城市污水处理厂污泥资源化利用途径探讨
城市污水处理厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物，污泥成分复杂，其中含有大量的有机物、丰富的氮、磷和多种微量元素等可利用成分，也可能含有重金属以及致病菌和病原菌。这些污泥未经处理任意排放或处置不当会对周围环境造成严重的污染。因此，寻求经济有效的减量化、无害化和资源化污泥处理技术具有重要意义。
1城市污泥处置现状
截止2004年底，我国共建城市污水处理厂708座，城市污水处理能力达7387×107m3/d。从现在到2010年的目标是新建城市污水处理厂1000余座，污水处理能力增加5×107～6×107 m3/d，污泥的产生量将会逐渐增加。我国现有的污水处理设施中，有污泥稳定处理设施的还不到25%，多数污水处理厂的污泥处理办法是将污泥经适当浓缩运至垃圾填埋厂或直接堆放,一方面容易造成二次污染，另一方面污泥中含有许多有益成份，不加利用造成资源浪费。随着污水厂的兴建，污泥的产生量将会大幅度增加，如何合理处置污泥已成为非常紧迫的任务。
2常用污泥处置方法及存在问题
污泥常用的主要处置方式是填埋处理、污泥焚烧、直接土地利用等，这些处置方式在实际应用中发挥了一定的作用，但随着环境标准的更加严格化，其存在的问题就暴露出来。
2.1填埋处理
土地填埋是指把污泥运到限定的区域内（山间、峡谷、平地和废矿坑内）铺开压实成薄层，至一定厚度在其上覆盖惰性土壤，已封闭的填埋场覆以由粘性土壤组成的最终覆盖层，上面可以种绿色植物。污泥的土地填埋始于20世纪60年代，是在传统填埋的基础上从保护环境角度出发，经过科学选址和必要的场地防护处理，有严格管理制度、科学的操作方法。污泥即可单独填埋，也可与生活垃圾和工业废物一起填埋，具有投资少、容量大、见效快特点。
土地填埋存在许多问题，如填埋坑中的渗出液和气体会破坏环境，据美国环保局估计，今后几十年内，美国将关闭近5000个填埋场。欧盟各国1992年填埋处理约占40%，到2005年减至17%，而且规定所填埋的物质仅限于有机物含量＜50g/kg。由于污泥填埋对污泥的土力学性质要求较高，需要大面积的场地和大量的运输费用，地基需作防渗处理以免污染地下水等，近年来污泥填埋处置所占比例越来越小。污泥填埋并未最终避免环境污染，而只是延缓了产生的时间，例如，有害成分的渗漏可能会对地下水造成污染，填埋场废气排放等，这都决定了土地填埋从多方面讲都不是处置污泥可以长久依赖的方法。
2.2污泥焚烧
以焚烧为核心的处理方法是最彻底的处理方法,主要可分为两大类：一类是将脱水污泥直接送焚烧炉焚烧，另一类是将脱水污泥先干化再焚烧。与其他的污泥处置方法相比较，焚烧的优点在于其产物为无菌、无臭的无机残渣，迅速实现了无菌化和减量（减少60%）的目的。但污泥在焚烧前必须脱水，从目前技术水平看，机械脱水成本比较高，自然脱水虽然成本低，但时间长，占地大，受气候影响，而且在晾晒期间污染周围空气。另外焚烧处理一般要求其热值在1000kJ/kg以上，焚烧时产生二氧化硫、二恶英等有害气体，污泥中的重金属也会随着烟尘的扩散而污染空气；焚烧成本是其他处理工艺的2～4倍。
2.3土地利用
污泥土地直接利用具有投资少、能耗低、运行费用低、有机部分可转化成土壤改良剂成分等优点，主要应用于农田、菜地、果园、草地、市政绿化、育苗基质及严重扰动的土地修复与重建等。污泥含有丰富的有机营养成分如氮、磷、钾等和植物所需的各种微量元素如Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等，其中有机物的浓度一般为40%～70%，其含量高于普通农家肥，因此能够改良土壤结构，增加肥力，促进作物的生长。如能合理利用，将是非常有价值的资源。但污泥成分及来源相当复杂，在含有营养成分同时，不可避免的也会含有一些有害成分，如含有大量病原菌、寄生虫（卵），以及铜、砷、铅、锌、铝、汞等重金属和多氯联苯、二恶英等难降解的有机化合物及放射性核素等，如不经处理就利用，将会导致土壤或水体污染。
3污泥资源化利用途径探讨
根据污泥的特性及当地的实际情况，应该实现污泥的有效利用，变废为宝，使之资源化并产生经济效益。污泥综合利用可采用以下几种方法。
3.1污泥堆肥处理
