城市污水處理廠污泥處置技術

2020-06-10 返回列表

一、我國城市污水處理廠污泥處置工作現狀

近年來，我國政府提出構建可持續發展、發展低碳經濟戰略號召，強調對城市污水及污泥加以再生利用，挖掘潛在應用價值。目前來看，我國多數城市污水處理廠在運行過程中，對于所產生的污泥仍采取傳統處置方法，如集中堆積、填埋等，沒有對污泥開展有效處理作業，導致多數污泥中含有大量重金屬元素以及各類有毒物質，對周邊生態環境造成二次污染，如圖1所示。

二、我國城市污泥處置工作的未來發展趨勢

污泥利用率過低、生態環境遭受二次破壞的根本原因在于，當前我國污水處理與污泥處置工作理念較為僵化，與社會發展形態相脫節。因此面對這樣的現狀，我們應向西方發達國家城市污泥處置工作體系與理念加以充分借鑒，并汲取工作經驗。

為直觀闡述這一問題，本文以英國、美國、西班牙三國城市污泥處置工作開展現狀為例：英國選擇將多數污泥進行處理后作為肥料用于農業生產。而針對處理經濟成本過高的污泥，則選擇將其進行排海處理，僅選擇將極少部分污泥直接填埋；西班牙主要選擇將污泥經過簡單處理后用于土地利用以及排海處置；美國由于幅員遼闊，中部區域處于大陸腹地、污泥遠距離運輸成本較為高昂。因此主要選擇將經過處理后的污泥用于土地利用與直接焚燒，臨海區域則選擇將污泥進行排海處理（排海處理所占比重為20%）。根據對比分析可知，不同國家根據自身實際國情不同，所制定城市污泥處置方案也有所不同。因此根據我國實際國情，則需要將所需處理城市污泥以土地利用與排海處理為主，直接焚燒與土地填埋為輔。

三、主要城市污水處理廠污泥處置技術

1.污泥制肥以及土地利用處置技術

從污泥處置經濟成本、處置效率與再生利用價值等多方面角度來看，土地利用都是最佳的污泥處置技術方向，不但不會對生態環境造成二次污染，還在一定程度上推動了我國有機農業的發展進程。的處置方法是將所需處置的城市污泥進行分類處理，例如將其分為單獨堆肥（所需處置城市污泥單獨堆放）以及混合堆肥（城市污泥與適當種類的城市生活垃圾共同堆放，抑或是城市污泥與動物糞便等加以混合堆放）兩種。混合堆放的污泥在長時間堆積過程中逐漸產生化學反應，最終形成有機肥料。而單獨堆放的城市污泥則與所添加的各類營養物與化學添加劑產生反應，最終形成有機復合肥料。

為直觀闡述城市污泥土地利用處置技術的應用價值，以北京市城市污泥土地利用實際情況為例。我國北京市現有農用土地面積總數為110萬平方公里，沒有得到有效利用與開發的荒地面積總數為21萬平方公里，占總體農用土地面積的19%。而這類荒地未到充分開發問題的主要成因在于，土壤中所分布各類有機物質的含量過低，無法為所栽種綠化植物與農作物提供充足生長養分。據相關調查統計數據顯示，北京市每年需要32-34萬噸有機肥料。而通過對城市污泥制肥以及土地利用處置技術的應用，每年可向北京市提供所需有機肥料的70%。

城市污泥制肥技術是將城市污水處理廠中所產生和有待處理的生污泥運輸至制肥廠區，將其制作為有機肥料后向農地、林地、沙漠化荒地以及園林綠化區域土壤中進行施肥。與生物糞便廢料同比而言，由城市污泥制作而成的有機肥料具有保水報肥、營養成分數值高、可適當提高土壤溫度等諸多應用優勢。

