城市污泥资源化利用研究

1、“污染防治生态学原理”课程读书报告报告题目： 城市污泥资源优化再利用研究 姓 名： 武玉萍 专业年级： 市政工程2012级 成 绩： 2013年6月城市污泥资源优化再利用研究摘要：随着我国城市化进程的加快，城市污水处理率逐年提高，城市污水处理厂的脱水污泥产量也急剧增加。城市污泥既是污染物又是一种资源，污泥的处理、处置与资源化利用相结合才是其最好的出路。关键字：城市污泥，污泥处置，再利用，污泥资源化1. 概述城市污水处理过程中产生的污泥是一种具有含水率高、热值高、含有丰富有机物及营养物的潜在优质“二次资源”。但城市污泥也富集了大量的重金属离子及少量病原微生物、寄生虫卵等有害固体物质，若不加处理任

2、意排放将成为危险的二次污染源，能够通过地下水、大气、地表水、土壤等介质进入食物链，不仅造成严重的生态风险并且影响人类健康。因此，在无害化、资源化的原则上寻找一种有效且经济的污泥处理手段是目前无水处理技术的重要研究方向。污泥处理技术大致可归结为两大类：一是抛弃型技术，污泥作为废物不利用；二是资源化技术，充分利用污泥中的有用成分，实现变废为宝。后者符合可持续发展的战略方针，有利于建立循环型经济，近年来得到广泛关注。污水处理厂污泥稳定化处理、安全处置和合理利用问题，已经成为我国污水处理行业发展的瓶颈。据统计，目前仅有10%的污泥通过堆肥、制肥回用到土地，少量被焚烧或用于制作建材，仍有超过75%的污泥

3、尚需实现稳定化和安全妥善处理处置，二次污染隐患严重。尤其是污水厂污泥中含有重金属、致病菌、寄生虫卵等危害人类健康的有机物，处理不当将引起较大的环境污染。未来国家将通过技术引导、资金支持并落实各级政府责任，提高对污泥处理处置的重视程度和工作力度。将污泥处置设施作为污水处理综合系统的必要组成部分加以同步建设，消除污水处理过程中的二次污染隐患。在稳定、安全的前提下，努力提高污泥的资源化利用水平。十二五要求：1.按照“安全环保、节能省地、循环利用、经济合理”的原则，加快污泥处理处置设施建设。优先解决产生量大、污染隐患严重地区的污泥处理处置问题，率先启动经济发达、建设条件较好区域的设施建设。对非正规污泥

4、堆放点和不达标污泥处理处置设施进行排查和环境风险评估，制定治理方案和计划。既要通过设施建设着力解决当前城镇污水处理厂污泥处理处置中的突出矛盾，又要从污水处理厂运行管理和技术改造等方面积极探索污泥源头减量。“十二五”期间，全国规划建设城镇污泥处理处置规模518万吨/年。其中，设市城市383万吨/年，县城98万吨/年，建制镇37万吨/年；东部地区288万吨/年，中部地区124万吨/年，西部地区106万吨/年。全部建成后，各省（区、市）污泥无害化处置率均达到规划确定的目标，城镇污水处理厂污泥产生的环境隐患得到有效遏制。2.技术要求。按照城镇污水处理厂污泥处理处置技术有关要求和泥质标准选择适宜的污泥处

5、理技术。采用多种技术处理处置污泥，尽可能回收和利用污泥中的能源和资源。鼓励将污泥经厌氧消化产沼气或好氧发酵处理后严格按国家标准进行土壤改良、园林绿化等土地利用，不具备土地利用条件的，可在污泥干化后与水泥厂、燃煤电厂等协同处置或焚烧。作为近期的过渡处理处置方式，可将污泥深度脱水和石灰稳定后进行填埋处置。2.国内外污泥处置现状据环保部预测，至2010年底，全国污泥产生量将达到3000万吨（含水率80%），从而成为我国城镇环境污染威胁源。目前我国大部分污泥多为无序堆存或简单填埋，主要处置方式是脱水后直接与生活垃圾混合填埋（31%）或农业利用（44.8%）。环保部的技术管理文件城镇污水处理厂污泥处理处

