，對(duì)于中國(guó)的可持續(xù)發(fā)展來(lái)說(shuō)，污泥填埋也不是最為合適的方法[1]。

1.2 污泥焚燒

由于污泥與其他的焚燒物相比有較為特殊的特征，處置其時(shí)可以通過(guò)焚燒的形式來(lái)完成。具體的焚燒方法可以包含2 種類型：第1 種是將其進(jìn)行脫水處理之后進(jìn)行直接焚燒，第2 種方式與第1 種相比在焚燒之前多了干化的步驟。焚燒方法與其他的處置方法相比，可以更好地體現(xiàn)其在處理過(guò)程中的無(wú)害化及無(wú)菌化的處理優(yōu)勢(shì)。但近些年來(lái)逐漸發(fā)現(xiàn)，在對(duì)污泥進(jìn)行焚燒時(shí)，由于設(shè)備以及成本等各方面的限制，導(dǎo)致焚燒過(guò)程中容易產(chǎn)生大量的有毒、有害氣體，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響，并且產(chǎn)生的其他重金屬物質(zhì)對(duì)于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，也帶來(lái)了較大的安全隱患。

1.3 土地的利用

由于城市污泥中含有大量的無(wú)機(jī)成分和有機(jī)成分，使其在處理過(guò)程中可以應(yīng)用在土地的營(yíng)養(yǎng)施肥中。從某種程度上與農(nóng)家肥進(jìn)行比較，其有機(jī)物的含量均較高，對(duì)于土壤結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及加強(qiáng)作物的生長(zhǎng)來(lái)說(shuō)均具有優(yōu)勢(shì)，因此也成為將其作為土地肥料利用的主要原因。但污泥成分除了具備可以優(yōu)化土壤的功能之外，也存在一些較為復(fù)雜的有害成分，可能會(huì)對(duì)土壤造成影響，使土地的使用存在無(wú)法預(yù)知的危險(xiǎn)。例如污泥中存在的病原菌以及重金屬物質(zhì)等，都是近些年來(lái)造成土地污染較為嚴(yán)重的因素[2]。這類隱患的存在，使得人們?cè)趯?duì)城市污泥進(jìn)行土地施肥利用時(shí)，需要更加仔細(xì)、謹(jǐn)慎地進(jìn)行思考，非必要條件下盡量減少城市污泥的土地利用，避免城市污泥為土地帶來(lái)不可逆的損害。

2 污泥處理情況

污泥是污水處理時(shí)的無(wú)法避免的物質(zhì)，也是污水處理廠操作過(guò)程中的主要阻礙因素，它的有效處理是各個(gè)地區(qū)在處理水污染過(guò)程中面臨的新型難題。從當(dāng)前的情況來(lái)看，中國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥處理少部分被埋到土里、進(jìn)行焚燒等，整體有效處理率不到10%。從本質(zhì)上看，污泥是一種能夠被合理利用的資源，對(duì)其進(jìn)行資源化利用就是要通過(guò)科學(xué)高端的技術(shù)，將污泥當(dāng)作資源展開使用，這樣一來(lái)，不僅能夠處理好環(huán)境問(wèn)題，而且還能夠在一定程度上帶來(lái)經(jīng)濟(jì)收益，進(jìn)而推動(dòng)城鎮(zhèn)污水處理工作的發(fā)展。目前，中國(guó)大多數(shù)污水處理廠對(duì)污泥的處理途徑主要包括焚燒、填埋、堆肥等。和其余的污泥處理途徑比起來(lái)，通過(guò)堆肥的方式不僅能夠?qū)ξ勰鄦?wèn)題進(jìn)行處理，而且廢料可供農(nóng)業(yè)所用，總體上具有經(jīng)濟(jì)性、便利性、可資源化等特征。所以，污水處理行業(yè)應(yīng)該重視污泥處理技術(shù)的研究，充分利用污泥這一資源。