2.城市污泥建材利用以及干化焚燒技術

（1）城市污泥建材利用。隨著施工技術總體體系的不斷優化完善，各類新型綠色建筑材料陸續得到廣泛普及應用。城市污泥作為部分綠色新型建筑材料的主要生產原材料，有效挖掘了城市污泥的再生利用價值。如城市污泥是磚材砌塊、水泥添加料、輕質骨粒等施工材料的主要原材料。但在利用城市污泥制作各類建筑材料時，需要提前對城市污泥開展全面性的金屬浸出以及過濾處理工作，避免所使用城市污泥中分布過量重金屬離子以及放射性污染物等。

（2）城市污泥干化焚燒。相較于其他城市垃圾與所處理城市污水而言，城市污泥具有質地輕、熱值高等特點，可基于低溫干化技術對城市污泥進行預處理（將城市污泥中所分布各類有害物質加以去除），隨后將經過處理的城市污泥作為原始燃料進行焚燒發電，且城市污泥在焚燒后會產生一定數量的灰渣，這類灰渣也具有較高再生利用價值（制作水泥等）。而城市污泥干化焚燒的具體工藝流程為，將城市污水處理廠所產生、有待處置的生污泥運輸至干化車間，開展污泥干化預處理，隨后將干污泥進行焚燒，所產生熱能用于轉換電能（也可將其直接進行供熱）、回收灰渣。但污泥干化焚燒技術的經濟成本較為高昂，因此需要結合實際情況進行選擇。

3.城市污泥填埋技術

技術處置原理與流程為，對所產生的污泥進行分類堆集（可將其混合堆積），隨后將城市污泥運輸至指定區域（或是人工開挖坑地）進行填埋，在填埋區域土壤中營造一個相對較為穩定的生態環境，用于繁殖微生物，對所填埋污泥與各類城市生活垃圾開展降解處理。同比其他技術，污泥直接填埋技術雖然具有極高經濟性，但卻會對生態環境造成二次污染破壞，且會消耗一定的土地資源。在當前我國社會發展背景下，可選擇將城市污泥直接填埋技術作為一項過渡技術，逐漸降低對這一技術的應用力度。

4.污泥熱解處理技術

這一技術的處置原理為，基于污泥中所分布有機物具有的熱不穩定特征，營造無氧環境，將污泥在該環境下進行加熱處理，污泥中所分布有機物在高溫無氧環境下出現熱裂解反應，逐漸形成使用價值加高的固體殘渣以及熱解氣。隨后對固體殘渣與熱解氣進行針對性使用即可。

這一技術的應用，有力推動了我國城市污泥處理的減量化、無害化、資源化發展進程。

5.各項城市污泥處理技術對比

在當前我國城市污泥處置領域，常見處置技術為干化焚燒、土地利用以及衛生填埋技術，不同技術之間的應用優缺點有所不同，需結合城市污水處理廠實際運行情況、污泥處置需求加以選擇。而各項污泥處置技術之間的處置成本與具體區別為：城市污泥干化焚燒以及建材利用的處置經濟成本最高，普遍在300-400元/m3，且對處理設備要求較高，需要全面配置煙氣處理設備等。但這一技術具有污泥處置效率高、占地面積小、不受到外界環境與氣候因素影響、適用范圍廣等應用優勢；土地利用技術的處置經濟成本適中（150-250元/m3），但極易受到外界因素影響、工藝流程繁瑣、占地面積大；衛生填埋技術的處置經濟成本最低（100-200元/m3），但卻會對生態環境造成嚴重二次污染、且對所處置城市污泥的含水量有較高要求，需要對部分含水量過高的城市污泥提前開展脫水處理。

結語：為積極響應我國政府所提出“減量化、環保化、再生化”城市污泥處置工作開展號召，需要結合實際情況靈活應用上述各項城市污水處理廠污泥處置技術，堅持近期目標與長遠目標相結合的指導原則，推動污泥處置技術的多元化發展進程。

來源:《建筑實踐》  作者:杜閏萍