北京市政建设集团有限责任公司机电工程处北京100102
摘要：随着城市化的进展和环境质量标准的日益提高，污水处理率和处理程度也日益得到提高和深化，城市污泥问题也日益突出。污水污泥量显著增加，污泥填埋用地日益紧张，污泥处置带来的环境问题引起了普遍关注。本文通过分析国内污泥处理处置现状和国内外污泥资源化处理处置技术，明确资源化利用是解决污泥问题的关键和发展方向，同时还分析了资源化利用存在的问题，认为污泥处理应该在政策、管理、经济及技术等多方面加以综合规划实施。只有这样，才能加快污泥资源化利用，实现可持续发展。
关键词：污水处理厂；污泥处理处置；污泥处理技术；资源化
前言
污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高（可高达99%以上），有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小，呈胶状液态。它是介于液体和固体之间的浓稠物，很难通过沉降进行固液分离。任意排放不加处理的污泥会对环境造成严重的污染。随着城市化的进展和环境质量标准的日益提高，污水处理率和处理程度也日益得到提高和深化，城市污泥问题也日益突出。污水污泥量显著增加，污泥填埋用地日益紧张，污泥处置带来的环境问题引起了普遍关注。通过分析国内外城市污泥的处置现状，明确资源化利用是解决污泥问题的关键和发展方向，同时还分析了资源化利用存在的问题，认为污泥处理应该在政策、管理、经济及技术等多方面加以综合规划实施。只有这样，才能加快污泥资源化利用，实现可持续发展。
本文基于南口镇某污水处理厂升级改造工程，目前遇到的主要问题是当初污水处理厂运行过程中污泥并未及时处理外运，所以导致在厂区及周边有大量的污泥堆放，在改造过程中需要全部外弃。之前的首选方案是统一运至阿苏卫填埋场进行卫生填埋，但由于填埋场处理能力有限以及当前大气环保形势严峻等多方面原因，至今仍有数万方污泥无处消纳。所以按照现在及以后或许更加严格的环保形势及政策要求，污泥的常规处理处置方法已经不能满足社会发展的需要，污泥的资源化利用更加的迫在眉睫。
1污泥处理处置的一般原则
城镇污水处理厂污泥处理与处置应遵循“减量化、稳定化、无害化、资源化”的处置原则，将“无害”作为污泥处置的重点，把“资源化”作为污泥处置的最终目标，在满足安全环保的基本要求下实现污泥的循环利用。为有效、彻底解决污泥的环境污染问题，可以通过技术开发将大量的废物变为可用物质，对污泥进行综合利用，以取得良好的经济效益和环保效益。
污泥处理处置的目标也是为了实现污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化。减量化、稳定化、无害化可以降低处理费用、避免二次污染；资源化可以实现污泥中有机质和营养元素的循环利用。污泥处理处置及资源化方式，要充分考虑污泥的泥质特征、所处地区的环境条件和经济水平。鼓励发达城市以资源化利用为主要目标，欠发达城市和地区以稳定化、无害化为近期目标，同时考虑未来污泥资源化利用的可能性。
2国内污水处理厂污泥处理现状
2.1国内污水处理厂污泥产量分析
由于城镇化和经济发展需求，我国近年来污水排放量和处理量呈上升趋势。根据国家统计局公布的数据得知，截至2015年年末，我国城市污水处理厂日处理能力达到13784万立方米，比上年末增长5.3%；城市污水处理率达到91.0%，提高0.8个百分点。
随着“十二五”期间对污水处理的重视，我国污水处理的主体市场基本完成，在“十三五”规划中，将进一步推进污水处理市场，提高污水处置效率和行业平均技术水平。作为污水的衍生品，近年来污泥产量也在不断上升2015年生活污泥产量为3500万吨，同比增长16%。据测算，我国每年产生3000万吨-4000万吨含水率在80%左右的市政污泥。随着“十三五”的到来，污泥量还会增加。预计到2020年，我国的市政污泥产量将达到6000万吨-9000万吨。
2.2国内污水处理厂污泥处理现状
