国内污泥处理现状：浅谈污泥处理的常规方法和新型处理技术

摘 要：资源节约型的社会对污泥处理处置提出了更高的要求。本文简要介绍了当前污泥处理处置研究现状，并概述了污泥处理处置的常规方法与新型处理技术。

关键词：污泥 处理 技术

随着城市化进程的不断加快、人口的增加，生产生活污水的排放量日益增多，污泥的产量也相益增加。2010 年我国新建污水处理厂600 多座，污水处理率达到40-50%，污水处理量达到 2×1010m3/ 年，年干污泥产量达到360 万吨。污泥中不仅含有大量病原微生物和铜、锌、铬等重金 属，而且还含有多氯联苯、二恶英等难降解的有毒 有害物质。假如污泥得不到合适的处理处置，会对 环境造成极大污染，而且会威胁到人类以及动物健 康，具有潜在巨大危害性。污泥中又含有大量的营养元素，经过合适的技术处理，是一种可用的资源。 因此，设计和选择一种安全、高效且经济的污泥处 理处置技术，对实现污泥无害化、减量化及资源化 具有重要的理论和现实意义。

1 污泥处理处置常规方法

1.1 污泥卫生填埋

污泥卫生填埋在如今是一项较为成熟的污泥处置技术。对于那些暂时无法资源化利用的废弃物质，污泥卫生填埋是目前依然有效且运用较为广泛的最 终处理处置方法。但是卫生填埋需要占用大量的土地，运输费用较大，而且填埋场周围的环境也会恶化。 因此，发达国家相对己越来越少地采用这种技术。

1.2 污泥投海

污泥投海是利用海洋的环境容量，或是投入深海或是填海造地。投海区相距海岸的距离应不小于10 km。这种技术主要是被临海国家所采用，但由于本质上是将陆地污泥转为海洋污染，会使海洋生态系统遭受严重破坏。因此，污泥投海现在己被大多数国家严格按制或禁止使用。

1.3 污泥焚烧

污泥焚烧是一种被视为可靠的污泥处理处置方 案，尤其是在欧洲和日本等发达国家。污泥焚烧处理的主要优势是在于其减容性和彻底性。焚烧后的污泥可减容 95%，且其中的有机物被完全氧化，重金属(除汞外)几乎残留在灰渣中。这种方法的缺 点是投资、操作费用和处理成本较高，同时焚烧过 程中产生飞灰和炉渣等难以处理的物质。这种方法适用于经济发达的国家和地区。

1.4 污泥土地利用

污泥土地利用己经被广泛利用，主要用于农田、林地、垦荒地、露天矿坑的固定及用恢复植被等。污泥中含有大量的有机物质、N、P、K和 Ca、Zn、Cu 和 Fe 等微量元素。如果将污泥直接施用于农田，能够有效改良土壤结构，增加土壤 的肥力和促进农作用的生长。但是，由于污泥中也存在有毒有害微生物和重金属，因此在土地利用之前，必须对污泥进行稳定化和无害化处理。各国都对污泥农用中的重金属浓度做了严格的限制，并制定了相应的施用标准。

2 污泥处理处置新技术

2.1 污泥堆肥

污泥堆肥是污泥处理及资源化的一种重要技术方法，是最具有应用前景的方法之一。堆肥可分为好氧堆肥和厌氧堆肥，现今应用最为广泛的是好氧堆肥，其实质上是利用污泥中的好氧微生物(如杆菌、放线菌等)进行好氧发酵的过程，将污泥与调理剂( 如桔杆、锯末、树叶 等)、膨胀剂( 木屑、玉米芯等)在一定的条件下(如pH、C/N、通气、水分等)，利用微生物群体对有机物进行氧化分解， 使高分子有机物降解为小分子的类腐殖质(氨基酸、脂肪酸等)，并最终降解转化为CO2、H2O、NH3 和无机盐的过程。污泥堆肥处理后，可以消除污泥本身的臭味，在堆肥过程中产生的高温可以杀 死污泥中绝大部分病原菌和寄生虫，是一种经济、 高效、低能耗的污泥稳定化、无害化的技术 [3]。另 外产物作为有机肥使用，施用于农田后，能够有效 改良土壤结构、增加有机质、提高土壤功能、促进植物根系增长，有望解决由于滥施无机化肥造成的 土壤肥力下降及用地和养地的矛盾。

传统的污泥堆肥工艺虽然相对于其它的污泥处理处置工艺如焚烧、填埋等具有污泥资源化的优势，但也存在一定的缺陷：堆肥中初始微生物数量庞大，但有益微生物不占优势;堆肥时间过长，不利于工业化应用;重金属去除效果明显，不利于污泥资源化;堆肥后有毒有害污染物的去除作用不大，不利于后续污泥农用。因此，人们通过各种措施手段 优化堆肥工艺，主要措施有：添加辅料(木屑、秸秆、稻草、动物粪便等)调整污泥含水率，改善堆料的透气性;接种外源菌种(接种剂、高温菌种、混合 菌剂)提高堆肥进程;添加钝化剂(草炭、粉煤灰、磷矿粉等)提高堆肥中重金属稳定态含量。因此，合理化改进和优化污泥堆肥工艺，使之高效和快速成为函特解决的关键技术。

