污水處理廠污泥是污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)，包括污水中的泥砂、纖維等固體顆粒及其凝結(jié)的絮狀體，各種膠體、有機(jī)質(zhì)及吸附的金屬元素、微生物等，是污水處理之后產(chǎn)生的二次污染物，通常占污水處理量的0.3%～0.5%，若不進(jìn)行妥善處理、處置，將會(huì)對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康造成威脅。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化進(jìn)程的發(fā)展，污泥量不斷增加，按照預(yù)測(cè)，到2020年污泥產(chǎn)量將突破年6000萬(wàn)t，污泥問(wèn)題已成為目前污水處理廠所面臨的一個(gè)重要問(wèn)題和挑戰(zhàn)。針對(duì)這一問(wèn)題，本文通過(guò)多個(gè)實(shí)例，多角度對(duì)國(guó)內(nèi)外污泥處理與處置方面的研究成果和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。

1國(guó)內(nèi)外污泥處置現(xiàn)狀

1.1國(guó)外污泥處置現(xiàn)狀

國(guó)外污泥處理通常都先經(jīng)過(guò)厭氧消化或好氧發(fā)酵穩(wěn)定處理，再進(jìn)行進(jìn)一步的處置。美國(guó)建有650座集中厭氧消化設(shè)施處理58%的污泥，700座好樣發(fā)酵穩(wěn)定處理設(shè)施處理22%的污泥;英國(guó)的污泥厭氧消化率達(dá)到66%。污泥最終處置方式主要是衛(wèi)生填埋、焚燒和土地利用，表1列出了污泥處理后常用處置方法在各國(guó)占有的比例。

1.2國(guó)內(nèi)污泥處理處置現(xiàn)狀

圖1列出了國(guó)內(nèi)污泥處置技術(shù)所占比例，可以看出：污泥處置被用于農(nóng)業(yè)占44.83%，用于土地填埋占34.48%，而13.79%的污泥沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何處置。

由于污水處理設(shè)施高速建設(shè)，我國(guó)污泥處理處置卻嚴(yán)重滯后于污水處理。

首先是對(duì)污泥處理處置的概念及重要性認(rèn)識(shí)不足，“重水輕泥”的現(xiàn)象十分普遍，因此與污水處理的監(jiān)管相比，政府對(duì)污泥處理處置監(jiān)管滯后，制約了污泥處理處置的發(fā)展。污泥處理處置缺少系統(tǒng)規(guī)劃，城市總體規(guī)劃中未涉及污泥處理處置內(nèi)容，更無(wú)專項(xiàng)規(guī)劃。而管理工作中的職責(zé)不清、監(jiān)管缺位、政策標(biāo)準(zhǔn)不完善等諸多問(wèn)題，致使部分污水處理廠污泥處理處置未能達(dá)到減量化、資源化、無(wú)害化要求。

另外由于污泥中含有約60%～80%的水分，熱值較低，污泥焚燒需外供能源煤或天然氣等，建設(shè)成本與運(yùn)行成本高昂，污泥與煤炭摻燒的處理成本目前已超過(guò)200元/t。大部分污泥是在不干化情況下與煤混合摻燒處理，而不是污泥干化后單獨(dú)焚燒處理，使用電廠原有的燃煤鍋爐，對(duì)電廠鍋爐的損害非常嚴(yán)重。

除此之外，利用污泥好氧堆肥技術(shù)生產(chǎn)有機(jī)肥，肥料中有機(jī)質(zhì)含量高，經(jīng)田間試驗(yàn)證明肥效較好，但銷(xiāo)售非常困難。污泥在建材利用方面主要是用于制磚，但制磚廠在對(duì)污泥進(jìn)行燒結(jié)制磚時(shí)，沒(méi)有配備相應(yīng)的煙氣處理裝置，造成了環(huán)境的二次污染。

 