6、置污染防治最佳可行技术指南(试行)中提出了四条污泥处理的最佳可行技术：第一条是污泥消化技术，第二是污泥堆肥技术，第三是污泥土地利用技术，第四是污泥干化焚烧技术美国关于污泥处理处置技术比例的最新数据是2004年度的，数据来源于联邦、各州、各县政府和一些污水处理厂。2004年，美国产生了18万吨污泥，大约55%为土地利用，用于农艺、造林和土地改良。没有土地利用的污泥中，约28%的污泥垃圾填埋场中处置，15%的污泥采用焚烧方法处理，剩下的2%被放置在污泥储存塘或脱水池中自然干化。在美国污泥土地利用已经代替填埋成为最主要的污泥处置方式。未来填埋处置的比例还将逐渐下降。日本污泥处理处置的主要途径是减量后

7、堆肥农用或焚烧、熔融成炉渣，制成建材，其余部分委托给民间团体处理处置。欧盟欧盟及其成员国目前均拥有较完善的污泥法规体系，法规起到了促进技术发展、规范处理处置行为、提高“废弃物”产品循环利用水平、保证处置安全的重要作用。欧盟强调以污泥的利用为主导，除以避免“废弃物”产生为目标以外，更力求使之成为“产品”再循环。英国1998年前42的污泥最终处置出路是农用，另有30的污泥排海，但目前欧盟己禁止污泥排海。德国目前污泥处置以脱水污泥填埋为主，部分农用，将来的趋势是污泥干化或焚烧后再利用或填埋。瑞士、荷兰、比利时 规定污泥必须进行热处理（发电、制水泥、干化焚烧）；由于污泥含有污染物如重金属、有机物和药物

8、沉积物等，禁止污泥在自然中循环利用。2009年，住建部、环保部及科技部发布了城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)，鼓励符合标准的污泥进行土地利用，提出在污泥浓缩、调理和脱水等实现污泥减量化的常规处理工艺基础上，根据污泥土地利用要求和相应的泥质标准，分别选择厌氧消化、高温好氧发酵的污泥处理技术路线。鼓励采用干化焚烧的联用方式，提高污泥的热能利用效率；鼓励污泥焚烧厂与垃圾焚烧厂合建。3.国内外污泥处置方法概述国外大多数国家的污泥采用焚烧、填埋、投海、土地利用等实用性方法。各种方法的优缺点比较如下处置方法优点缺点卫生填埋投资少、容量大和见效快等。在人口稠密、地域狭窄的地区选址困难；填

9、埋产生的甲烷对温室效应有更大的影响。土地利用污泥中含有的有机质和矿物元素是良好的土壤改良剂和有效性的有机肥；堆肥过程中不需要其他能源和人工管理，投资及运行费用低，,操作管理方便。减容效果不理想,占地面积大,如果重金属含量较高的污泥用于农田，则会被植物富集，并通过食物链与生物链的传递对人类产生毒害作用。污泥投海方法简单，不需花费大量资源。对海洋生态系统造成威胁。焚烧剩余物最少，可迅速使污泥减量，焚烧后污泥可制造化工产品。投资大，污泥中的重金属会造成二次污染。如美国，目前污泥土地利用已经代替填埋成为最主要的污泥处置方式，重心从处置改变到利用；欧洲的卢森堡、葡萄牙、西班牙、英国、瑞典、荷兰、比利时等

10、大多数国家的污泥处置主要用于农业；希腊、德国、意大利等国家的污泥处置主要采用填埋；日本、奥地利等国家污泥处置主要采用焚烧。采用何种污泥处置方法，减小体积、提高干度都是污泥处理难以回避的重要环节，同时也应均衡地兼有环境生态与经济效益。从环境污染、卫生安全和经济有效等方面考虑，无论哪种处置方法都有利弊。一种有效的、适合本地具体情况的污泥处置方法应为对环境、经济、社会效益兼具的方法。我国和发达国家在技术水平及经济发展水平上尚有一定的差距，污泥的性质也与国外不尽相同，因而必须寻求适合我国具体情况的污泥处理处置方法。4. 污泥资源化利用技术4.1污泥堆肥 污泥中含有大量的有机质、氮、磷、钾等植物需要的养

