摘要:近年來，隨著人們對環保意識的增強，大量的污水處理廠不斷建成投入運行，隨之而來的城市污泥產量越來越大。污泥是一種特殊的垃圾，如不及時處理將造成嚴重的二次污染，因此，污泥處置十分緊迫。結合我國目前的現狀，針對城市污泥的性質及處置方法進行了研究。

　　關鍵詞:城市污泥,污泥處置,資源化

　　污泥是污水處理后的副產品，是一種有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復雜的非均質體，它的主要特性是含水率高，有機物含量高，容易腐化發臭，并且顆粒較細，比重較小，呈膠狀液態。它是介于液體和固體之間的濃稠物，可以用泵運輸，但它很難通過沉降進行固液分離。污泥量通常占污水量的0.3%～0.5% (體積);如果屬于深度處理，污泥量會增加0.5～1倍。污水處理效率的提高，必然導致污泥數量的增加;目前我國污水處理量和處理率雖然不高，但城市污水處理廠每年排放干污泥大約3×104t，而且還以每年大約10%的速度增長。

　　1污泥對環境的影響

　　1.1污泥有機養分及其土地利用的有效性

　　污泥中含有大量的N、P、K、Ca 及有機質，同時污泥中有許多植物所必需的微量元素，可以緩慢釋放，具有長效性。因此，污泥是有用的生物資源，是很好的土壤改良劑和肥料。表1 是我國北京、靖邊、安陽、荊門、荊州、包頭、南昌、姜堰、湖州等城市20個污水處理廠污泥營養成分的調查統計結果。

　　我國污泥的總氮、總磷、總鉀、有機質的平均含量均超過國家堆肥需要的養分標準，所以污泥是很好的有機肥源。由于受到來源和生產日期影響，污泥成分差異較大，這與不同地區生活水平和生活習慣有關。從長遠來看，我國污水廠污泥中氮、磷的含量將隨著脫氮脫磷等二級污水處理工藝的增加而增加，這將有利于污泥土地利用。

　　我國城市污泥中有機物含量約為55%～60%，而歐、美可達70%～80% (均指初次沉淀池污泥)。污泥中有機養分和微量元素可以明顯改變土壤理化性質，改善土壤結構，促進團粒結構的形成，調節土壤pH值和陽離子交換量，降低土壤容重，提高土壤孔隙度、透氣性和保肥能力等; 城市污泥還可以增加土壤根際微生物群落生物量和代謝強度、抵制腐爛和病原菌。污泥用作肥料，可以減少化肥施用量，從而減少農業成本和化肥對環境的污染。

　　1.2污泥對環境的污染

　　盡管污泥含豐富的養分，但也含有大量病原菌、寄生蟲、銅、鉻、汞等重金屬，鹽類以及多氯聯苯、二惡英、放射性核素等難降解的有毒有害物，這些物質對環境和人類以及動物健康有可能造成較大的危害。

　　1)污泥鹽分污染。污泥含鹽量較高，會明顯提高土壤電導率、破壞植物養分平衡、抑制植物對養分的吸收，甚至對植物根系造成直接的傷害，而且離子間的拮抗作用會加速有效養分的淋濕。

　　2)病原微生物。污水中的病原體經過處理還會進入污泥。新鮮污泥中檢測得到的病原體多達千種，其中危害較大的是寄生蟲。污泥中病原體對人類或動物的污染途徑大致有四條: 直接與污泥接觸;通過食物鏈與污泥直接接觸而感染; 水源被病原體污染; 病原體首先污染了土壤，然后污染水體。

　　3)氮磷等養分的污染。在降雨量較大地區的土質疏松土地上大量施用富含N、P 等的污泥之后，當有機物分解速度大于植物對N、P 的吸收速度時，N、P 等養分就有可能隨水流失而進入地表體造成水體的富營養化; 進入地下引起地下水的污染。

