目前我國的污水處理事業(yè)得到了空前的發(fā)展，技術(shù)水平已接近發(fā)達(dá)國家。然而，污泥處理處置相對(duì)滯后，污泥處理處置項(xiàng)目大多與污水廠建設(shè)脫節(jié)。“預(yù)計(jì)‘十三五’是污泥處理處置建設(shè)高峰期，世界先進(jìn)的污泥處理技術(shù)將會(huì)得到廣泛采用，從而將我國的污泥處理技術(shù)提高到一嶄新水平。”中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院總工李成江認(rèn)為。

早期，污泥處理處置沒能同污水處理一樣嚴(yán)格執(zhí)行量化考核，成為導(dǎo)致污泥處理處置建設(shè)滯后的主要原因。

有了污水處理行業(yè)作為領(lǐng)跑者，污泥處理怎能落后？自2010年前后行業(yè)期刊廣泛開展污泥處理處置技術(shù)的研究與學(xué)術(shù)交流，國內(nèi)污泥處理處置方向基本明確，相應(yīng)的法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)正在不斷完善，結(jié)合中國國情充分借鑒國外成功經(jīng)驗(yàn)的污泥處理處置工程正在開始規(guī)劃建設(shè)。 

實(shí)際上，我國政府對(duì)污泥處理處置也早已重視。按照國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》，直轄市、省會(huì)城市和計(jì)劃單列市的污泥無害化處理處置率達(dá)到80%，其他設(shè)市城市達(dá)到70%，縣城及重點(diǎn)鎮(zhèn)達(dá)到30%。 

按目前的建設(shè)速度污泥處理率在“十三五”期間會(huì)有大幅提高，但是，要達(dá)到“十二五”規(guī)劃提出的目標(biāo)還需作出很大努力。 目前，我國各種污泥處理主流工藝在國內(nèi)幾乎都有應(yīng)用案例，數(shù)量少、普及程度低。

李成江說：“目前，我國污泥處理處置工藝形式單一，穩(wěn)定化、減量化程度不高。總體來說，污泥處理處置設(shè)施能力不足，污泥處理處于建設(shè)的初級(jí)階段。”

在他看來，目前，行業(yè)內(nèi)的問題是，污泥處理處置關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備還不能滿足工程的需要；污泥深度脫水技術(shù)與設(shè)備的開發(fā)（降低藥耗減少二次污染）；污泥消化技術(shù)需進(jìn)一步優(yōu)化提高；各種堆肥技術(shù)與設(shè)備的開發(fā)；污泥熱干化、焚燒技術(shù)與設(shè)備的集成開發(fā)；污泥堆肥后土地利用的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)跟蹤研究。

此外，我國大部分城市污泥處理主流工藝仍為濃縮脫水外運(yùn)，脫水污泥含水率為50--80%左右，減量化效果不明顯。后續(xù)運(yùn)輸處置問題多，目前應(yīng)用較多的深度脫水不解決穩(wěn)定化問題，僅為過渡方案。

從我國污泥的泥質(zhì)分析看，存在處理困難也不是沒有原因的。由于污水是污泥的產(chǎn)物，污泥成分復(fù)雜。污泥熱值和國外也存在較大差異。比如，我國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥VSS含量基本為40~60%干基熱值為2200~2900kcal/kgDS，歐盟、日本等發(fā)達(dá)國家VSS含量基本為70~75%；污泥熱值為3800~4100kcal/kgDS有利于污泥的生物質(zhì)回收及最終焚燒處理。

“同時(shí)，污泥含砂量也是污泥處理過程中值得注意的因素，目前這方面研究工作正在加緊開展。”李成江表示，隨著經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和城市生態(tài)環(huán)境的改善，市政污泥的有機(jī)物含量、VSS含量、熱值不斷提高，重金屬含量不斷降低，污泥利用價(jià)值也隨之提高。

形勢(shì)如此嚴(yán)峻，污泥處理處置有哪些技術(shù)可用，能否解決現(xiàn)存問題成為行業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。

據(jù)李成江介紹，目前國內(nèi)污泥處置途徑，主要污泥處理單元技術(shù)有 污泥熱水解預(yù)處理、厭氧消化、深度脫水、好氧堆肥、熱干化、單獨(dú)焚燒、協(xié)同焚燒、石灰穩(wěn)定等。“在技術(shù)路線選擇上，應(yīng)綜合考慮污泥泥質(zhì)特征、當(dāng)?shù)氐耐恋刭Y源、環(huán)境背景狀況、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平等因素，在穩(wěn)定化、減容、減量、無害化基礎(chǔ)上充分考慮資源化。”

