深圳特区污泥处理处置的探索与建议
摘要：本文就深圳经济特区污泥处理处置工作的现状及面临的问题、实践及对策进行总结，对污泥处理处置的目标和政策导向进行了探讨。
1 引言
近年来，随着国家经济和社会的发展，环境污染日益严重，人们已经认积到树立科学发展观的重要性，人与自然必须协调发展。作为水环境治理的重要组成部份 ——城市污水处理得到政府和社会各界的高度重视，近年来，新的污水厂不断建设，污水处理率大幅提高。污泥是污水处理的副产物，一直以来未得到足够重视，其最终处置问题已突现出来。在深圳特区，污水处理率已达到70%以上，污泥能否得到及时而适当的处理与处置，已成为影响污水处理厂正常运行、是否从根本上产生环境效益的重要因素。全面了解污泥处理处置技术及深圳特区污泥处理处置的现状与问题，力求提出适合的对策，是近期污泥处置工作的重点。
2 现状及问题
深圳水务集团主要从事深圳经经特区内的自来水生产和供应、污水收集和处理，属下四座污水处理厂，现有处理能力为115 万吨/日，目前日平均处理量约为80 万吨，近三年来的污泥量见表1，污泥成份见表2。
表1 污水处理量与污泥量
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污泥全部运往深圳特区下坪垃圾填埋场卫生填埋，卫生填埋虽然有投资少，运行费低、操作简单等优点，但随着污泥的增加，其产生的问题日益突出。由于污泥含有大量的病原体、难降解有机物、重金属等有毒有害物质，易造成二次污染；含水率达78%的污泥在堆放后产生大量的渗滤液，含有细小颗粒，造成渗滤液收集系统堵塞，加重渗滤液收集处理系统与市政污水处理系统的负荷；由于污泥流动性，大量污泥直接堆积使得填埋作业面形成沼泽状，导致作业车深陷其中，为解决这一问题，采取了污泥打包堆放的方法，但又带来了新的问题，如整体滑坡、影响沼气收集系统等，存在生产安全隐患；占地大是深圳特区污泥填埋的最大问题，目前，每日污泥量占总填埋量约15%，污泥填埋对填埋场库容使用率的影响达20%（加设档土坝、生活垃圾不能压实等因素），库容压力极大。大量的污泥给卫生填埋场的有限库容、填埋作业及渗滤液收集系统、沼气收集系统带来了压力与问题，并可能造成二次污染，对于深圳特区而言，卫生填埋已越来越显现出其不可持续性。
表2 污水处理厂污泥成份范围表 |
3 污泥处理处置方式的研究与实践
3.1 采用堆肥技术制作污泥复合有机肥的实践
从表2 可见，滨河厂与罗芳厂的污泥成份较适于农用，部份超标成份经处理后可以达到农用标准，因此，我们尝试污泥制肥的可能性。经考察研究后，与某肥料公司签订合同，由污水处理厂提供污泥，该公司采用堆肥技术生产裁培土、有机复合肥等，而合同的实际执行情况是：污水处理厂的污泥输出持续了一个月就停止，这一次的合作以解约方式结束。2001年，另一公司提出了污泥制作有机肥的计划，并进行了生产性的试验，2002 年该公司与我司就合作实施该计划进行了认真研究与磋商，考虑到污泥农用的市场容量与污泥量的矛盾、污泥的持续产出与肥料的季节性需求的矛盾、污泥量的增加趋势与污泥的潜在环境安全风险等因素，在生产操作方面，辅料供应、滤渗液污染、用地等问题也没有可靠经济的解决方案，该项目最终因可操作性差、难以解决污泥的最终出路而没有实施。以上表明，虽然污泥堆肥技术可以实现污泥的资源化利用，也有资料表明，在一些地方得到生产应用并取得很好的环境与经济效益，但不适合深圳的实际情况，深圳特区土地资源紧张，周边地区工业化程度高，缺少稳定的农用或其它用途的用户，污泥有机肥受到限制。
3.2 污泥干化可行性研究
2002 年，由深圳市城市管理办公室、深圳市水务（集团）有限公司、深圳市排水管理处和中国市政工程西南设计研究院共同完成了《深圳特区污泥处置规划》及《深圳特区污泥干化工程可行性研究报告》。《深圳特区污泥处置规划》提出了“以综合利用为主，焚烧为辅，卫生填埋配套”的污泥综合处置思路和“分散处理”的选址方案，《深圳特区污泥干化工程可行性研究报告》推荐热干化作为近期污泥处理的实施方案。该方案基本体现了污泥处理处置的“减量化、稳定化、无害化、资源化” 的原则，具有直接加热和直接成粒、操作管理简易等特点。为了对热干化后的污泥性质及其使用范围取得必要的资料，我们对国内外的污泥处理处置技术与应用进行了进一步的调查与研究。
研究表明，热干化处理污泥存在下列问题：
① 污泥干化产品作为肥料推向市场，易产生二次污染，对环境安全有潜在的威胁。
② 深圳特区的污泥未经消化，其干化产品作为肥料，肥效还有待研究。