　　4)有機物高聚物污染。城市污泥中含有苯、氯酚等，目前國內外對城市污泥中的有機污染物的研究不多。

　　5)重金屬污染。在污水處理過程中，70%～90%的重金屬元素通過吸附或沉淀而轉移到污泥中。這些重金屬主要來源于工業排放的廢水及家庭生活的管道系統。重金屬是限制污泥大規模土地利用的重要因素，因為污泥施用于土壤后，重金屬將積累于地表層。另外，重金屬一般溶解度很小，性質較穩定、難去除，所以其潛在毒性易于在植物、動物以及人類中積累。表2為北京、靖邊、安陽、荊門、荊州、包頭、南昌、姜堰、湖州等省、市30個城市污水處理廠污泥中重金屬含量統計結果。

　　統計結果說明:我國城市重金屬污染主要以Zn和Cu為主，其他重金屬含量較低。我國城市大量使用鍍鋅管道是生活污水污泥中Zn含量較高的原因之一。一些城市的生活污水與工業污水混合處理導致其他重金屬指標的含量較高。

　　2城市污泥處置方法

　　污泥處理的目的是使污泥減量化、穩定化、無害化及綜合利用。對于國內城市的各類污水處理廠來說，應該不斷完善其污水污泥處理工藝，選擇包括污泥濃縮、厭氧消化、脫水等較完善的污泥處理工藝，并積極開發性能良好的、國產的污泥濃縮、固定脫水裝置和機械，以提高污泥的含固率，使后續的污泥處置和綜合利用能順利進行。

　　國內的污泥處置，即最終出路存在嚴重問題，目前有:土地利用、焚燒、土地填埋等，另外，還有近15%的污泥沒有任何處置，這將為環境污染帶來巨大危害。造成這種現象的原因可以歸納為: 國內污泥處理處置的起步較晚，許多城市沒有將污泥處置場所納入城市總體規劃，造成很多處理廠難以找到合適的污泥處置方法和污泥棄置場所; 我國污泥利用的基礎薄弱，人們對污泥利用的認識存在嚴重不足，對污泥的最終處置問題缺乏關注，給一些有害污泥的最終處置留下了隱患。我國城市污泥的主要處置方法分述如下。

　　2.1土地利用

　　在污泥資源化中，土地利用是首選。經過妥善無害化的污泥才可以施用于土地，包括: 農田、林地、墾荒地育苗、觀賞植物、草皮、草地公園、高速度公路綠化帶和高爾夫球場以及尾礦堆、采石場、露天煤礦的固定、固定海灘及用于恢復植被、建筑供游樂的海島等。

　　由于對二次污染的防范，多數是通過堆肥化處理以穩定化、無害化之后變成堆肥使用，另一種污泥土地利用的途徑是通過熱干化到固含量大于90%，從而徹底破壞病原菌與病毒，并使污泥性質穩定、易于貯存運輸，再通過與無機肥復合造粒而成為較高級的污泥肥。干化后的污泥肥效最好，而且易于貯存運輸，但成本較高，只是污泥干化處理的副產品。作為資源化處理仍以堆肥處理為佳。

　　污泥堆肥是符合中國國情的污泥穩定技術。堆肥化目的是降解大多數毒性有機物;固化和鈍化重金屬; 消除臭味、殺死病原菌和寄生蟲; 改善物理性狀，降低含水率，堆肥可作為商品出售。

　　2.1.1 好氧堆肥

　　污泥的好氧堆肥化利用好氧菌和氧氣作用，讓污泥高溫發酵，實際上就是污泥的微生物發酵過程。通常分為三個階段: 第一階段是中溫階段，第二階段是高溫階段，第三階段是腐熟階段。中溫階段結束的標志是堆溫升至45℃; 高溫階段耗氧速度高、溫度高、揮發性有機物降解速度高、臭味很濃; 腐熟階段則溫度低、耗氧速度低、空隙率增大、腐殖質增多且穩定化。好氧堆肥無害化要保證堆層溫度在55℃以上保持5～7d，以達到殺滅蛔蟲卵和大腸桿菌的要求。堆肥化工藝過程主要包括前處理主發酵、后發酵、后處理、貯存等環節。

　　好氧堆肥化具有使有機有害物分解徹底、堆肥周期短、臭味小、好控制等優點。它運用多學科技術，利用微生物群落在特定的環境中對多相有機物分解，將污泥改良成穩定的腐殖質，用于肥田或土壤改良。由于城市污水污泥性質特殊，含水率較高、有機物含量不高、空隙率較小、黏度大等，因此用污泥為原料堆肥化時，通常需加樹葉、木屑、秸桿、腐熟堆等調理劑，或與城市生活垃圾混合堆肥。污泥好氧堆肥過程的主要控制因素有: 含水率、通風系統、溫度、pH 值、C/N、調理劑等。