2國(guó)內(nèi)外污泥處置的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

國(guó)內(nèi)外污水處理廠對(duì)污泥處理與處置的方法常規(guī)是采用濃縮、消化、脫水、填埋及焚燒等處理處置方法，或用其中某幾個(gè)方法組合處置。污泥的最終出路是部分或全部資源化利用或以某種形式回到環(huán)境中去，以下介紹目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的污泥處理處置方法。

2.1污泥高干脫水技術(shù)

污泥高干脫水技術(shù)，就是通過(guò)各種物理化學(xué)或生物處理技術(shù)處理污泥，使污泥膠體改性，改變污泥的比阻，污泥的胞外聚合物狀態(tài)，從而使污泥中的束縛水更容易在后續(xù)的機(jī)械擠壓中被脫除出來(lái)，從而降低污泥含水率的技術(shù)。在污泥高干脫水方面，目前有化學(xué)調(diào)質(zhì)脫水法、水熱調(diào)質(zhì)脫水法、凍融處理脫水法、淘洗法脫水和生物瀝浸脫水法等。

化學(xué)調(diào)制脫水法就是在污泥中加入助凝劑、混凝劑之類(lèi)的化學(xué)藥劑，改變污泥的表面特性(去穩(wěn)定化作用)并通過(guò)架橋作用使污泥顆粒絮凝，從而改善其脫水性能。黃瑛等開(kāi)發(fā)了價(jià)格低廉脫水效率高的污泥泥漿化學(xué)調(diào)質(zhì)脫水和脫水污泥泥餅二次脫水的新技術(shù)。該技術(shù)只需向污泥添加絕干污泥量10%左右的混合脫水藥劑，經(jīng)機(jī)械壓濾，即可使污泥泥餅的含水率從80%下降到65%以下，并且絕干污泥的燃燒熱值下降不到10%，脫水污泥泥餅的整體熱值上升，使脫水后污泥易于干化焚燒或可直接焚燒。實(shí)踐表明，經(jīng)該方法調(diào)質(zhì)深度脫水后產(chǎn)生的污泥表面具有泥土的氣味，易風(fēng)化，稍微堆放幾天，污泥便很容易粉碎，臭味也減少很多。該技術(shù)已在無(wú)錫市城市污水污泥深度脫水應(yīng)用中獲得成功，每日處理污泥量達(dá)到200t。

機(jī)械破解法即利用機(jī)械壓力所產(chǎn)生的能量將微生物細(xì)胞壁打破，使細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)釋放出來(lái)，從而使污泥量得到削減。Camacho等通過(guò)連續(xù)的實(shí)驗(yàn)證明，高壓勻質(zhì)機(jī)對(duì)污泥進(jìn)行應(yīng)力頻率為0.2/d的攪拌破碎，可以使污泥產(chǎn)率減小20%，但出水的(總懸浮物固體)TSS略有升高。

水熱調(diào)制脫水法原理是在加熱過(guò)程中，污泥的微生物絮體解散，微生物細(xì)胞破裂，污泥中的有機(jī)物水解。有機(jī)物的水解降低了污泥的黏度，降低了黏性物質(zhì)對(duì)水的束縛能力，導(dǎo)致水更容易與污泥顆粒分離，從而降低脫水污泥的含水率。Barjenbruch等通過(guò)污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行，得出在121℃下對(duì)污泥進(jìn)行高溫處理，可以抑制污泥發(fā)泡的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)混合液揮發(fā)性懸浮固體(VSS)減量20%。

生物瀝浸技術(shù)利用微生物改善污泥脫水性能，脫水前無(wú)需添加任何絮凝劑就能一步脫水到含水率60%以下，且污泥有益成分(有機(jī)質(zhì)、熱值等)不損失。太湖新城污水處理廠2010年運(yùn)行生物瀝浸法深度脫水工程，日處理液態(tài)污泥150m3，日消耗營(yíng)養(yǎng)劑850kg，耗電約700kW˙h，每處理1t污泥(含水率80%)直接費(fèi)用100～120元。