与污泥产量连年递增趋势相背的是我国污泥有效处理率偏低。大量污水处理企业采取直接倾倒或者简单填埋处置手段处理污泥，不但威胁土壤环境和居民健康也造成资源的浪费。2015年年底，北京人大常委会法律检查组表明，北京污泥无害化处理率仅为23%。而全国有效处理率也远远低于30%。
目前在各种污泥处置方式中，污泥的卫生填埋是目前我国普遍采用的处置方法。但由于脱水污泥的含水率较高及填埋场对污泥剪切力的要求，填埋场对污泥进场的要求越来越高。而且随着城市化进程的加快，土地填埋也收到越来越严格的限制，因为填埋占有大量土地、耗费可观的填埋费用且不能根治污染，还会严重污染附近的地下水，这些都制约污泥的土地填埋技术的发展和应用。
近年来，我国已针对各种可行的污泥处理处置技术进行了大量的研究和应用，已具备了实现污泥资源化的相关技术能力。所以，经过恰当的工艺选择与处理，对其进行合理利用、使污泥可以变废为宝是城市污泥处置未来发展的主要方向，污泥资源化技术不仅可以将污泥有效处置，还能达到循环经济的目的。
3污泥资源化处理处置技术探讨
污泥处理技术分为污泥处理和污泥处置两个环节。污泥处理包括浓缩（含水率95%-98%）、脱水（80%）、干化（40%）等。在脱水环节，可以通过厌氧消化或好氧消化进一步提高脱水效率。污泥处置是污泥处理的后续环节，有填埋、焚烧、堆肥、资源化等多种手段。在2014年活性污泥一百周年时，全世界科家都一致认为：资源化是污水处理未来发展的方向，污泥的资源化利用是未来需要突破的重要环节。所以如何根据污泥特性选择处置工艺和确定最终用途，在安全、环保的前提下实现污泥资源化利用，是未来污泥处理处置需要重点解决的问题。
3.1土地利用
污泥好氧堆肥是土地资源化利用的主要方法。堆肥与化学肥料相比，氮、磷、钾含量较低但有机物含量高，肥效慢但持续时间长。污泥可以作为土壤调节剂，改善土壤的通气性，提高对酸碱的缓冲能力，提供养分交换，可以有效地改善植物的生长状况。在污泥性质稳定的前提下确定合理的工艺条件，原理上堆肥几乎可以杀死所有病原菌，大量细菌被降解成可以利用的有机质，重金属元素也得到较好的稳定处理，肥效增加，挥发分减少，显著降低对土壤和农作物的不利影响。但是实际应用中，堆肥自动化程度低、周期长、效果不稳定，造成堆肥过程中散发臭味、蚊蝇产生等，污染周围环境。我国城市污泥本身显示具有重金属含量高且种类繁多并含有各种致畸致癌的有机化合物的特性。处理后的部分有害物质残留会通过食物链在人体内富集。基于对污泥成分复杂性和不确定性以及相关农产品对人体健康带来的隐患考虑，农业堆肥利用还有许多研究工作要做。所以污泥的土地利用必须经过可靠的稳定化和无害化处理，否则可能带来的环境风险相对土地利用带来的经济利益将得不偿失。
3.2建材利用
污泥建材利用是污泥资源化利用的重要途径。污泥中含有20～45%的无机物，含有重金属离子，如cu，Pb，cd，zn和cr等有害有毒重金属；经过处理的污泥能够用于烧制建筑材料，在不同的建材生产中参入不同比例的污泥而得到资源化利用；在燃烧过程中，有毒重金属被固溶封存在产品中，有害细菌及微生物被全部杀死而达到无害化；污泥中的有机物也参与燃烧而减少能源的消耗。污泥建材利用主要有污泥制沥青、砖、陶粒、混凝土、生态水泥、生化纤维板等。从综合需求看，污泥合理处置是环境保护的迫切要求，城市发展需要大量的建材，污泥作为建材原料无疑是一种可持续发展的资源化利用方式。如果在政策上、资金上给予大力支持，加强该领域现有技术的应用和科学研究，那么可以肯定污泥建材资源化将会成为污泥处置的主要手段之一。
3.3能源利用
污泥能源化利用是在获取其中热质的同时，对其干化和焚烧，实现稳定化、无害化、减量化。能源利用主要有污泥厌氧消化产生沼气发电和污泥燃料燃烧发电。
