我国市政污泥处置技术发展情况

我国市政 污泥处置技术发展情况

邱诗楷

广东省城乡规划设计研究院有限责任公司，广东广州 510290

摘要：由于国内现代城镇化进度的发展,城市污水收集、处理量日益增加，由此也产生了数量巨大的市政污泥。如何妥善处理日益增长的污泥已成为我国贯彻可持续发展路线不得不去关注的课题。本文主要阐述了我国污泥的处置现状和技术进展。

关键词：有机固废、污泥、处置技术

1.前言　　

“十三五”期间，为全面打好城镇黑臭水体治理攻坚战，我国开展了城镇污水处理“提质增效”的三年行动计划，对全国各地都提高了污水收集率的要求和污水排放标准，使污水处理量迅速提升，污泥的产生量也随之而上升。污泥中存在的各种致病菌、重金属和不易降解的有机物质等，会对生态环境造成长期危害，其内含的大量有机质、氮、磷等营养物质，也是优质的“二次资源”。

2. 污泥处理处置的必要性

2.1污泥的危害性

1. 一般来说,城市生活污水处理过程中产生的污泥都含较多的重金属等有害及有毒物质，在空气中易腐化并产生强烈恶臭。缺乏妥善处理的污泥,在特定的条件下会和环境周围的物体进行化学、物理及生物反应产生次生污染。有害物可能可经由水、大气、土、食物链等途径污染自然环境、影响人类身体健康或对环境形成进一步的影响。

2.2污泥的资源性

根据相关文献，城市污水在处理中约有30%～50%的化学需氧量（COD）和40%～70%的有机物会被转化到污泥中，这也就意味着污泥除了其危害性的一面，又有可资源化利用的可能性。在当前国内推行绿色低碳循环发展的经济体系的背景下，污泥作为一种含碳量极高的“碳资源”，如果不进行妥善处置利用，将造成“碳资源”的浪费，不符合我国实行绿色发展的政策目标。

3.我国污泥处置现状情况

受经济等各种因素的制约，我国在发展生态环境治理的过程中，倾向于污水的处理处置，而对污泥却长期缺乏应有的重视，没有较为有效的监管手段和配套措施，也缺乏对污泥处理处置进行统一的规划规范，埋下了一些潜在问题。

按照《2020年城乡建设统计年鉴》，我国当年城市干污泥产生量为1162.8万吨，处置总量为1116万吨，县城干污泥产生总量为169.92万吨，处置量约为162万吨，即仅2020年全国城镇就有约52万吨的污泥未得到任何处置，给生态环境造成了巨大的危害^[1]。为此，2011年，住建部发布了《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》（试行），为当前我国的城镇污泥处理处置提供科学指导；2016年，国务院印发了《“十三五”生态环境保护规划》的通知，要求地市级及以上城市污泥无害化处理处置率达到90%。根据统计，“十三五”期间国家在污水处理厂的污泥处理处置工作投入了约2000亿元。

4.污泥处置的主要方法

目前国内外常见的污泥处置的方法主要有两种，即弃置法和回收利用法。弃置法包括焚烧法及卫生填埋，回收利用法多用于土地利用及建材的回收利用。

4.1弃置法

4.1.1填埋法

填埋法，是指通过防渗、铺平、压实、遮盖等措施对城市生活垃圾等废弃物加以处理和对废气、渗滤液、蝇虫等加以防治的垃圾处理方式。目前，填埋法仍是所有废弃物处置方法中对环境污染最为严重一种，不仅会对填埋场造成严重危害，而且还会缩短垃圾填埋场寿命，加重污染附近的生态环境。填埋污泥还会阻塞填埋场内部的渗滤系统，下渗到污染场地周围的地下水，造成进一步污染。随着我国污泥产生量的飞速增长，土地资源的稀缺，填埋法也越来越难以适用。

4.1.2焚烧法

焚烧法可大量除去污泥中的水分和有机杂质，杀灭致病菌，减少污泥体积，实现污泥减量化。缺点是焚烧法会将污泥中的有毒有害物质转移到气相污染大气。焚烧法分为直接焚烧和混合焚烧。直接焚烧通常是利用流化床焚烧炉对污泥进行干化焚烧，其处理设备及尾气处理设施投资巨大。混合焚烧法是将污泥混入垃圾焚烧厂或火力发电厂一起焚烧，因此处理成本相对经济。