3 污泥處理準(zhǔn)則

對(duì)城鎮(zhèn)污泥進(jìn)行處理，達(dá)到污泥資源化利用的目標(biāo)，這是維護(hù)城鎮(zhèn)地區(qū)自然環(huán)境的關(guān)鍵所在。為了更好確保污泥處理工作的質(zhì)量及效率，污水處理廠在進(jìn)行污泥處理工作的時(shí)候需要遵循以安全為本、堅(jiān)持綠色環(huán)保的準(zhǔn)則，始終堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，保證污泥處理過(guò)程安全，根據(jù)每一個(gè)地區(qū)的不同環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r使用相應(yīng)的污泥處理技術(shù)。安全、綠色、環(huán)保是污泥處理過(guò)程中的根本準(zhǔn)則，是明確處理技術(shù)的根據(jù)。相關(guān)單位在規(guī)劃實(shí)際污泥處理方案時(shí)，應(yīng)該從資金、技術(shù)、資源設(shè)備以及污泥總量等多個(gè)層面出發(fā)，這樣才能夠制定出良好的工作方案，確定長(zhǎng)期工作目標(biāo)、每一個(gè)環(huán)節(jié)的目標(biāo)以及應(yīng)急方案。另外，城鎮(zhèn)地區(qū)環(huán)境保護(hù)工作以及污泥資源的再利用并不是通過(guò)單一的部門設(shè)置就能處理好的工作，要多個(gè)部門共同參與，必須嚴(yán)格規(guī)范污泥處理過(guò)程中的管理制度，按照要求開展監(jiān)管工作。在選擇處理技術(shù)的時(shí)候，需要結(jié)合城鎮(zhèn)地區(qū)的發(fā)展趨勢(shì)及建設(shè)目標(biāo)，在大致明確污泥處理方法后，再進(jìn)一步確定處理技術(shù)。通常來(lái)講，城鎮(zhèn)地區(qū)污泥處理過(guò)程中所采用的方法和工藝，應(yīng)是廣泛使用且經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐之后證明能達(dá)到理想處理狀態(tài)的[3]。

4 污泥處理技術(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)

城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)行污泥處理的目的就是經(jīng)過(guò)減量化、資源化及無(wú)害化處置，讓城鎮(zhèn)地區(qū)在發(fā)展的同時(shí)保持優(yōu)良的自然環(huán)境。污泥減量化及無(wú)害化處理后，給環(huán)境帶來(lái)的影響有一定的限度，而資源化處理則是經(jīng)過(guò)選擇后采用污泥里的某些成分，實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥資源的再利用。具體來(lái)說(shuō)，在資源污泥處理時(shí)，需要對(duì)污泥的特征、技術(shù)規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)狀況以及環(huán)境等多種要素進(jìn)行全方位考量。在一些發(fā)展較好地區(qū)，通常采取資源化處理的方法，而經(jīng)濟(jì)比較落后的地區(qū)則多采取無(wú)害化、減量化的處理方法。當(dāng)前，在城鎮(zhèn)污水處理廠污泥資源化利用技術(shù)選取的時(shí)候，建議大型及中型城鎮(zhèn)地區(qū)將污泥進(jìn)行焚燒或再利用當(dāng)作最終的處理目標(biāo)，郊區(qū)可以采取厭氧還原以及土地利用相融合的技術(shù)手段，而那些小型城鎮(zhèn)地區(qū)的合理處理方式是將好氧發(fā)酵和土地利用相融合。

5 城鎮(zhèn)污水處理廠污泥資源化利用技術(shù)

資源化技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中被不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，主要的處理原則是保證在對(duì)污泥進(jìn)行資源化利用時(shí)，可以應(yīng)用更加簡(jiǎn)單、便捷的方式，做到無(wú)害化處理。其中需要減少在傳統(tǒng)處理過(guò)程中可能應(yīng)用的較為煩瑣的方式方法。根據(jù)中國(guó)的實(shí)際國(guó)情及發(fā)展?fàn)顟B(tài)，近些年來(lái)更多的企業(yè)及研究所研發(fā)了具有創(chuàng)新性特征的污泥資源化處理技術(shù)，也不斷地應(yīng)用在社會(huì)生產(chǎn)及處理中，無(wú)論是在處理效率及處理質(zhì)量上，都較傳統(tǒng)的處理方式有更多的進(jìn)步以及上升空間，這對(duì)于中國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及環(huán)境保護(hù)來(lái)說(shuō)都是濃墨重彩的一筆。