厌氧消化产生沼气发电是通过污泥厌氧发酵，产生的沼气在燃气内燃机的气缸内燃烧做功，把化学能转换成机械能，最终产生电能和热能。这种方法无需对污泥进行脱水处理，经厌氧罐发酵后，能消化一定比例的污泥，剩余的沼渣经脱水稳定化无害化处理后，可制成有机肥；污泥消化可以抑制病菌，改善污泥的卫生状况；脱水后的消化污泥还可作为发电厂或水泥厂的辅助燃料。沼气发电以其低排放、低污染、节约能源、废物资源化等优点而倍受关注。但是也存在基础投资和运行成本较高的问题，污泥经厌氧消化后只能减量不到一半，大量剩余污泥残渣需要通过其他技术进行处理。产生的消化液COD浓度相当高，需建立配套的污水处理设施或返回到污水处理厂处理等等问题。
污泥燃料包括污泥与煤粉、重油等燃料混合形成的，污泥与城市有机垃圾混合形成的，污泥干化后形成的污泥燃料。污泥燃料燃烧所释放出的热能通过热回收系统和发电系统实现能量转化。污泥焚烧技术可将污泥中水分和有机质完全去除，并杀灭病原体，只得到少量污泥灰烬，而且可以利用热能发电，是最具发展潜力的污泥处置技术。污泥焚烧发电既实现了无害化又实现了资源化，但也存在焚烧过程的二次污染，焚烧还会带来悬浮的未燃烧或部分燃烧的粉尘与重金属污染，以及臭气，且污泥焚烧发电时产生的腐蚀性物质会对发电站设备产生影响。
4污泥处理与处置的几点想法
4.1建立政府、政策支持机制
污泥的处置与利用是当前环境科学中的重要课题，更是人类能否良性繁衍生息的大课题，涉及到人类生存空间和生存所需资源。所以在今后的污泥处理处置上要认真地客观地分析过去，正视过去“重水轻泥”造成的污泥处置乱象，从战略高度系统规划未来污泥科学处置方案。健全污泥处置法律法规、制定和完善污泥处理处置标准，使得各个环节操作能有序合理地进行。
4.2建立污水处理和污泥处理的统筹机制
将污水处理和污泥处理纳入统一系统加以统筹规划，在政策、法规、经济、管理和技术上协调统一。污泥的处理处置要在综合环境生态效益、处理成本、经济效益与综合投入之间动态均衡；污泥的产出量、污泥资源化处置能力之间动态均衡。只有这样，才可能在污水处理得到飞跃发展的同时，使得产出的污泥也得到同步妥善处置，实现当前技术经济条件下的资源最大化利用。
4.3建立科学的运营管理机制
在加大各级公共财政投入基础上，积极吸收各类社会资本，扩大污泥处理投入，弥补过去的欠账，建立多元化的投资融资和运营管理机制。将污泥处理成本逐步纳入污水处理成本并计入缴费范围，解决污泥处理处置费用不足问题。对污泥处理单纯从经济角度衡量得与失是不恰当的，应该综合考虑污泥处置的社会效益和环保效益，制定相应的扶持政策给予支持以强化污泥资源化利用。
4.4建立“因地制宜、因泥制宜”的处理处置机制
综合考虑本地区污泥泥质特征、自然环境条件、经济社会发展水平等因素，因地制宜地制定科学合理的污泥处理处置专项规划或实施计划。对人口密集、用地紧张的发达城市，以污泥干化焚烧等资源化利用为主。对有机质含量较高的污泥可用于土地施用，如用作肥料、回填土等；有机质含量较低或重金属含量高的污泥适用于建筑生产，制造陶粒、地砖、水泥等。
结语
随着“十三五”规划的出台，指出“十三五”期间目标仍以大气、水污染防治为主，将更重视建设资源节约型社会以及生态环境总体质量改善。大气、污水、污泥的治理是今后国内环保处理的三个主攻方向。2015年，在环保产业的“新常态”下，我国相继颁布了一系列国家政策和行业标准，其中《水十条》明确了现有污泥处理处置设施应于2017年底前基本完成达标改造，地级及以上城市污泥无害化处理处置率应于2020年底前达到90%以上，京津冀区域达到95%。这表明，国家对污泥处理与处置日益重视，虽然，当前在污泥处理与处置的政策、相关标准、资金投入以及技术等方方面面存在这样那样的问题，但我们有理由相信污泥资源化利用必定得到长足发展。污泥资源化利用，不仅满足社会需求，而且是未来解决城市污泥问题的唯一出路。
参考文献
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[2]吴敬东，熊建新等.北京市污水处理厂污泥处理与处置现状及对策.北京水务.2010.
[3]王雅婷.城市污水厂污泥的处理处置与综合利用.环境科学与管理.2011.