江蘇省金山環(huán)保公司目前研發(fā)了一種新型的太陽(yáng)能復(fù)合膜處理污泥技術(shù)。該技術(shù)處理過(guò)程中不添加任何藥劑，利用太陽(yáng)能熱干燥，處理后污泥干渣有機(jī)值高，可作為農(nóng)田有機(jī)肥。共五條處理線，單條處理線規(guī)模為2×50m，日污泥處理量12.5t，污泥處理后含水率低至5%～10%。運(yùn)行費(fèi)用低，約為70元/t污泥(以含水率80%計(jì))。
 

2.2污泥焚燒

污泥焚燒是利用污泥中的熱量和外加輔助燃料，通過(guò)燃燒實(shí)現(xiàn)污泥徹底無(wú)害化處置的過(guò)程。污泥焚燒技術(shù)在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛，可單獨(dú)焚燒污泥處理，也可依托電廠現(xiàn)有燃煤鍋爐、垃圾焚燒爐等，通過(guò)設(shè)備及焚燒技術(shù)的改進(jìn)，將脫水或干化污泥按比例摻燒，具有很強(qiáng)的應(yīng)用性和廣闊的應(yīng)用前景。污泥焚燒主要分為單獨(dú)焚燒和與工業(yè)窯爐的協(xié)同焚燒。

2.2.1單獨(dú)焚燒

單獨(dú)焚燒是指在專用污泥焚燒爐內(nèi)單獨(dú)處置污泥。上海市石洞口城市污水處理廠污泥處理工程采用流化床低溫干化+流化床高溫焚燒處理工藝(圖2)，該廠設(shè)計(jì)水量為40萬(wàn)m3/d，產(chǎn)生的污泥量為320t/d(污泥含水量80%)，污泥處理成本約238.8元/t(2006年)。流化床干化將脫水污泥含水率從80%左右降至5%～10%，焚燒采用循環(huán)流化床焚燒爐，通過(guò)焚燒干化污泥，以導(dǎo)熱油(或蒸汽)形式回收煙氣中熱量，并將回收的熱量用于干化系統(tǒng)，該聯(lián)合工藝可以達(dá)到能量的自然平衡。

山東膠南污泥焚燒發(fā)電工程采用生物質(zhì)燃料餅生產(chǎn)線+流化床污泥焚燒爐處理工藝，處理能力為800t/d。以高壓擠出工藝替代熱干化，通過(guò)高壓技術(shù)將濕污泥、粉煤灰等廢棄物混合料加工成生物質(zhì)燃料餅，含水率降至40%一下，與少量次煤混合后直接進(jìn)入鍋爐取代煤炭燃燒發(fā)電。

日本的焚燒工藝在污泥處理上作為主導(dǎo)工藝，焚燒爐大部分是多段焚燒爐，包括流化床焚燒爐、回轉(zhuǎn)干燥焚燒爐、階段爐床式焚燒爐等。“大和公司”采用滾筒式干化和回轉(zhuǎn)式焚燒爐組合工藝在日本有200多臺(tái)套的業(yè)績(jī)，經(jīng)焚燒后的焚燒灰占到原污泥量的1/20以下，在污泥干基熱值在15MJ以上時(shí)，可以不借助外加燃料，實(shí)現(xiàn)干化和焚燒的熱平衡，其運(yùn)行成本約為116元/t。

2.2.2協(xié)同焚燒

利用水泥高溫煅燒窯協(xié)同焚燒進(jìn)行污泥處理是協(xié)同焚燒的有效途徑之一。北京市水泥廠污泥工程利用水泥窯系統(tǒng)的熱量將含水率80%的污泥廠污泥干化至含固率為65%的半干污泥，然后入窯焚燒處理。日濕污泥處理500t，年處理16萬(wàn)t(圖3)。該工程干化技術(shù)屬于間接干化工藝系統(tǒng)，熱源采用水泥窯系統(tǒng)的高溫余熱通過(guò)熱載體傳給干燥設(shè)備進(jìn)行污泥干化。干燥后顆粒和氣體經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器和袋式除塵器后，污泥顆粒從氣體中分離出來(lái)，經(jīng)螺旋冷卻后污泥顆粒送入水泥窯中焚燒。