　　2.1.2 厭氧堆肥

　　目前，厭氧堆肥的研究和應用還很少。厭氧堆肥是在無氧條件下，借厭氧微生物的作用來分解污泥中的有機物，主要經歷酸性發酵和堿性發酵兩個階段。影響厭氧堆肥的因素包括堆體的理化參數，如堆肥原料、有機質含量、pH值、C/N、通氣量、水分含量等; 同時還會受到環境溫度變化的影響。在相對穩定的環境條件、5. 8℃以上的環境溫度下，污泥堆肥完全可以達到高溫。水分是微生物賴以生存的條件，它能溶解有機物，參與微生物的新陳代謝。一般認為含水率為80%左右時比較合適。

　　2.2 焚燒

　　污泥焚燒處理是將污泥入焚燒爐內，在過量空氣加入的情況下完全燃燒，污泥經焚燒后產生1/10左右固體質量、無菌、無臭的灰塵渣。污泥焚燒產生的影響因素有:污泥水分、焚燒溫度以及停留時間。

　　污泥焚燒的優點是可以迅速和最大限度地實現減量化，它既解決了污泥的出路又充分利用了污泥中的能源，且不必考慮病原菌的滅活處理。污泥焚燒的熱能可回收利用，有毒污染物被氧化，灰燼中的重金屬活動性大大降低;缺點是高成本和可能產生污染(廢氣、噪聲、震動、熱和輻射)。其焚燒灰可以作為建筑材料，如將焚燒灰作為瀝青填料、路床和路基材料、磚瓦材料、水泥原料、熔融填料等。焚燒所需的費用很高，存在煙氣污染問題。焚燒需要消耗大量的能源，即使在焚燒過程中回收熱能仍然無法大幅度降低能源消耗。我國目前的經濟能力還難以采用這一處置方式，對于大城市因遠離填埋場造成運輸費用高，使用焚燒法處置可能是有意義的。

　　2.3 衛生填埋

　　污泥的衛生填埋始于20世紀60年代，到目前為止已發展成為一項比較成熟的污泥處置技術。對于不能資源化的廢棄物，填埋是目前仍然有效的最終處置途徑。

　　污泥填埋只是延緩了污染產生的時間，污泥中含有的各種有毒有害物質經雨水的侵蝕和滲漏會污染地下水，因此污泥填埋地基需做防滲處理。此外，因城市污泥大量的產生使得適宜填埋的場所顯得越來越有限。填埋需占用大量土地、耗費可觀的填埋費用，近年來污泥填埋處置所占比例越來越小，并將受到越來越嚴格的限制。據有關部門測算，按填埋場25km 運程計算，每噸濕污泥的運輸和填埋管理費達25元;同時填埋將占用大量土地，按國家規定，填埋1t 夯實垃圾占地面積需要0.6平方米。照此測算，在目前我國城鄉耕地越來越少的情況下，污泥衛生填埋顯然不符合社會可持續發展的要求。

　　總之，在大多數國家中，特別是發展中國家土地利用和填埋仍是污泥處置的主要途徑，而隨著可填埋范圍的日益減少，土地利用將是一個主要的發展方向。

　　3 結語

　　由于缺少技術、收費等政策的支持，缺少污泥的基礎研究以及技術路線的科學分析，缺少持續的投融資機制，我國的污泥處置發展尚有很長的路要走。目前，大量的水業工程和固廢工程公司已經關注到這個問題，并開始尋找進入污泥處理處置市場的契機。然而從目前我國的污泥處理市場來看，還沒有規模化的專業污泥處理公司，隨著我國污泥處理市場的進一步形成與發展，必將需要一大批有技術、有良好的運營能力的污泥專業化建設與運營公司。在此背景下，在可以預見的未來，污泥處理市場將進入一個沒有天花板的空間，而這個市場目前正處在萌芽階段，對于污泥處理企業來說，誰先進入市場，取得市場先機，誰就將取得未來巨大市場的主動權。

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