11、分，其含量高于常用牛羊猪粪等农家肥，可以与菜籽饼、棉籽饼等优质的有机农肥相媲美。但是污泥中往往也含有有害成分，因此在土地利用之前，必须对污泥进行稳定化、无害化处理，如好氧与厌氧消化、堆肥化等，其中堆肥化处理是较多采用的一种方法。堆肥化是利用微生物的作用，将不稳定的有机质降解和转化成稳定的有机质，并使挥发性有机质含量降低，减少臭气；物理性状明显改善（如水含量降低，呈疏松、分散、粒状），便于贮存、运输和使用；高温堆肥还可以杀灭堆料中的病原菌、虫卵和草籽，使堆肥产品更适合作为土壤改良剂和植物营养源。 我国农村利用杂草、秸秆等和禽兽粪便混合，制成有机肥料的做法已有很长的历史，但这种堆肥过程主要靠自然通

12、风或表面扩散向堆料供氧，由于供氧不充分，不能作为大规模处理处理、生产高质量堆肥产品的手段。现代堆肥化制好氧快速堆肥过程，污泥堆肥过程的主要技术措施比较复杂，主要包括：调整堆料的含水率和适当的C/N比；选择填充料改变污泥的物理性状；建立合适的通风系统；控制适宜的温度和pH值等。典型工艺：污泥与垃圾混合堆肥工艺污泥与垃圾的混合堆肥工艺也是堆肥处理的一种方法，它充分利用污泥含水率高（7080%），含有丰富的氮、磷、钾等农作物不可缺少的营养物质，而城市垃圾含水率低（3040%），有机物较多的特点，按一定的比例进行混合，通过好氧高温发酵和厌氧中温发酵,杀死致病菌与寄生虫卵，并保留着植物生长土壤所需要的氮

13、、磷、钾等营养物质的含量，形成良好的腐殖土堆肥。污泥与垃圾的混合堆肥技术具有经济、简便、可资源化的优点。其工艺流程框图如下：污泥与垃圾堆肥法是通过机械设备对污泥与垃圾混合物料进行好氧高温发酵，再自然堆放厌氧中温发酵的一种方法，主要包括：污泥与垃圾前处理、好氧高温发酵、厌氧中温发酵、后处理等四部分。 这个工艺是由中国市政工程西北设计研究院海南分院设计，在甘肃省某个污水处理厂已经正式运行，并已取得不错的应用效果。4.2污泥消化制沼气 污泥厌氧消化不仅是现在，而且也是未来应用最为广泛的污泥稳定化工艺。厌氧消化较其他稳定化工艺获得广泛应用的原因是它具有如下优点： 1、产生能量（甲烷），有时超过废水处理

14、过程所需的能量； 2、使最终需要处置的污泥体积减少30%-50%； 3、消化完全时，可消除恶臭； 4、杀死病原微生物，特别是高温消化时； 5、消化污泥容易脱水，含有有机肥效成分，适用于改良土壤。 但当处理厂规模较小，污泥数量少，综合利用价值不大时，也可采用污泥好氧消化。它的主要优点是：运行操作比较方便和稳定、处理过程需排出的污泥量少。但运行费用大、能耗多。在具体工程实践中，污泥处理采用哪种工艺，厌氧消化还是好氧消化，应视具体情况而定，如污泥的数量、有无利用价值、运转管理水平的要求、运行管理与能耗、处理场地大小等。 有机污泥经消化后，不仅有机污染物得到进一步的降解、稳定和利用，而且污泥数量减少（

15、在厌氧消化中，按体积计约减少1/2左右），污泥的生物稳定性和脱水性能大为改善。这样，有利于污泥再作进一步的处置。 污泥消化制沼气的基本原理：利用无氧条件下生长与污水、污泥中的厌氧菌菌群的作用，使有机物经过液化、气化而分解成稳定物质，病菌、寄生虫卵被杀死，固体达到减量化和无害化的方法，对污泥进行厌氧消化制取沼气。污泥消化过程分为两个阶段： 污泥循环泵初沉污泥 浓缩池 均质池 污泥泵 热交换 厌氧消化池 贮泥池剩余污泥 浓缩机房 热水循环泵 脱水机房 废气排放 锅炉房 储气室脱硫塔 泥饼外运 废气排放 燃烧塔 图2污泥厌氧消化处理工艺流程 第一阶段：酸性消化阶段。高分子有机物首先在胞外酶的作用下，