2.2 污泥热干化

污泥热干化技术原理是利用热能来烘干污泥。烘干后的污泥呈现颗粒状或粉末状，含水率在10% 以下，体积相对减少4 5 倍。同时，微生物活性在高温的作用下受到抑制，避免了污泥发霉和发臭，病菌也被完全杀灭，可达到安全卫生指标。热干化后的污泥可用作肥料、土壤改良剂、替代能源等。热干化技术在欧洲得到了大量的应用，代表性的是英国的 Bransands 直接加热式污泥热干化厂 (可蒸发水量为 7×5000 kg/h)以及世界最大的间 接加热干化厂- 西班牙的巴塞罗那(可蒸发水量为 4×5000 kg/h)。国内的许多地方也对污泥热干化技术进行了系列研究，大多使用直接加热方式。 污泥热干化虽然是一种比较理想的污泥处理方法，但由于干燥设备的能耗高导致投资和运行费用 高。因此降低干燥设备能耗是污泥热干化技术应用的重点技术。同时污泥热干化对工艺过程管理和工艺操作技术的精细化标准较高，若干化过程中因含氧量控制不合理，有可能会引起粉尘爆炸，造成重大安全事故。

2.3 超声波处理

超声波技术处理污泥的原理是用超声波击碎微 生物细胞壁，释放出细胞质和酶。微生物可利用胞 内物质供给自身生长所需，这也间接提高了整个生 物系统的降解效率。超声波能够有效破坏并分解污泥。杀灭大肠杆菌、结核菌等致病微生物，防止产生污泥二次污染，最终实现污泥的减量化。污泥经过超声波技术处理后，溶解性COD 显著增 加，有机物的可生物降解性提高，再进入好氧池后能有效被微生物降解。超声波技术正被越来越多的国家所关注，德国己全面使用超声波技术来处理污泥。

2.4 低温热解

污泥低温热解是在 400 500℃和缺氧条件下，污泥中的脂类和蛋白质在污泥内的硅酸铝和重金属的催化作用下，经过系列反应，最终转化为油、碳、非冷凝气体和反应水。因此，污泥低温热解的过程 是将有机质转化为具有燃烧特性的物质，并且在整个热解过程中的能量由所生成的燃料提供，剩余的则通过燃料油形式回收。Bayer 等人首先提出污泥低温热解技术，Campbell和 Bridle分别研究和评价了其经济性和热解过程的二次污泥问题。Frost 等对热解油的市场应用前景进行了分析评价。经研究发现，剩余污泥相较于其它污泥更适用于制油。英、美、日等国家以污泥为主要原料，制成了热值比普通褐煤高30% 的高效净化燃料。德国采用自动化圆盘干燥机，污泥通过高达200℃的余热(发电厂产生) 进行热干燥处理，失去90% 的水分后成为粒状，并添入不同的辅剂制成混合燃料。

2.5 污泥建材利用

城市污水处理厂污泥中含有一定的热能，且污泥中无机部分含有较多的SiO2 和Al2O3， 其无机成分经过适当的调整后能与粘土相近，因此，经过处理后的城市污水处理厂污泥可制造建筑材料、水 泥填料、生化纤维板、陶粒或作为砖或水泥制品的掺料。这种方法，一方面可以减少土地的使用，解决污泥的最终出路问题，另一方面又能部分替代建筑原料，节约资源。同时还能有效地将重金属固定在建材构件中，充分资源化利用污泥，是一种潜力巨大的资源化新途径。

2.6 污泥微波处理

近年来，微波技术广泛应用在环保领域。微波处理污泥主要是利于微波的热效应和非热效应。所谓的热效应是指将微波能转化为污泥升温的热能而 对污泥加热。污泥的非热效应是指微波与污泥中生物活性组成部分 ( 如蛋白酶) 或混合物 ( 如细菌、霉菌等) 等相互作用, 使它们的生物活性得到抑制或 激励 ( 视微波电磁场的频率和强度等因素 , 以及污泥生物活性灭活阈值而定)。微波辐射加热污泥主要以 加热均匀，热效率高、能进行选择性加热、强场高 温和高频高温、穿透能力强，热源与加热材料不直接接触、反应过程易于控制和杀菌作用等优点。

田禹等通过研究发现，适度的微波辐射能够改善污泥结构和脱水性能，但是过量的微波辐射时间会使微生物细胞壁结构破坏，胞内物质溢出，污泥脱水性能恶化。傅大放等认为直接利用微波技术干燥剩余污泥在技术上可行，但是经济上不可行。Eskicioglu 等对比研究了微波和传统加热对污泥厌氧消化性能的影响。他认为微波辐射和传统加热到96℃都能有效破坏复杂的活性污泥絮体结构和释放细胞内外生物高聚物。并且通过测定潜在甲烷的产生量，微波辐射更能够促进污泥嗜温厌氧消化，这主要是由于微波的非热效应。

3 结论

在资源日益匮乏的今天，如何最大化地利用好污泥，选择合适的处理处置方法，变废为宝，这都将是摆在我们面前的重要任务。在污泥处理要达到减量化、无害化、资源化的原则下，因泥而宜，因地制宜，经济、合理、高效地处理工艺将是日后研究的重中之重。

原标题：城市污泥处理处置研究现状综述