试析市政污泥处理的现状与发展

王 其

中冶京诚工程技术有限公司

1 我国市政污泥处理现状

当前，城镇污水厂所需处理的污水量呈现出暴涨趋势，污泥产量也出现同步的大幅度增加。据相关数据表明，2020年，我国的市政污泥处理量将达到6000万吨至9000万吨，爆炸式增长的淤泥产量给我国的城镇污水厂带来了前所未有的挑战。很多污水处理厂受各方面因素的影响，对污泥的处理方式较为粗放，并未达到期望的污泥处理水平。近些年来，随着人们环保意识的增强以及科学技术的快速发展，不断有新型的污泥处理技术被研发，这使得污泥处理从最初的土地填埋污泥处理技术，到如今的污泥消化稳定技术、污泥堆肥利用技术、污泥热解炭化技术、污泥建材利用处理技术越发无害化与环保化，同时也提高了对污泥的二次利用率。

2 常见的市政污泥处理技术类型

2.1 污泥消化稳定技术

据相关资料表明，在我国所有的污水处理厂中，只有3%的污水处理厂引进了污泥消化稳定设备，如污泥厌氧消化系统等污泥处理系统，具备相应的污泥处理能力，而在这3%的污水处理厂中，又只有三分之一的污水处理厂的污泥消化稳定设备能够正常运行。

当前，污泥消化稳定技术主要有好氧消化和厌氧消化两种，是目前市场上被应用范围最广的污泥生物处理技术。其中，好氧消化污泥技术又分为好氧堆肥技术与高温微好氧消化技术。好氧消化指的是污泥中的悬浮有机物经过好氧微生物作用，将部分淤泥分解转化为水、二氧化碳、氨气等无机物，成为更稳定的有机化合物。好氧消化的原理是微生物集体在内源代谢阶段，利用氧气来分解生物中可降解的有机物质与细胞原生质。由于好氧消化污泥技术对污泥处理系统有一定的要求，需要污水处理厂建设消化后沉淀分离污泥的浓缩池、提高消化应氧源的曝气池等设备，所以只适合资金较为雄厚的大型污水处理厂。

与好氧消化污泥处理技术相比，厌氧消化污泥处理技术具有能耗小、运行成本低等特点。而经过厌氧消化技术处理的污泥，具有非常强的稳定性，其在处理的过程中还可以得到沼气等副产品，提高污泥的可回收利用率。一般情况下，厌氧消化污泥处理技术需要25 天～35 天的消化周期，能够有效减少30%的污泥重量，消除30%～50%的有机物。但与好氧消化技术一样，厌氧消化技术的建设成本高，对设备、操作技术有着非常高的要求，而在处理过程中产生的甲烷等副产品，也在提高污泥利用率的同时，会为污泥处理埋下一定的安全隐患。

2.2 污泥堆肥利用技术

污泥堆肥利用技术分为厌氧堆肥和好氧堆肥两类，当前常见的工业化堆肥污泥处理技术主要指的是好氧堆肥利用技术，又称高温好氧发酵。目前，污泥堆肥利用技术是使用最多的污泥资源化处理方式。相关数据表明，我国污泥中的有机物质含量已经逼近污泥重量的四成，使用污泥堆肥处理物对农作物进行施肥，可以有效改变土壤的物理化学特性，有效减少土壤板结度，而且污泥中的有机物质在进入土壤后，可以增加土壤阳离子的交换量，增强土壤的保肥性能。

当前，我国在污泥堆肥利用技术上取得一定的研究成果，但由于我国整体起步较晚，与国外的污泥堆肥利用技术相比，仍存在一定的差距。如无害化处理不稳定、堆肥产量质量不达标以及堆肥设备匮乏等问题。因此，我国在未来的污泥处理上，要加强对堆肥利用技术和相关设备的研发，有效消除臭气污染和重金属污染，做好堆肥利用的成本控制，优化污泥堆肥技术的利用率。

2.3 污泥热解炭化技术

污泥热解炭化技术主要利用污泥有机物质的热不稳定性对污泥进行分解。污泥在缺氧或无氧的状态下，会受热蒸发水分，在这一过程中，含有氧、碳等元素的大分子有机物质或高分子有机物质会自然而然的分解，产生一氧化碳、甲烷、乙烷以及焦油等物质的混合气体，这种混合气体在二次燃烧后，产生的高温蒸汽，可以用来为余热发电的前段污泥干化工艺提供所需能源。其次，污泥的碳化反应是相对温和且缓慢的，污泥热解后剩余的固体，会在其表面和内部形成大量的间隙，成为含有碳磷钾的碳化产品，可作为土壤改良剂或土壤肥料进行利用，从而使污泥实现真正意义上的减量化、无害化、资源化。