16、水解、液化。这一过程把多糖水解成单糖，蛋白质水解成肽和氨基酸，脂肪水解成丙三醇、脂肪酸。然后渗入细胞体内，在胞内酶的作用下转化为醋酸等挥发性有机物和硫化物，其过程中常有大量的氢和少量的甲烷游离出来。 第二阶段：碱性消化阶段。专性厌氧菌将消化过程第一阶段由兼性厌氧菌产生的中间产物和代谢产物分解成二氧化碳、甲烷和氨。4.3污泥燃料化技术 随着污泥量的不断增加及污泥成分的变化，现有的污泥处理技术逐渐不能满足要求，例如燃烧含水率80%的污泥，每吨污泥（干基）的辅助燃料需消耗304-565L重油，能耗大；污泥填埋必须预先脱水到含水率至少小于70%，而达到这样的含水率目前的污泥脱水技术需要消耗大量的药剂，

17、既增加了成本，也增加了污泥量；土地还原是目前污泥消纳量最大的处理方法，但很多工业废水中含有重金属和有毒有害的有机物，不能作肥料或土壤改良剂。因此寻找一种适合处理所有污泥，又能利用污泥中有效成分，实现减量化、无害化、稳定化和资源化的污泥处理技术，是当前污泥处理技术研究开发的方向。污泥燃料化被认为是有望取代现有的污泥处理技术最有前途的方法之一。 污泥燃料化方法目前有两种，一种是污泥能量回收系统，简称HERS法（Hyperion Energy System），第二种是污泥燃料化法，简称SF法（Sludge Fuel）。4.3.1 HERS法HERS法工艺流程如图3所示。它是将剩余活性污泥和初沉池污泥

18、分别进行厌氧消化，产生的消化气经过脱硫后，用作发电的燃料。混合消化污泥林、离心脱水至含水率80%，加入轻溶剂油，使其变成流动行浆液，送入四效蒸发器蒸发，然后经过脱轻油，变成含水率2.6%、含油率0.15%的污泥燃料。轻油再返回到前端做脱水污泥的流动媒体，污泥燃料燃烧产生的蒸汽一部分用来蒸发干燥污泥，多余用来蒸汽发电。图3 HERS法工艺流程HERS法所用的物料是经过机械脱水的消化污泥。污泥干燥采用的多效蒸发法一般是用蒸发干燥法，不能获得能量收益，而采用CG法可以有能量收益；污泥能量回收两种方式，即厌氧产生消化气和污泥燃烧产生热能，然后以电力形式回收利用。4.3.2 SF法SF法工艺流程如图4所

19、示。它将未消化的混合污泥经过机械脱水后，加入重油，调制成流动浆液送入四效蒸发器蒸发，然后经过脱油，变成含水率约5%、含油率10%以下，热值为23027kJ的污泥燃料。重油返回作污泥流动介质重复利用，污泥燃料燃烧产生蒸汽，作为污泥干燥的热源和发电，回收能量。图4 SF法工艺流程图 HERS法与SF法不同，一是前者污泥先经过消化，消化气和蒸汽发电相结合回收能量。后者不经过污泥热值降低的消化过程，直接将生成污泥蒸发干燥制成燃料；二是HERS法使用的污泥流动媒体是轻质溶剂油，黏度低，与含水率80%左右的污泥很难均匀混合，蒸发效率低，而SF法采用的是重油，与脱水污泥混合均匀。三是HERS法轻溶剂油回收率

20、接近100%，而SF法重油回收率较低，流动介质要不断补充。4.4污泥的建材利用 污泥中除了有机物外往往还含有20-30%的无机物，主要是硅、铁、铝和钙等。因此即使污泥焚烧去除了有机物，无机物仍以焚烧灰的形式存在，需要做填埋处置。如何充分利用污泥中的有机物和无机物污泥的建材利用是一种经济有效的资源化方法。 污泥建材化利用具有废弃物利用和保护环境的优势。从20世纪80年代开始，国内外对污泥制建筑材料进行可行性研究，并出现了一些成功的研究成果与工程应用。日本大约46%的污泥进行建材化利用，世界上第一个大规模的生产污泥砖的工厂于1991年在日本东京成立，日产5500块污泥砖，消耗15吨污泥灰，重金属浸