對(duì)于污水處理廠而言，要想真正實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用，就一定要重視處理技術(shù)的研究與創(chuàng)新，這樣一來(lái)，在保證污水處理工作效率與質(zhì)量的同時(shí)，還可以使大量的污泥被資源化利用，實(shí)現(xiàn)了資源的節(jié)約。污泥作為污水處理時(shí)的一大難題也并非一無(wú)是處，其中的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物、氮、磷等物質(zhì)，如被合理轉(zhuǎn)化也能發(fā)揮很大的作用。因此，如果能夠研究出科學(xué)的污泥資源化利用技術(shù)，一方面能夠大大節(jié)省資源，降低環(huán)境污染并帶來(lái)經(jīng)濟(jì)收益；另一方面還可以避免污泥臭味帶來(lái)的污染，讓城鎮(zhèn)的建設(shè)形象越來(lái)越好。

5.1 污泥厭氧消化產(chǎn)生沼氣，沼氣被再利用

如果污水處理廠的整體覆蓋范圍程度低，那么就能夠通過(guò)污泥好氧進(jìn)行消化，這種處理方式的優(yōu)勢(shì)是操作過(guò)程較簡(jiǎn)單，而且處理的結(jié)果較可靠，在花費(fèi)較少時(shí)間的同時(shí)實(shí)現(xiàn)合理的處理效果。然而，這種處理方式也有缺點(diǎn)，它在操作過(guò)程中需要耗費(fèi)很大的能量。反言之，如果污水處理廠的整體覆蓋范圍比較大，那么就能夠通過(guò)污泥厭氧展開消化，同時(shí)產(chǎn)生沼氣這種新的能源。所以，對(duì)于污水處理廠而言，在確定應(yīng)該采取哪一種污水處理技術(shù)之前，需要結(jié)合自身的具體情況來(lái)明確手段。

具體而言，對(duì)污泥進(jìn)行厭氧消化的機(jī)理如下：在無(wú)氧的狀況下，利用厭氧菌把污泥里面包含的能被降解的有機(jī)物，依次通過(guò)液化、氣化進(jìn)而分解；通過(guò)這一過(guò)程，病菌和寄生蟲卵等有害物質(zhì)被殺滅，污泥整體發(fā)生了減量化與無(wú)害化變化；最后生成沼氣等一系列能夠被再次使用的資源，讓污泥的處理過(guò)程趨于穩(wěn)定化。就沼氣而言，其應(yīng)用的范圍很廣，不僅能為污泥的厭氧消化過(guò)程提供所需熱量，而且還可以被投入到發(fā)電、沼氣攪拌等過(guò)程中。另外，因?yàn)檎託庵邪闹饕M分是甲烷、二氧化碳等，而且還有一定量的氧氣、氨氣等氣體，所以能夠被應(yīng)用在許多情況中。例如，甲烷這種有機(jī)物質(zhì)能夠作為四氯化碳生產(chǎn)的原材料；二氧化碳?xì)怏w能夠用于生產(chǎn)純堿；硫化氫是應(yīng)用在生物脫硫過(guò)程中，其中得到的硫污泥可以進(jìn)行脫水提純，最后得到的硫磺屬于可利用的資源。這些都是沼氣在化工方面的應(yīng)用，且目前在國(guó)內(nèi)外都取得了很好的成效。針對(duì)污泥厭氧消化處理技術(shù)得到的沼氣，應(yīng)該在重要的地方安裝有關(guān)裝備和儀表，了解不同階段的操作情況，以保證沼氣處理過(guò)程的高效性同時(shí)掌控沼氣這種資源被利用的狀況。另外，如果發(fā)現(xiàn)處理過(guò)程發(fā)生錯(cuò)誤或是處理設(shè)備出現(xiàn)故障，工作人員應(yīng)該在第一時(shí)間查看問(wèn)題并及時(shí)整改，讓設(shè)備的運(yùn)行狀況盡快恢復(fù)，同時(shí)提升設(shè)備自動(dòng)化控制的水平，從而讓各項(xiàng)資源達(dá)到最大化利用。

