我国剩余污泥处理现状及对策

1、我国剩余污泥处理现状及对策摘要：介绍剩余污泥概念、来源、组成、环境危害及目前的几种主要 的处理与处置方式，并针对剩 余污泥处理方 法存在的不足与弊端，分析了污泥处置过程中各种方 式的优缺点，指出污泥处置的相 应对策。关键词：剩余污泥；处理与处置；对策剩余污泥概述1.1概念及组成剩余污泥(excess activated sludge)由于微生物的代谢和生物合成作用，使得曝气池中的活性污泥 生物量增加，经二次沉淀池沉淀下来的污泥一部分回流到曝气池供再处理污水用，多余的排放到系统之外 的部分即称为剩余污泥。剩余污泥来源于废水处理过程中剩余活性污泥或生物膜，其颜色常为灰色或是深 灰色，相对密度比水稍

2、大、颗粒较细、含水率较高且脱水性能较差。它主要是由具有活性的微生物、微生 物自身氧化残余物、吸附在活性污泥表面上尚未降解或难以降解的有机物和无机物四部分组成。其中以活 性微生物为最主要的组成部分，它包括细菌、真菌、剩余污泥的来源及组成原生动物和后生动物等多种微 生物。1.2环境危害活性污泥是由细菌、微型动物为主的微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起所形成的茶褐色的絮凝 体。不同的污水处理厂产生的剩余污泥，其中所含有害物质的成分会不尽相同，比如，处理生活污水的污 水处理厂产生的剩余污泥里除了含有细菌、微生物、寄生虫、悬浮物质和胶体物质之外，还含有一些氮、 磷等；工业污水处理厂除了含上述所说的一些

3、物质外，还会含有一些有毒有害的重金属和有害化学物质等。 剩余污泥如果不及时进行处理，会带来二次污染。列举如下：对水体的污染：剩余污泥长期不经处理随 意堆放，经雨水浸淋，渗出液和滤沥中会带出一部分氮磷以及一些重金属和有害化学物质，这些都会污染 土地、河川、湖泊和地下水。对大气的污染：剩余污泥如果不进行及时的处理，长时间堆放，污泥会进 行消化，产生沼气，污染大气。另外，干污泥和一些尘粒会随风飞扬，遇到大风，会刮到很远的地方。一 些污泥本身或者在焚化时，会散发毒气和臭气。对土壤的污染：剩余污泥及其渗出液和滤沥所含的有害 物质会改变土质和土壤结构，影响土壤中微生物的活动，有碍植物根系生长，或在植物机体

4、内积蓄。 综 上所述，剩余污泥必须进行妥善的处理才能避免二次污染。为解决污泥进入环境前带来的问题，可以采取 包括浓缩、脱水、稳定、干化、焚烧等措施；为解决如何进入环境的问题，可采取包括填埋、土地利用和 建材利用等。“污泥是污水处理厂的副产物，污水里面将近1/3的有机物转化成污泥。”清华大学环境学院教授王 凯军说。中国水网最近出炉的中国污泥处理处置市场分析报告2011版认为，截至2010年年底，全国 城镇污水处理量达到343亿立方米，脱水污泥产生量接近2200万吨，而且其中有80%没有得到妥善处理。我国剩余污泥处理现状2.1剩余污泥主要的处置技术2.1.1卫生填埋处置技术污泥卫生填埋处置场中污泥

5、的处置工艺采用卫生填埋技术，与传统的无控制堆放不同，卫生填埋即在 利用自然界代谢功能的同时，通过工程手段和环保措施，使污泥得到安全的消纳并逐步达到充分稳定无害 的污泥处置效果，主要借鉴城市生活垃圾卫生填埋场的工程经验进行建设。污泥卫生填埋方式基本属厌氧性填埋，仅在初期填埋污泥表层及填埋区内排水排气管路附近由于空气的接 触扩散形成局部的准好氧填埋方式。虽然污泥在污水处理厂中经过了厌氧中温消化处理，但由于这一过程没有达到完全的降解（进入填埋 区的污泥有机物含量仍在40%左右），因此，污泥在填埋过程中依然存在着一个稳定化降解过程。填埋污泥降解的主要方式为厌氧分解，一般要经历由专性厌氧菌和兼性厌氧菌共