21、出毒性检测合格；日本东京市自20世纪80年代中期，开始研究污泥制砖技术，现已通过烧结工艺规模化生产污泥黏土混合转、污泥焚烧灰制地砖和混合土的填料等。新加坡理工大学利用污泥、石灰石和黏土进行黏结材料生产，经煅烧、磨碎等生产工艺，生产出优于美国材料试验学会规定的建筑水泥的标准。我国上海水泥厂利用水泥窖。采用污泥均化、储存、磨碎、煅烧等技术生产路线生产出符合国家规定的水泥熟料，且排放废气达到国家环保监测标准。我国湖南岳阳化工厂总厂污水处理厂通过干污泥粉碎后，渗入黏土和水混合搅拌均匀，制坯成形并进行烧结。等污泥与黏土质量比为1:10时，污泥砖强度可于普通红砖相对。 污泥的建材利用大致可归结为以下方法：

22、制轻质陶粒、制熔融资材和熔融微晶玻璃，生产水泥等，制砖已经很少应用。过去大部分以污泥焚烧灰作原料生产各种建材，近年来，为了减少投资（建设焚烧炉），充分利用污泥自身的热值，节省能耗，直接利用污泥作原料生产各种建材的技术已开发成功。污泥制轻质陶粒的方法按原料不同可分为两种，一是用生污泥或厌氧发酵污泥的焚烧灰造粒后烧结。这种方法20世纪80年代已趋向成熟，并投入应用。利用焚烧灰制轻质陶粒需要单独建设焚烧炉，污泥中的有机成分没有得到有效利用。近年来开发了直接从脱水污泥制陶粒的新技术。脱水污泥 防尘 排气燃烧 除尘 均化 干燥 部分燃烧 粉碎、混炼 造粒 烧结 冷却 轻质陶粒辅料、外加剂 排气处理设备

23、图5污泥陶粒生产工艺流程 污泥熔融制得的熔融材料也可以做路基、路面，混凝土骨料及地下管道的衬垫材料。但是以往的技术均以污泥焚烧灰做原料，投资大，污泥自身的热值得不到充分利用，成本高，阻碍了进一步推广应用。近年来开发了直接用污泥植被熔融材料的技术，大大降低了投资和运行成本，提高了产品附加值。 除了以上提到的污泥作为砖块、陶瓷和水泥制造建材之外，在我国有人尝试用污泥来制纤维板，日本成功实现将下水道污泥焚烧灰制成玻璃，而用下水道污泥灰制沥青在日本将被大规模的应用。 总的来说，污泥建材利用在我国以及西方发达国家大多还处于研究及尝试的阶段，日本在这方面走在了前面，已经有许多工程实例。污泥建材利用的处置方

24、法，无论从工艺角度还是环保角度考虑都是可行的；从经济效益来考虑，日本已经有成功运行的工厂，产生了良好的经济效益。故污泥的建材利用时一个起步不久、很有潜力的污泥处置及资源化的方法，不仅解决了污泥惯用处理方式的费用高、难处理、极易造成二次污染的问题，还使得处理处置融入“循环经济”的体系，符合循环经济的3R原则之一废弃物的再循环（Recycle)原则；最大限度地减少废弃物排放，力争做到排放的无害化，实现资源再循环。 我国是世界水泥第一生产大国，对照国外经验，利用生产水泥消纳废物的潜力很大。目前我国水泥工业利用废物率还不到10%。水泥生产中利用废物主要是高炉水渣、粉煤灰，副产品石膏、炉渣烟尘、旧橡胶轮

25、胎等。近年来，日本利用城市垃圾（污泥）焚烧灰和下水道污泥为原料生产水泥获得成功，用这种原料生产的水泥叫生态水泥，2001年已建成第一座生态水泥厂，年生产能力为11万吨。一般认为污泥作为生产水泥原料时，其含量不得超过5%，按此估算，日本东京都污水处理厂的污泥可年产200万吨生态水泥。由此可知，污泥生产水泥既是污泥资源化利用的重要途径，也是行之有效的方法，已引起国内外的高度重视。4.5活性污泥做黏结剂 据不完全统计，我国现有城市污水处理厂日处理能力约为600万吨，每年产生的污泥量约为100多万吨。再加上大型企业和石化厂的污水处理装置，全国每年产生的污泥量十分可观。而与此同时我国有数千家小型合成氨厂