實(shí)際上，不少地方的污泥處理處置是因地制宜的，無論采用單一方式還是組合方式，都考慮了當(dāng)?shù)氐奶攸c(diǎn)。比如，我國南方大城市像深圳、杭州、上海、重慶等地，以污泥干化、焚燒填埋或建材利用為主，堆肥土地利用以綠化為主途徑的為輔助。

在長(zhǎng)沙，長(zhǎng)沙污泥集中處置工程采用高溫?zé)崴�解厭氧消化技術(shù)，工程規(guī)模500m3/d，其中餐廚垃圾66m3/d，混合污泥有機(jī)物含量53%。熱水解消化后的污泥，經(jīng)板框脫水含固率可以達(dá)到40%，可以減少污泥熱干化的蒸發(fā)量。 

而在北方大城市如北京、天津、青島等地，多以污泥厭氧消化、干化綜合利用為主、堆肥土地利用為輔。以天津市津南污水廠為例，近期該廠處理污水55萬m3/d、污泥800t/d（含水率80%），采用高濃度污泥厭氧消化+板框脫水+干化 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“兩個(gè)資源化”。

一個(gè)是，干化后產(chǎn)生含水率40%的污泥202t/d，交給天津市環(huán)境建設(shè)投資有限公司作為生產(chǎn)有機(jī)肥料的原料。另一個(gè)是，污泥脫水和消化產(chǎn)生的高濃度濾液2000m3/d，采用“磷酸銨鎂除磷+ANAMMOX菌脫氮”工藝，處理后出水排至津南污水廠進(jìn)水區(qū)進(jìn)行再處理。除磷產(chǎn)生的鳥糞石500t/d，作為肥料外售。 

此外，中等城市以污泥厭氧消化、堆肥土地利用為主，利用于綠化途徑的案例也不少。

李成江介紹說，近幾年污泥處理的技術(shù)研討與工程實(shí)踐為污泥處理工程的普及建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。未來，污泥排放的嚴(yán)格監(jiān)管是污泥處理處置的前提與動(dòng)力。隨著碳減排要求的提高，污泥處理從穩(wěn)定化、減容、減量、無害化向資源化發(fā)展 。

李成江總工：優(yōu)勢(shì)與關(guān)鍵數(shù)據(jù)

節(jié)約土地：由于采用高效處理技術(shù)的集成化設(shè)計(jì)，地下污水廠占地面積僅為地上式的 1/3左右。在我國南方污水廠進(jìn)水濃度低， 采用MBR工藝占地約0.2m2/m3水，在北方地區(qū)占地會(huì)稍高些。 采用A/O+深度處理工藝占地可控制在0.3m2/m3水左右。

土地利用效率：地下污水廠可與地下停車場(chǎng)、地上寫字樓、地上公園合建，大大提高土地利用效率。

再生水就地回用：地下污水廠可建設(shè)在市中心區(qū)域，便于再生水的循環(huán)利用，有利于節(jié)能減排實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。深圳市布吉污水處理廠是全國首座20萬m3/d全地下式污水處理廠，占地面積5.95公頃，總投資約6.23億元。

出水熱能回收：利用水源熱泵技術(shù)可實(shí)現(xiàn)水中熱能回收，給污水廠周邊區(qū)域提供供熱或制冷。節(jié)能效果明顯。

投資與運(yùn)行成本：投資較地上污水廠增加 20%~30%，處理成本增加 20%左右。但是它帶來的其它效益足以彌補(bǔ)投資與運(yùn)行成本的增加，從整體考慮是經(jīng)濟(jì)的。投資與運(yùn)行成本 南方為3500-5000元/m3，北方為 4000-6000元/m3。

日本大阪津守地下式污水廠

工藝與空間布置

地下污水廠多采用主體構(gòu)筑物組團(tuán)布局共壁合建的箱體式構(gòu)筑物，工藝多采用高效理單元技術(shù)組合、生物處理的核心段多采用改良AAO、MBBR、MBR、BAF；深度處理依據(jù)去除對(duì)象的不同多采用深床過濾、活性砂過濾，高效沉淀、磁混凝沉淀，纖維過濾、濾布濾池、超濾等占地少、效率高的工藝。根據(jù)地下污水廠特點(diǎn)配備，高標(biāo)準(zhǔn)除臭工藝、通風(fēng)及消防、地下高效采光、應(yīng)急安全設(shè)施等先進(jìn)技術(shù)，使整體工藝在適應(yīng)污水廠地下模式的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高出水標(biāo)準(zhǔn)及綠色節(jié)能。