6、同发挥作用的水解酸 化阶段和由产甲烷菌起主导作用的产甲烷阶段，最终污泥中的可降解的有机质被分解为稳定的矿化物或简 单的无机物，并释放出包括CO2和CH4在内的填埋气体，从而完成污泥的稳定化过程。填埋污泥彻底的稳 定化是一个漫长的过程，一般需十几年，甚至几十年，但厌氧降解的主体过程一般发生在填埋最初的几年 中。填埋体中有机物的厌氧降解受多方面因素的影响。对于污水处理厂消化污泥在填埋过程中的情况而 言，具有如下特点：污泥富含大量微生物和各种微生物菌种，有机物的降解比较完全；污泥中含有的 N、P等物质为有机物的降解提供营养；污泥较高的含水率为微生物的生命活动创造了有利的条件；由 于污泥堆体稳定性的需

7、要覆盖土层较厚，特别是由于污泥自身高粘度性状的影响，对厌氧降解过程起到了 一定的抑制作用；由于经历过污水处理厂的中温厌氧消化过程，填埋污泥中易降解物质量较少，一般不 会出现明显的快速降解过程，可不考虑由于甲烷气体的过量集聚造成的危害，因此可对填埋气体采取自然 排逸的方式；污泥中重金属离子的存在对降解过程也会产生一定的抑制影响。2.1.2投海、填海技术污泥投海处置的方法主要是利用海洋的环境容量，投海区距海岸的距离不应小于10km。在浅水海滩或 海湾处，可通过建立围堤，用污泥填海造地，此两种污泥处置方法在过去的实际应用中都发现存在一定的 污染环境的危险，目前，随着环境保护要求的不断提高和人们环保意

8、识的增强，污泥投海、污泥填海造地 方法在应用时受到严格的控制，使其建设成本大幅度提高，或者已经被禁止使用。2.1.3堆肥处理技术污泥堆肥农用是再利用的有效途径之一。可采用单独堆肥或与城市垃圾混合堆肥的方式。污泥堆肥一 般采用好氧动/静态技术，利用嗜温菌、嗜热菌的作用，分解污泥中有机质并杀死致病菌、寄生虫卵和病 毒，提高污泥肥份。污泥堆肥一般应添加膨胀剂，其作用是增加污泥堆肥的孔隙率，改善通风条件以及调 节污泥含水率和碳氮比。污泥堆肥过程可分为一级堆肥阶段和二级堆肥阶段，要经过发热、高温消毒、腐熟、熟化、干燥和成 粒几个阶段，污泥堆肥的产品还可以通过进一步的加工，制成有机复合肥或有机菌肥以提高其

9、利用价值。 污泥的农用的处理方式因具有明显的资源化处理特征而受到人们的关注，有报道在有的发达国家污水污泥 的利用率可达60%以上。污泥作为肥料的方式可以通过堆肥，也有的采用直接烘干、二次烘干后农用的方 法，或者加入辅料（N、P、K、菌粉等）制成复合肥或菌肥的技术。在堆肥农用技术的应用中，必须注意 解决好由于脱水污泥高粘度特征带来的肥料养分难以溶解利用的问题。2.1.4热干化与焚烧处理技术污水污泥的热干化与焚烧处理可以达到彻底的无害化处理效果，同时污泥体积可以大幅度减小，处理 效果上明显的优越性使得该技术的研究与应用在近年来得到长足的发展。在实际应用中，热干化与焚烧通常被认为是两个独立的工艺过程

10、，事实上，没有经过干化的污泥直接 进行燃烧不仅十分困难，而且在能耗上也是极不经济的。污泥的热干化必须考虑到以下四方面因素的影响：污泥的蒸发面积：污泥粒径较小可提高蒸发面积，使水分的蒸发迅速而有效。进料污泥与干化工质的温差：一般污泥热干化的工质为高温气体，温差越高，干化的效率和效果越理想。污泥与干化工质的混合程度：使污泥与干化工质充分混合，可以提高对污泥的导热率以及水分蒸发速度。污泥的粒径：粒径较小的污泥不仅可以提高蒸发面积，同时也利于污泥内部水分向表面的扩散。污泥干化设备的设计与应用，一方面应考虑解决好上述因素带来的问题，尽可能地提高热效率和干化 效果，另一方面也特别要注意运行的安全性和对废气