5.2 污泥和煤摻燒技術(shù)

就當(dāng)前的狀況而言，城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥處理技術(shù)并不符合社會(huì)的實(shí)際需求，導(dǎo)致很多資源被浪費(fèi)，因此，污水處理廠必須把污泥處置過(guò)程和資源化利用操作很好地融合起來(lái)才能夠從根本上處置污泥。就土地還原的污泥處理技術(shù)來(lái)說(shuō)，由于大量工業(yè)廢水中含有的污泥里包括許多重金屬和有害物質(zhì)，并且這些重金屬的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如果直接進(jìn)行利用根本沒(méi)有辦法對(duì)土壤情況進(jìn)行優(yōu)化。由此看來(lái)，污水處理廠有必要研究出能夠高效率使用污泥里有用物質(zhì)的同時(shí)完成對(duì)污泥“四化”的整體處置途徑，這樣一來(lái)就能夠?qū)⑽勰噢D(zhuǎn)變成燃料，這種處理結(jié)果也是非常有前景的。因?yàn)槲勰嘀写嬖谠S多有機(jī)物質(zhì)，所以它的熱值比較大，僅比煤餅低，因此，污泥在一定情況下能夠取代煤餅投入使用或者是作為一種輔助能源。

目前，有大量發(fā)電廠將含水量大約30%的干化污泥當(dāng)作輔助燃料，把它和煤根據(jù)合理的比例混合在一起后放進(jìn)焚燒爐，在燃燒過(guò)程中實(shí)現(xiàn)發(fā)電的目的。盡管項(xiàng)目投入的資金比較多，然而這種技術(shù)的使用可以減少發(fā)電廠的投入成本，而且有助于處理污水處理廠遇到的污泥難題，可以說(shuō)是事半功倍。如果把污泥當(dāng)作燃料使用，應(yīng)該嚴(yán)格控制好污泥內(nèi)的含水量，因?yàn)槲勰嗟暮亢臀勰嗵幚淼姆秶?、焚燒熱量平衡有非常密切的?lián)系。需要加入輔助的燃料推動(dòng)燃燒過(guò)程，同時(shí)提高熱回收系統(tǒng)中能量的轉(zhuǎn)換率，讓能量的利用效率更高。

5.3 污泥堆肥

污泥并非毫無(wú)作用，其中包括許多有機(jī)物、氮元素、磷元素等一系列植物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)成分，并且這些成分的含量比一般的農(nóng)用肥料還要高，能夠和一些高端的有機(jī)農(nóng)用肥料相比較。要想使城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥被用于農(nóng)業(yè)工作及綠化工作等過(guò)程中，一定要符合以下條件：污泥中包含植物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)成分，污泥中包含的有害、有毒物質(zhì)的含量不能比農(nóng)業(yè)中的污泥標(biāo)準(zhǔn)高，污泥必須要通過(guò)無(wú)害處置過(guò)程。由此看來(lái)，將污泥投入土地使用前，必須對(duì)污泥進(jìn)行穩(wěn)定化及無(wú)害化的處理，比如好氧和厭氧消化、堆肥化等，堆肥化是被使用的比較多的一類方式。