在生物處理核心段，采用改良AAO工藝較多，該工藝目前在國內(nèi)的運(yùn)用已經(jīng)十分成熟、可靠程度高，AAO方案流程較長(zhǎng)，但運(yùn)行成本較低。MBBR工藝通過控制流動(dòng)填料在生物反應(yīng)池內(nèi)的比例，可以形成活性污泥與生物膜法的共生系統(tǒng)，也可以形成以生物膜法為主要處理功能的生物膜系統(tǒng)，該工藝更適合作為地下式污水處理廠升級(jí)改造、改善出水水質(zhì)的情況。鑒于目前改善水環(huán)境和污水資源化的需要，如北京、合肥、天津、呼和浩特等多座城市均提出了更嚴(yán)格的出水標(biāo)準(zhǔn)，該工藝良好的彈性可為以后水質(zhì)再提高奠定基礎(chǔ)。MBR工藝生物池污泥濃度高，所需生物池體積小，深度處理多半僅需要消毒處理即可，在以上幾種工藝中最節(jié)省占地，但是MBR附屬設(shè)備偏多，運(yùn)行操作要求高且膜清洗需耗費(fèi)較多的人力物力，膜更換費(fèi)用較高。深度度處理部分需要對(duì)出水的氨氮、總氮進(jìn)一步把關(guān)時(shí)，可選擇兼具除氮、SS功能的深床濾池、活性砂濾池；以除磷、SS為目的可以選擇高效沉淀、磁混凝沉淀，纖維過濾、濾布濾池、超濾等處理單元或單元組合。

在平面布置與豎向上的考慮，地下污水廠集中在有限的地下箱體內(nèi)，要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)好工藝、各種管線、通風(fēng)除臭、消防、交通、運(yùn)營(yíng)維護(hù)各方面的關(guān)系，保證有機(jī)銜接，實(shí)現(xiàn)集約化的集成，從而有效節(jié)約空間減小地下箱體體積，達(dá)到節(jié)省投資的目的。工藝選擇上，宜選擇高效處理單元組合，平面上滿足功能分區(qū)，便于安排除臭、管線綜合，供電、風(fēng)機(jī)、加藥、消毒、污泥脫水與工藝之間的有機(jī)銜接。尤其要注意構(gòu)筑物內(nèi)的電氣、除臭、地下空間通風(fēng)、消防、事故排水安全等設(shè)計(jì)。景觀設(shè)計(jì)是地下污水廠的亮點(diǎn)，要結(jié)合地下箱體頂部的承重能力合理配置景觀、灌木、樹木等。

典型地下式污水廠構(gòu)造

工程應(yīng)急預(yù)案

地下式污水處理廠其應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力相對(duì)地上式污水處理廠需要大大加強(qiáng)，為了防止意外事故的發(fā)生 在各專業(yè)的設(shè)計(jì)中均考慮了相應(yīng)的措施，主要措施如下：

（1）污水處理廠按規(guī)范要求負(fù)荷等級(jí)為二級(jí)負(fù)荷，考慮本污水處理廠一旦停電，將造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，因此為提高供電的可靠性，應(yīng)由雙路電源供電，兩路電源同時(shí)工作互為備用，以保證污水處理廠的正常生產(chǎn)及事故情況下的用電安全。

（2）為保證在緊急情況下人員的安全疏散，在地下通道、地下建筑物內(nèi)設(shè)應(yīng)急照明燈具及疏散指示標(biāo)志，并采用蓄電池組供電，供電時(shí)間不低于30min，確保地下構(gòu)筑物工作人員的安全疏散。

（3）為保證事故排煙風(fēng)機(jī)、消防設(shè)施的安全運(yùn)行，采用單獨(dú)敷設(shè)的安全消防專用回路供電，并采用兩路電源末端切換，保證事故排風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行；消防線路穿管暗敷在不燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)，并保證保護(hù)層厚度不應(yīng)小于30mm。

（4）進(jìn)水處設(shè)置液控速閉閥和手電兩用閘閥兩道保護(hù)，當(dāng)發(fā)生意外停電時(shí)，液控速閉閥自動(dòng)關(guān)閉，閘閥利用高能量的蓄電池組供電將閘閥關(guān)閉，避免污水淹沒污水廠。

（5）在意外事故發(fā)生時(shí)，自控系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)入到安全模式運(yùn)行，例如：即使在不停電的狀態(tài)下原污水進(jìn)水水位超過警戒水位，系統(tǒng)會(huì)指令進(jìn)水閘門關(guān)閉，避免進(jìn)水淹沒地下污水廠。

（6）消防用水采用市政水和中水兩套獨(dú)立方案供水，確保消防用水的可靠性。并且在每個(gè)消防分區(qū)，兩套供水均有消火栓接口，并分別獨(dú)立滿足規(guī)范要求的間隔。并且在每個(gè)消防分區(qū)再設(shè)置可移動(dòng)滅火器。

（7）通風(fēng)系統(tǒng)采用自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的方式，即使在極特殊情況下的停電仍可利用自然通風(fēng)進(jìn)行一定的換氣。來源：給水排水