污泥堆肥土地利用与传统的污泥直接土地利用明显不同。在我国，污泥堆肥主要有两种方式，一是污泥消化或污泥和垃圾等其他物质混合堆肥后农用；二是污泥经过堆肥发酵制成复合肥农用。前者采用中温厌氧消化处理，有产气率高、含水率低等优点，但该种方法由于病菌几乎没有减少，因此，推广中受到限制。而采用污泥经过堆肥发酵制成复合肥农用法，堆肥时一次发酵周期约为7～10d左右，二次发酵周期约为一个月左右，堆肥的最佳温度50℃～65℃。通过堆肥过程的生化反应，使污泥达到稳定化和无害化的要求，堆肥后无蚊蝇滋生，基本无臭味，外观呈较松散，已达到腐熟程度，即杀死了污泥中的有害细菌，又能提高其肥效。污泥堆肥可明显促进值物生长，使土壤的理化及生物学性质改善，在非食物链植物上等施用污泥堆肥对环境的不良影响很小，只要控制好污泥中的不稳定成分，该方法具有很好的发展潜力。
3.2污泥厌氧发酵工业化制气
用污泥生产沼气已经有100多年的历史，但作为规模化、工业化的生产却是近20年左右的事。现代工艺是在电脑化控制的反应容器内，根据处理物的各种不同条件随时对容器里的厌氧环境进行调节，达到充分利用自然界普遍存在的微生物，参与有机物逐级发酵降解(水解、酸化、气化)，最终实现甲烷化。发酵产物(沼气)中主要是气态的甲烷和二氧化碳，将其收集后用作清洁燃料。另一方面，对温室效应而言，甲烷气体是CO2的22倍。所以，在处理污泥等废弃物的同时，采集、利用含甲烷达50％左右的沼气，并加以利用，除具有一定的经济效益外，对减轻温室效应具有重大意义。排出的残渣（仅剩原总量的40%左右）中因存在环状化合物的聚合物腐殖酸，可做城市绿化的基肥、土料。厌氧发酵/工业化制气的主要优点是资源化程度高，产生高热值沼气的同时生产了有机肥料；大气污染小，无二恶英、酸性物及粉尘产生；生产环境好，臭气产生量极小；针对城市生活污泥的特点，厌氧发酵/工业化制气处理技术具有十分广泛的应用前景。
3.3建材利用
3.3.1制水泥我国是世界水泥生产大国，对照国外经验，利用生产水泥消纳废物的潜力很大。近年来，日本研究利用城市污水处理厂产生的脱水污泥为原料制造水泥技术。这种类型的水泥的原材料约60%为废料，水泥烧成温度为1000℃～1200℃，因而燃料用量和二氧化碳的排放量也较低，因而该水泥被称为“环保水泥”。由此可知，污泥生产水泥既是污泥资源化的重要途径，也是行之有效的方法。
3.3.2制生化纤维板污泥中含一定数量的细菌蛋白，利用活性污泥中所含粗蛋白(有机物)与球蛋白(酶)能溶解于水及稀酸、稀碱、中性盐的水溶液这一性质，可使污泥制成生化纤维板，将污泥在碱性条件下加热、干燥和加压，使其发生蛋白质的变性作用，制成活性污泥树脂(又称蛋白胶)，然后与漂白、脱脂处理的废纤维压制成板材，其品质优于国家三级硬质纤维板的标准。
3.3.3替代沥青细骨粒据报道，沥青混合物中必须加入细骨粒才能增强沥青的粘度、稳定性和耐久性等。日本1997年开始探讨用污泥灰的可行性，经实验分析，加入了污泥灰的沥青混合物，其各方面性能与传统的材料制成的混合物相同。平均每年节约成本1000万日元，减少9t二氧化碳的排放。
3.4受损土壤的修复与改良
根据城市污泥的特点：含有大量氮、磷、钾和有机质，具有较强的粘性和吸水性，可以用作土壤改良剂。较常见的受损土壤有采矿残留矿场、取土后的凹坑、垃圾填埋场、地表严重破坏地区等。这类土壤一般已失去土壤的正常特性，无法直接种植。施入污泥可以增加土壤养分，改良土壤特性，促进土壤熟化。这样既促进地表植物的生长又避开了食物链，恢复了生态环境，有良好的社会和经济效益。莫侧辉等对矿山废弃地的复垦进行了研究，结果表明随污泥施用量的增加，废弃地有机质含量的提高，土壤理化性质改善，水土流失减少。
4结语
污泥的最佳处置途径是资源化利用，它不仅可以处置污泥，而且还可以充分利用资源，节约资源，为污水处理厂的污泥处置与处理找到一条化害为利、变废为宝的合理出路，实现经济利益与社会效益同步增长。污泥堆肥土地利用、建材利用、厌氧发酵工业化制气技术等都能够充分利用污泥中有机物含量高的特点，不仅可以解决污泥出路问题，也产生大量的有用物质，节省了大量的土地面积，是适合我国国情的有前途的污泥处置方法。 鉴于污泥土地利用所涉及的研究与利用等方面的种种问题，要想达到安全有效的目标，需要政府有计划地组织环境保护部门同农业部门开展污泥土地利用方面的科学研究，以经济、安全、合理、有效、有益的原则利用污泥，以发挥其巨大的经济效益、社会效益和生态效益。
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