26、，其中绝大多数采用黏结性较强的白泥或石灰做气化型煤黏结剂。通常将这类黏结剂制成的型煤成为白泥型煤或石灰炭化型煤。石灰炭化型煤气化反应性好，但成型工艺复杂，石灰添加量较多、成本也高，影响工厂经济效益。白泥型煤生产工艺较简单，制成的型煤强度高，但型煤气化反应性差，灰渣残炭高，蒸汽耗量大，是困扰生产厂家的一大难题。为此寻找一种黏结性高、成本低、型煤气化反应好的黏结剂一直是化肥厂的一个重要课题。污泥本身含有有机物，如蛋白质、脂肪和多糖，具有一定的热值，又有一定的黏结性能。活性污泥做黏结剂将无烟粉煤加工成型煤，而污泥在高温气化炉内被处理，防止了污染；污泥作为型煤黏结剂，替代白泥可改善在高温下型煤的内部孔

27、结构，提高了型煤的气化反应性，降低了灰渣中的残炭，提高炭转化率，污泥既可以作为一种黏结剂，同时也是一种疏松剂，污泥的热值也得到了利用，且污泥处理量大。4.6剩余污泥制可降解塑料1974 年有人从活性污泥中提取到一类可完成生物降解 、 具有良好加工性能和广阔应用前景的新型热塑材料 PHA,为利用活性污泥生产 PHA 奠定了基础 。 研究表明：活性污泥经过相关的培养后,可大幅度增加其中含有的可降解塑料 。 因此 ，利用剩余污泥制备可降解塑料可有效地解决化学合成塑料所造成的 “ 白色污染 ”，既让废物得到了利用又避免了对环境的二次污染,对环境保护及可持续发展做出了一定的贡献，创造了良好的环境效益和经

28、济效益。聚羟基烷酸（PHA）是许多原核生物在不平衡生长条件合成的胞内能量和碳源贮藏性物质，是一类可完全生物降解、具有良好加工性能和广阔应用前景的新型热塑材料。在化学合成塑料所造成的“白色污染”日益严重的今天，PHA作为合成塑料的理想替代品，已成为微生物工程学研究的热点。目前利用纯钟发酵生产是获得PHA的主要途径，但由于生产成本过高制约了其大规模的商业化应用。因此，降低PHA的生产成本是大规模商业化应用PHA所需解决的首要问题。活性污泥是废水处理系统中自然形成的微生物和有机物的聚集体，1974年有人从活性污泥中提取到PHA，为利用活性污泥生产PHA奠定了基础。4.7污泥低温热解制燃料油生物法污水

29、处理过程中，不可避免的有一定量的污泥产生，污泥处理已经成为污水处理系统的重要组成部分。目前最常见的污泥处理方法是农用、填埋和焚烧。由于前两种方法均需要一定的土地，而占总处理成本25%-50%的燃料费用又使焚烧成为相当昂贵的污泥处理方法。因此，通过改善污泥的燃烧性质，取得污泥燃烧的能量自身平衡是节约污泥热化学处理过程能源的有效途径。污泥低温热解污泥热解是利用污泥中有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对其热解干馏，使有机物产生热裂解，经冷凝后产生利用价值较高的燃气、燃油及固体半焦，产品具有已储存、易运输及使用方便等优点。污泥低温热解产生的衍生油黏度高、气味差，但发热量可达到29-42.1MJ/k

30、g，而现在使用的三大能源，及石油、天然气、原煤的发热量分别为41.87MJ/kg、38.97MJ/kg、20.93MJ/kg。可见，污泥低温热解油具有较高的能源价值。浓缩污泥 离心脱水 热风干燥 热解质 炭蒸汽 油 保湿分液冷凝 反应水不冷凝气体 图6低温热解制油反应过程 经此过程污泥转化为燃烧特性优越的油、炭和可燃气，过程所需的能量由产生的燃料燃烧提供，剩余能量以燃料油的形式回收。此技术由Bayer和Bridle进行了实验室研究，Canada进行了中试研究，证明是一个能量自给有余的过程，有可观的应用前景。综述，目前各种污泥资源化技术还存在或多或少的问题。在污泥农用过程中，要考虑到污泥中金属和