2.4 污泥建材利用技术

污泥不仅含有多种有机物质，还含有20多种无机物质，这些无机物质多为Al、Si、Ca、Fe等，它们的成分与很多建筑材料的生产原料成分类似，可以使用污泥建材利用技术将污泥制造成符合建筑生产需求的建筑材料，且这种技术具有较强的可行性和持续性。

2.4.1 污泥砖建筑材料

污泥砖指的是将污泥经过一定步骤的处理和筛选后，加入外加剂混合或其他原料，如煤矸石、黏土、页岩等，混合均匀后进行加压成型，并对成型的淤泥进行烧制，最后得到污泥砖。依据我国的产业化要求和弃物处理“三化”原则，污泥砖在制作过程中并没有出现毁田挖土制砖的现象，有效解决了占用耕田资源制作砖的问题，具有能源消耗低、环保等特点，促成经济循环的发展模式，符合我国可持续发展的政策。

2.4.2 污泥陶粒建筑材料

建筑用陶粒是一种人造的轻质粗集料，因其具有高强、保温、质轻等优良特性备受关注，是未来建筑行业发展中最具潜力的新型建材。经过一定方法处理的污泥可以作为陶粒建筑材料的生产原料。污泥陶粒主要是以污泥为主，黏土和炉渣为辅，经过一段时间的焙烧、成球，形成具有较高吸附能力和硬度的滤料，这种滤料不仅可当成建筑材料使用，还可以用于污水处理中，实现了资源的可循环利用。当前，我国的污泥陶粒研发还存在污泥有机物质分解利用不完全，污泥参量少，结构不稳定的缺点。污泥陶粒需要建设独立的焚烧炉，有着生产能耗高、投资成本大等问题，且有些污泥陶粒还存在烧胀性不足的问题，会影响使用效果。为此，我们要积极引进国外先进的污泥陶粒制造技术，在借鉴国外先进技术和成功经验的基础上，对现有的污泥陶粒制作工艺进行改进，对成品后的污泥陶粒进行物理性能和浸出液检测，提高污泥陶粒的质量，使其符合建筑需求标准。

2.4.3 污泥水泥建筑材料

污泥脱水后不仅可以作为水泥原料，还能起到提供热值的作用。利用污泥烧制的“生态水泥”，可以有效减少污水厂废物处理压力，完成对污泥的资源化利用。利用水泥污泥处理技术制造的生态水泥与普通的硅酸盐水泥相比，具有更为优越的性能表现，然而污泥水泥的强度却比普通水泥要低。因此，为有效提高污泥水泥的强度，在制作污泥水泥过程中，技术人员要对污泥含量进行有效控制，充分考虑不同水泥污泥处理技术的实际工艺情况，针对污泥水泥强度低的问题进行技术改进。

无论是用干污泥制作水泥，还是用污泥焚烧灰制作水泥，二者的水泥产成品在性能上并无明显差异。其中，干污泥的运输成本较高，在水泥制作的过程中容易产生污染气体，需要注意二次污染问题。

3 市政污泥处理的发展趋势

当前，“减量化、稳定化、无害化、资源化”是全球污泥处理都应遵循的基本原则，我国在此基础上颁布了《城镇污水处理厂污染物排放标准》，要求使用厌氧消化处理的污泥，有机物降解率不得低于40%；好氧消化处理的污泥，有机物降解率也不得低于40%；好氧堆肥处理的污泥，含水量应不高于65%，有机降解率应不低于50%等。

在污泥的减量上，经过处理的污泥在脱水后的含水量应不高于80%；经过无害化处理的污泥中的病原体应符合相关的要求，如污泥中的蛔虫卵的死亡率不能低于95%。尽管我国在污泥处理时制定了一些列的标准制度，但从实际的污泥情况来看，仍旧存在许多的问题，如污泥处理品在使用的过程中导致居民出现红眼病、肺病等问题。因此，我国要在污泥处理发展中，进一步加强对污泥的处理力度，重视对污泥中病原体的灭杀处理，同时制定更为严格的污泥产成品检测制度和标准，对现有的检测技术进行提升和细分，保障投入使用的污泥产成品不再会对人体产生伤害，具有较强的环保性。

4 结论

综上所述，我国现阶段的污泥处理技术仍存在诸多亟待解决的问题，需要加强对污泥处理技术的研究，从而提高污泥处理水平和处理质量，提高污泥资源利用率，拓展污泥资源的利用途径。