11、的无害化处理。因污泥的构成和干化技术不同，加热干化后污泥的干性成分可从20%35%提高到60%95%，能耗也 比干机械脱水高。污泥热干化系统根据干化工质与污泥在干燥器中流动方向的不同，污泥热干化系统分为并流式、逆流 式和错流式几种。在干化器内温度自进口至出口一般由700r降至120C，烟气排出后经脱臭一除尘一冷却达标后排放 大气。污泥的焚烧处理是一个彻底的无机化处理过程，最终产物为CO2、H2O、N2等气体和焚烧灰等。焚烧设备种类主要有回转焚烧炉、立式多段焚烧炉、流化床焚烧炉等。焚烧处理存在管理复杂、设备 昂贵、运转费用高等制约其应用的问题，如德国斯图加特的应用实例，建设日处理100吨污泥的焚

12、烧厂， 基建费用达3500万欧元，运行费用在400500欧元/吨干泥。2.1.5其他处理技术近年来，在污水污泥处理方面提出了各种新的探索性的资源化处理技术，包括作为填料回用、低热值 燃料回用、建筑材料的附加原料（如制砖、纤维板等），这些技术的应用一般必须与其他处理技术组合， 而且由于技术上原因有些还处于试验探索阶段。2.2处置方法的比较三种主要污泥处置方法对照比较表项目处置方法焚烧污泥农用卫生填埋技术可靠性可靠，国外有许多工程实例可靠，有较长的应用时间和实践可靠，有一定的实践经验操作安全性较好较好较好，需注意防火及防爆选址容易，可靠近市区建设大面积选址较困难较难，要考虑一定的地理适用条件，一般

13、远离市区占地面积小大较大运输情况及费用容易，如就近焚烧可节约运输费用运输计划比较复杂， 要考虑到气候等多 种因素的影响，费用 高运输计划较容易，但运输距离较长，费用高适用条件对热值有一定的要求对重金属、病原困以及其它有害物质有一定的要求适用范围广资源化利用可以利用部分热能可以较大程度的利用污泥中的有机物较少地面水污染较小可能，通过适当选址及控制使用量可避免有可能，采取措施可防止地下水污染无可能，通过适当选址及控制应用量可避免有可能，需采取防渗措施，但仍可能渗漏大气污染可以处理，但处理费用较高可能会有臭味等可用导气、覆盖等措施加以控制土壤污染无可能，通过适当选址及控制应用量可避免限于填埋场区域管

14、理较容易较复杂较容易其它投资及处置费用最高，但 运输费用最小，如靠近污 水厂则无运输问题费用最少，但是需要 控制污水处理厂进 水中重金属的含量对污泥的含水率有一定要求， 需填埋前将污泥干化，或与其它物质共同填埋处理成本高低较高问题和对策3.1处理处置中体现的问题3.1.1处理能力不足目前，北京市仅有5座污泥处理厂，其处理规模分别为11.0万t / a、2.9万t / a、1.1万t / a、 14.6万t / a、18.4万t / a，总处理规模为48万t / a （80 %含水率），不足当前污泥产量的50%。3.1.2经济实用技术不完善堆肥自动化程度低、周期长、效果不稳定，堆肥后农用的环境风

15、险依然存在。同时，堆肥过程中散发 的臭味、蚊蝇等都没有得到有效解决，污染周围环境4。3.1.3资源化利用率低根据2008年调查结果，污泥资源化利用主要为土地利用和建筑材料，两项合计仅占污泥总量的 17.4%，造成大量有机质及氮、磷等养分流失和资源浪费。3.1.4环境安全风险大不合理处置污泥的细菌总数、大肠杆菌、蛔虫卵含量比较高，并且含有一定数量的重金属离子、有毒 有害有机污染物及氮磷等元素，这些物质进入土壤，产生新的污染源，并随降水不断迁移、积累，对当地 土壤、地表水、地下水及农作物等将产生严重安全影响，存在污染环境及威胁食物安全的风险5。3.1.5技术保障体系尚未建立污泥减量化、稳定化、无害