31、有机毒物的污染，以及病原体扩散的危险；污泥施用中氮、磷等浓度过高可能会污染周围水体；污泥中过高的盐分可抑制植物对养分的吸收，甚至伤害植物根系。在污泥作为建筑材料综合利用时，要重视产品的质量系数，保障其安全系数，确保符合国家标准。另外，其他资源化技术如制吸附材料、制可生物降解塑料等技术，大部分仍然停留在实验室阶段，其技术原理及现场应用有待进一步研究和完善。4.8蛋白质利用技术污泥中含有的细菌、原生动物、后生动物、藻类等7生物,体内含有蛋白质,生物蛋白经过提取后,可作为动物饲料的添加剂,是价值较高的可利用资源。赵顺顺8等利用酸水解法对剩余污泥蛋白质进行提取并对剩余污泥蛋白质作为动物饲料添加剂的营养

32、性和安全性进行了分析,结果表明该沉淀物蛋白质纯度较高,可检测到含量较高的7种必需氨基酸8种非必需氨基酸;此外沉淀物中重金属含量较少,符合GB 13078-2001<饲料卫生标准>和农业行业NY-929-2005<饲料中锌的允许量>标准的相关规定。从营养和安全两个方面综合考虑，把污水处理厂的剩余污泥中的蛋白质提取分离出来用于动物饲料的添加剂是可行的。4.9污泥制氢 氢是一种理想的洁净能源，具有广泛的用途，污泥中含有大量的有机质，可以作为获取氢能的来源。污泥制氢除了生物化学方法、热化学方法外，还有高温气化制氢、超临界水气化制氢等技术（）污泥高温气化制氢。国内外的学者对污泥高

33、温气化制氢技术进行了相当多的研究，所采用的反应器有固定床和流化床种形式。例如，英国Newcastle大学的Midillia等采用下引式气化器，中科院广州能源所的吕鹏梅等使用流化床反应器进行了相应的研究。所采用的催化剂主要有煅烧白云石、蒸汽重整催化剂和镍基催化剂等。试验结果表明，产氢率在3080g/kg范围内变化。污泥气化气含有相当多的焦油，对尾气处理造成困难，这是目前污泥气化制氢所面临的最大难题。）超临界水气化制氢。污泥超临界水气化制氢是在水的温度和压力均高于其临界温度和临界压力时，以超临界水作为反应介质与溶解于其中的有机物发生强烈的化学反应。日本三菱水泥、日本东京大学、美国能源部等都对该技术

34、进行了相应的试验研究。超临界水能与空气、氧气和有机物以任意比例混溶形成均一相，即气液相界面消失，消除了相间传质阻力，反应速度不再受氧的传质控制，从而加快了反应速度、缩短了反应时间。有研究表明，该技术可以实现碳的转换，但该技术目前还处于实验室阶段。4.10城市绿化单以上海为例，污泥经过稳定化处理后，可成为绿化所需要的肥料。上海现有绿地面积244km2，若以每年每平方米施用污泥1kg的安全用量计算，每年可以消纳干污泥25万t。而对于介质土，需求量则更大。根据上海的绿化建设规划到2020年， 全市森林覆盖率将达30%以上。平均每年大约新增120km2多。以每耕作层25cm计算，每时绿地建设需要250

35、kg介质土，其中污泥的安全用量为10%，即25kg那么，每年就可消纳300万t的污泥用以改良土壤。其次，在立体绿化和庭院绿化上，上海每年至少需要上千万盆的盆花，可以消纳干污泥1200t。4.11作为垃圾填埋场填埋材料上海白龙港污水处理厂建有污泥专用填埋场，在上海由于粘土是一种资源, 已不能随便开采，一旦填完，上海将很难在土地资源有限的情况下再开辟新的污泥专用填埋场。而且垃圾填埋覆盖材料的来源日趋紧张，就上海老港垃圾填埋场而言，目前日作业面积在1万m2左右，以日覆盖最小厚度15cm，日覆盖需土量大约为1500m3。然而由于客观上土源的缺乏, 老港填埋场尚未做到完全的卫生填埋。因此，老港填埋场迫切

36、需要有经济的、来源稳定的填埋覆盖材料, 上海市城市排水有限公司与同济大学、上海市老港废弃物处置场等单位正计划以污泥作为生活垃圾填埋场填埋材料。5.污泥利用方案的选择面对众多的污泥利用方案，Bridle等提出用生命周期评价法即从“环境卫生安全、资源回收、资源投入产出比和收益影响比 ”四个方面评估污泥利用方案的可持续性。因各地区的发展状况有差别，所得出的结论也不同，所以应根据本地实际情况选择适合的污泥利用方案。5.1 污泥利用的潜在风险污泥利用需满足严格的环境卫生标准，不能造成新的环境危害。污泥利用的环境问题是重金属和氮对土壤、作物、水体的影响以及病原物污染，所以具有潜在风险。污泥的热能利用无疑是