目前，國(guó)內(nèi)進(jìn)行污泥堆肥操作主要包括2 種途徑：①對(duì)污泥進(jìn)行消化或是將污泥與垃圾等一系列物質(zhì)混合起來(lái)后，再進(jìn)行堆肥并應(yīng)用到農(nóng)業(yè)中；②將污泥通過(guò)堆肥發(fā)酵以后再用于復(fù)合肥還田的制造過(guò)程。污泥通過(guò)中溫厭氧的方式完成消化以后應(yīng)用到農(nóng)業(yè)的途徑，其中不足之處就是容易混入許多病菌，而且不一定能夠殺滅所有細(xì)菌，大概率會(huì)導(dǎo)致二次污染，所以這種途徑并未得到廣泛的應(yīng)用?；旌隙逊蔬@種處理方法是圍繞無(wú)害化展開的，這樣能夠?qū)ξ勰噙M(jìn)行很好的處理利用，不僅可以將污泥中的細(xì)菌殺滅，而且可以提高廢料利用率，這樣一來(lái)，城市地區(qū)與農(nóng)村地區(qū)都可以進(jìn)行科學(xué)合理的堆肥。污泥堆肥復(fù)合肥這一途徑能夠?qū)崿F(xiàn)污泥中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)最大化利用，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)均衡，可以應(yīng)用到還田農(nóng)用的過(guò)程中。

5.4 水泥原料

在對(duì)污泥進(jìn)行焚燒后，發(fā)現(xiàn)污泥中產(chǎn)生的大量無(wú)機(jī)物的特征與中國(guó)生產(chǎn)的水泥的原材料具有較多的相似性，因此完成焚燒之后的污泥可以將其作為水泥進(jìn)行應(yīng)用。不僅可以滿足中國(guó)對(duì)于水泥的數(shù)量上的要求，也可以大大減少城市污泥在處置過(guò)程中遇到的難題。中國(guó)有部分地區(qū)通過(guò)利用水泥回轉(zhuǎn)窯，對(duì)污水廠中的污泥進(jìn)行處理，不僅獲得了更高的經(jīng)濟(jì)效益，也為社會(huì)作出了巨大的貢獻(xiàn)，與其他處理方式相比是一類性價(jià)比較高且具有一定生態(tài)價(jià)值的處理方式。

5.5 陶粒燒結(jié)

陶粒的生產(chǎn)需要更多的原材料進(jìn)行支撐，目前城市污泥具有較大的產(chǎn)量，由于兩者之間存在一定的關(guān)聯(lián)，將城市污泥作為陶粒生產(chǎn)的材料，可以更好地實(shí)現(xiàn)廢物的轉(zhuǎn)化和利用。將污泥在磚窯中進(jìn)行一系列的處理后，生成的產(chǎn)物在多個(gè)方面作為陶粒的生產(chǎn)成分較普通的材料有更大的優(yōu)勢(shì)，不僅節(jié)省了原材料，在陶粒生產(chǎn)過(guò)程中投入的經(jīng)濟(jì)成本也有所降低，也為中國(guó)的環(huán)境優(yōu)化提供了更好的方法和策略[4]。

5.6 制水泥磚

將污泥進(jìn)行一定處理之后，可以制作為水泥磚，具有較大的用途。目前中國(guó)對(duì)于污泥制作成水泥磚的技術(shù)要求較低，可以通過(guò)干化污泥或污泥焚燒灰2 種形式來(lái)完成。通過(guò)多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在對(duì)污泥進(jìn)行處理時(shí)，可以根據(jù)制作的水泥磚的實(shí)際需要，對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)及簡(jiǎn)單的優(yōu)化，其中包括減少污泥中存在的油脂的成分比例以及所含的有機(jī)物的量，對(duì)于磚塊中的水泥的比例也要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?，使各?xiàng)指標(biāo)都滿足國(guó)家對(duì)于水泥磚塊的需要。目前中國(guó)通過(guò)多年的技術(shù)發(fā)展及創(chuàng)新，將污泥制作為水泥磚的技術(shù)也逐漸趨于成熟，在中國(guó)多個(gè)地區(qū)都有較為廣泛的應(yīng)用。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前城鎮(zhèn)地區(qū)不斷發(fā)展的情況下，要想做好環(huán)境保護(hù)工作就必須對(duì)污水處理廠污泥資源化利用技術(shù)進(jìn)行研究。要想高效利用污泥資源，應(yīng)該深入探索各個(gè)地區(qū)污泥的總量、特點(diǎn)以及其中包含的物質(zhì)，進(jìn)而展開全面的評(píng)估，有針對(duì)性地采取污水處理技術(shù)，提高污泥利用率，推動(dòng)美好環(huán)境建設(shè)。