16、化及资源化包括污泥的处理和处置两个方面，污泥处理包括浓缩、消化、 脱水、堆肥、干化和焚烧等；污泥处置包括土地利用、建筑材料利用、填埋、焚烧等6。截至目前，国 家制定和颁布了关于污泥的8项相关标准，但是，北京市还没有相关的地方技术导则、规范或标准，技术 保障体系尚未建立。3.1.6产业政策保障体系不健全政府扶持力度不够，社会、企业参与程度还不明确。包括污水厂的规划、设计、运行阶段污泥处理的 配套政策机制，政府对污泥处理的投资比例，根据不同功能定位污泥的资金补助制度。污泥处理处置的调控核算平台尚未建立。在核定市级财政对于污泥处理处置补助费用基础上，核定跨 区域污泥处理处置经济补偿费用，建立统一核算

17、平台，加强污泥的处理处置、运输的监管计量，实现污泥 “减量化、无害化、资源化”。3.1.7总体解决思路不明晰由于初期没有结合污水处理厂的布局、污泥产量等因素超前规划污泥最终处置途径，处置方式以填埋、 直接农用为主。近年来，随着污水处理水平显著提高，还没有与污水处理相配套的污泥处理处置规划，污 泥处理处置完整的技术链、政策链、资金链尚未形成。同时，由于城市扩展、农村城镇化建设和退耕还林 工程等原因，可以作为污泥填埋场的地方越来越少，已有的近郊分散污泥消纳点急剧萎缩，将产生二次污 染。3.2相应的对策3.2.1明确污泥处理处置的工作定位和目标污泥无害化处理及循环利用应是城市管理和公共服务的重要组成

18、部分，对提高城乡环境质量、保障城 市安全运行有着重要意义，应将其作为一项基础性的公益事业来开展工作。本市污泥主要来源于生活污水， 含有一定的热能和养分资源，重金属、有毒有机物等有害物质含量较低，资源循环利用潜力较大，针对本 市经济社会发展阶段和土地资源紧缺特征，综合考虑污泥处置技术的适应性，本市污泥处置总体思路是： 坚持“因地制宜、技术多元、协同处置”的原则，以干化和焚烧方式为主，堆肥等土地利用方式为辅，实 现污泥的资源循环利用。3.2.2科学规划，合理布局应按照统筹城乡、因地制宜、因泥而异、分级管理、适度集中的原则，尽早制定与北京市城市总体规 划、污水处理规划、垃圾处理规划等综合规划和专业规

19、划相协调，与北京市相关地方法规相适应的全市污 泥处理处置总体规划，各区县政府要完成本区县污泥无害化处理与处置规划。3.2.3做好过渡期污泥处置管理工作（1）制定过渡期污泥处置计划。在污泥无害化处理设施建设到位之前，垃圾卫生填埋场作为污泥应 急处置的途径之一，是污泥处理处置设施建设完成前的过渡消纳方式和污泥处理处置发生故障时的应急消 纳方式。（2）对现有污泥简易堆置场进行安全风险评估。布设污染监测设施，建立监测制度，开展污泥中污 染物对地下水和周边环境的污染风险评估，研究治理措施。（3）加强过渡期污泥简易堆置场管理。在选址、规模、操作规程、污染控制等方面制定严格的技术 要求，并加强跟踪监管。（4）对存在二次污染风险的污泥简易堆置场，制订专项治理计划，采取有效措施进行综合治理。3.3.4强化保障措施（1）要完善相关政策。污泥循环利用是循环经济建设的一项重要内容。按照国务院关于加快发展 循环经济的若干意见的精神，结合本市实际，以污泥处置为突破口，进一步研究明确本市推进循环经济 实践的领域及支持政策（包括投资、运行补贴和税费减免等），加快构建本市循环经济发展的政策体系。对参与污泥循环利用的企业或个人给予资源循环利用的有关优惠政策；政府投