37、风险最小的，而土地利用则需严格管理，只有重金属含量低于农用污泥标准才可用于农作物，而且污泥肥的施用也需严格定量以控制重金属的积累和减少氮、磷淋失对水体的污染。至于病原物污染，热干化的安全性较佳，因其高温灭菌作用很彻底，产品可完全抑制微生物的活性；碱性稳定化基本上也能达到安全标准；堆肥则不足以保证安全性，因病原物仍有少量存活且产品的高含水率(一般为30%40%)可使病原物复活，故采用堆肥方案时需加强对堆肥质量、场所和施用场地的管理。5.2 利用方法的比较 污泥土地利用可回收植物生长所需养分并且改善土壤的物理性质(降低容重、提高渗透性和保湿性)，其收益是显著的，但前提是污泥必须安全。焚烧既可回收热

38、能又可通过干馏提取油、气等，不但可做燃料也可用于制造四氯化碳等化工产品，具有工业化利用前景，因此当污泥不能农用或者污泥量大于农用需求量时，焚烧也是一种选择。欧洲将来有30%的污泥土地利用、70%热能利用。而在所有方案中，无疑热干化最具灵活性，对可农用的污泥进行热干化处理后可形成高质量的颗粒肥，易撒播且适宜包装上市销售，对不可农用的污泥无论直接焚烧或者干馏制油都需先热干化处理，因此，热干化适用于所有污泥，其产品用途也最广泛。5.3 其他因素 运行成本及经济承受能力是方案选择的重要因素之一。总体来说焚烧的成本最高(是其他工艺的24倍)，而其他方案的综合成本差异不显著。堆肥化若采用静态条垛工艺 则成

39、本最低，但其生产周期长、占用土地多且对周围环境的影响比较严重；若采用发酵仓则设备投资和运行费用将增加，而且若要制成复合肥还需烘干造粒设备，这样其成本优势就大大削弱了。因此，考察污泥利用的成本时应在统一产品质量标准和环境影响标准的基础上，从设备投资、运行费用、地价、人力价格等多方面进行综合评估。 污泥处理设施的选址是方案选择的决定因素之一。一般而言，污泥宜就近处理以节省运输费用和减少湿污泥运输对沿途造成的污染。由于污泥处理过程中可能会带来臭味、有毒有害气体及病原体等环境问题，所以选址会对方案选择产生决定性影响。如果污水处理厂远离城区并有闲置土地，则堆肥不失为一种合理选择。在生产用地紧张的情况下，

40、热干化显得较有优势，它不仅占地面积很小，而且可以满足严格的环保标准(其尾气经严格除尘除臭后才排放，厂房内的气体也进行除臭处理)，即使在德国、瑞士等地也有污泥热干化厂建在市区或旅游区内的情形。各地区的实际情况决定了污泥产品的使用目的和要求不同，从而也导致了污泥处理利用方法的迥异。例如欧洲仅有1%的污泥用于堆肥，美国也只有4%5%，但在澳大利亚堆肥却很受欢迎(尤其是碱性稳定后堆肥)，如悉尼水处理集团污泥的25%用于堆肥、54%用于碱性稳定化，原因是澳大利亚许多土壤呈酸性。在美国东海岸污泥热干化处理发展迅速，这是因为那里的污泥无法直接就近农用，必须将其制成易于储存和运输的颗粒肥上市销售或运往西部佛罗里达州的柑橘农场。可见污泥处理后的性状和用途会制约污泥利用方案的选择，所以应先作详尽的市场调查，根据污泥利用的市场及容量确定了污泥的最终出路之后才能选出最佳的污泥处理方案。6. 国内已有的污泥资源化工程实例1、污泥堆肥由青岛银河集团所属青岛银河环保公司自主研发的“污水处理厂污泥无害化、资源化利用示范工程关键技术”在科技部2010 年火炬计划项目立项，投产后可年处理污泥7920 吨，同时去除禽畜粪便，生产满足国家标准的有机肥11000 吨。排水集团所属污泥处置分公司2010年5月起，污泥