4.2回收利用法

4.2.1土地利用法

土地利用法是利用了污泥中富含的各种有机物微量金属元素，促进植物的生长，改善土壤的成分结构。但由于污泥中也有大批的致病菌、重金属物质及难以降解的有毒有害物质，因此使用土地利用法之前需经过无害化预处理。土地利用法是目前大多数发达国家的主要处置方法，也是我国污泥处置未来的发展趋势之一。

4.2.2建材回收利用

污泥的建材回收利用主要是指以污泥作为原材料生产制造建筑材料，其最终产物也可作用于工程的材料及制品。常用于水泥的生产和轻质陶粒，砖块等建筑材料的制备。

（1）污泥制水泥：一般是以脱水污泥为原材料掺和其他材料以一定的比例烧制成硅酸盐水泥。

（2）污泥制造轻质陶粒：污泥陶粒的制备是用粘土和炉渣做辅助料，污泥为主要原料，经过焙烧、成球形成的具有一定硬度、吸附能力的滤料，这种滤料可以应用于污水处理。常用以下两类工艺：—类是用污泥或经厌氧发酵处理后的污泥进行焚烧造粒后烧结的工艺，第二类是用脱水后的污泥为原料制造轻质陶粒的工艺。

（3）污泥制砖法：是指通过将筛选后的污泥和其他的原料或黏土、粉煤灰等外加材料混匀，经加压成型再焙烧后制成。常见的方式有如下两类：—类是利用干污泥直接制砖;还有一类是是用污泥经焚烧后的灰渣来制砖。

5.污泥资源化技术的研究进展

5.1碳资源化利用

基于市政污泥碳含量较高的特性，国内外研究者对市政污泥碳资源利用方式先后开展了肥料化利用、产沼气利用、热解气利用和污泥基活性炭利用等方面的研究。目前，污泥的热解气和污泥基活性炭是大部分学者们认为具有比较好的发展前景的研究技术并展开了较多的研究。

5.1.1污泥热解技术

污泥的热裂解技术是使污泥中的有机质在高温下发生裂解并析出为碳氢构造较为简单的小分子物质（热解气、残渣等）。热裂解能够有效抑制、分解二恶英，对重金属也有固化能力。污泥经热裂解后，其含有的重金属都富集到了固体残留物中，形态也发生了显著改变，即可交换态含量降低，残渣态含量升高，浸出浓度都低于监测标准。

5.1.2污泥基活性炭

利用热解工艺来制备污泥基活性炭也是当前的一项热点。高温条件下，污泥中无机物产生的小分子的逸出对污泥碳化过程中的孔隙形成具有促进作用。基于市政污泥生产的活性炭吸附剂可以替代其他材料制备的传统活性炭，应用于废水、废气的净化，或者用作储能材料。

5.2土地资源化利用

王磊等对城市污泥治理中国北方沙地的可行性进行了剖析：城市污泥具备物源充足、有机质含量高、土壤矿物质养分(N、P、K)等营养物质富集、性物料含量大等特点，可以促使沙地植物的生长。利用这些特性，能够利用废弃物循环再利用,实现北方部分地区沙质土壤的改良,并进行沙土植物恢复和重建^[2]。

5.3其他方向

目前我国对污泥中重金属的处理办法仅局限于如何将其去除掉，而欧盟各发达国家已经把重金属视为一种可回收资源。例如，低浓度的Zn2+，Ni2+，Cr6+能显著推动植物的生长。由于污泥中的许多重金属是不可再生资源，污泥中重金属的提取技术应该引起我国污泥处理处置行业的重视。

6.结论

我国污泥的处理处置仍处于初步发展阶段，随着国家对生态环境保护以及能源战略的重视，污泥作为一种既具环境危害性，又具资源利用性的水处理产物，其处理处置技术必将得到发展和重视。基于将其所含有的碳资源回用以及将其中的有害物质转化为有益物质是目前国内外的前沿方向和发展趋势。

参考文献

[1].中华人民共和国住房与城乡建设部.《2020年城乡建设统计年鉴》[M].北京：中国统计出版社，2021.

[2].王磊;香宝;苏本营;方广玲;胡钰;潘丽波;王玥;.城市污泥应用于我国北方沙地生态修复的探讨[J].环境工程技术学报,2016,(05):484-492.