③ 市场前景不乐观。深圳特区的产业结构和经济发展与污泥制肥农用发展方向不符。通过调研，在深圳特区，污泥制肥的主要应用方向是绿化用肥，无论是作为有机肥施用于高尔夫球场的草皮、市政道路两旁、河道、山体护坡的绿化，还是用于拟关闭石坑生态恢复绿化、石壁绿化和自然山地的植被的生态恢复，其污泥需求量都非常有限，并且有些应用对污泥产品质量有很严格的要求。
④ 采用天然气或油做为热源将使得污泥处理成本较高，并且，若产品不能从市场找到出路，仍需要进行后续处理处置。
⑤ 目前，我国污泥农用的政策法规还在完善之中，污泥热干化后农用具有一定的政策风险。
经过调查和研究，我们认为污泥热干化还存在许多待研究和解决的问题，若将每天正常生产所产生的连续不断污泥处置归于不确定、不稳定的污泥肥料市场，将会因出路不畅而影响设施的长期正常运行，是不科学的，也是不安全的，不能满足深圳市可持续发展的需要和城市环保要求。
3.3 污泥干化焚烧技术研究
焚烧是利用高温氧化作用将有机物转化为无机物的过程，可使污泥达到最大程度的减量。焚烧过程中，所有的病菌病原体被彻底杀灭，有毒有害的有机残余物被热氧化分解。灰份可填埋或用作生产水泥等建材的原料，重金属被固定在混凝土中，避免其重新进入环境。污泥焚烧是否需要外加燃料，取决于污泥的低位热值。四个污水厂污泥低位热值表明，当污泥干化到含水率为50%以上时就可以不需辅助燃料而自持焚烧。焚烧释放的热量可回收用于污泥干化，经测算，四个污水厂的污泥基本可达到热能的自供自给。
焚烧系统是一个复杂的热处理系统，包括有污泥输送设施、干化设备、焚烧炉、烟气处理设施与热量回收利用设施等。焚烧炉是主要设施，配套设施主要有三部份，一是污泥干化设施，对湿污泥进行干化处理，以便使污泥能够自燃，从而减少辅助燃料的消耗量，降低运行成本；二是烟气净化设施，对尾气进行处理，以便达到规定的排放标准；三是热量回收利用系统，对焚烧所释放的热量进行回收利用。目前，污泥的焚烧技术在欧洲与日本得到大量使用，技术成熟，系统整合性能可靠。以规模30tDS/d 的工程进行成本测算比较（见表3），干化焚烧相对与干化，运行成本低而投资成本高，全成本还是低于干化。
表3 处理成本比较表
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污泥焚烧的优点是：适应性较强，反应时间短，占地小，残渣稳定而量少，达到了最大减量、资源利用、稳定与完全灭菌的目的。其缺点是：工艺复杂、建设投资大、运行管理要求高。对于深圳这样一个土地资源紧缺、社会经济相对发达、污水处理率较高的城市来说，焚烧技术适合城市发展的需要，可以基本解决特区内污泥处理处置的问题，实现污泥安全处置，有效防止二次污染。
4 结论与建议
深圳作为一个土地资源紧缺而社会经济水平较发达的地区，目前又面临严重的水污染问题，污泥集中干化焚烧技术无疑是解决污泥出路的理想技术路线，相信在经济条件许可、污泥产量大的地区，都有一定的推广意义。当然，我国幅员辽阔，社会经济发展的地区差别大，土地资源状况各异，污泥处理处置技术的选择应兼顾环境生态效益与经济发展水平，适合本地具体情况的方法应该是技术安全可靠、能够长期稳定运行、符合可持续性发展原则。目前，很多的城市污泥还处于无序弃置的状态，相信未来的很长一段时期内，卫生填埋与土地利用将是我国污泥处理处置的主要方式。污泥含有丰富的养分，不仅能增加土壤中氮、磷、钾的养分，还能改善土壤的板结、碱化等性状，我国作为一个发展中的国家，又是一个农业大国，因此，从经济与资源利用角度考虑，污泥的土地利用特别是农用不失为一种符合我国国情的方式。但是，我们必须了解污泥不仅是可利用的资源，也含有大量的病原体、重金属以及有毒有害的难降解的有机物等，虽然受检测手段与认知水平的限制，我们还不能完全了解污泥中的有素有害物质及其对生态环境的影响，但可以肯定，不经必要地处理、不加以控制地土地利用势必造成土壤、地表水和地下水的污染问题，同样，污泥填埋场没有系统安全防护设施而进行污泥填埋也将带来严重的环境污染。因此，我们建议要充分考虑污泥的污染性，视污泥处理处置为污水处理不可或缺的一个关键环节，污水处理成本中应包含合理的污泥处理成本；同时，尽快制定污泥处理处置的技术指引，制定有关污泥的土地利用与农用、填埋等处置方式应用的法规政策，防止二次污染和污染的无序转移与扩散，保证污泥的安全处理与处置。
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