廣東省城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術現(xiàn)狀--原稿

1、廣東省城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術現(xiàn)狀城市污水廠污泥(以下簡稱污泥)由于含有各種病原體、重金屬等有毒有害物質(zhì)，必須要進行處理處置。同時, 隨著我國城市污水處理率的不斷增加，污泥的產(chǎn)量呈急劇上升趨勢, 污泥的處理處置已成為制約許多城市發(fā)展的主要因素。1. 城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理概念及原則1.1 概念城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理主要是指對污泥進行穩(wěn)定化、減量化和無害化處理的過程。處置是指對處理后污泥進行消納的過程。在污泥處置過程中，污泥將最終得以穩(wěn)定。1.2原則（1）安全環(huán)保，確定污泥處理處置技術路線需首要考慮的約束條件；（2）因地制宜，確定污泥處理處置技術路線應始終堅持的重要前提；（3）循環(huán)利用，確

2、定污泥處理處置技術路線時需考慮的重要方向；（4）節(jié)能降耗，確定污泥處理處置技術路線和技術方案的重要因素；（5）穩(wěn)妥可靠，確定污泥處理處置方案的基本要求。2. 污泥的特點及理化性質(zhì)2.1城市污泥泥質(zhì)特點（1）含水率較高，有機質(zhì)比例偏低，并呈季節(jié)性變化。（2）寄生蟲卵、病原微生物等致病物質(zhì)超標較普遍。（3）部分污水廠污泥存在銅、鋅、鉻等重金屬超標現(xiàn)象。（4）含有多氯聯(lián)苯等難降解有機物。因此，需要對污泥進行妥善處理處置，避免造成二次污染，達到污泥處理處置的減量化、穩(wěn)定化、無害化的要求。2.2 城市污泥基本理化性質(zhì)城市污泥按處理方法可分為初沉污泥、剩余污泥、消化污泥，其基本理化性質(zhì)如下表所示1：表1

3、城市污水處理廠污泥的基本理化性質(zhì)項目初沉污泥剩余污泥厭氧消化污泥pH5.08.06.58.06.57.5干固體總量/%380.51.05.010.0揮發(fā)性固體總量（干重%）609060803060固體顆粒密度/（g/cm3）1.31.51.21.41.31.6容量1.021.031.01.0051.031.04BOD5/VS0.51.1-COD/VS1.21.62.03.0-堿度（CaCO3,mg/L）5001500200500250035003. 污泥處理與處置的目標污泥處理與處置應首先考慮到污泥的減容和利用。污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化處理后作為資源已經(jīng)成為一種主流，所以污泥處理與處置主要有

4、以下四大目標：(1)減量化：減少污泥最終處置前的體積，以降低污泥處理及最終處置的費用；(2)穩(wěn)定化：通過處理使污泥穩(wěn)定化，最終處置后不再產(chǎn)生污泥的進一步降解，從而避免產(chǎn)生二次污染；(3)無害化：達到污泥的無害化與衛(wèi)生化，如去除重金屬或滅菌等；(4)資源化：在處理污泥的同時達到變害為利、綜合利用、保護環(huán)境的目的，如產(chǎn)生沼氣等。4. 污泥處理處置技術研究現(xiàn)狀2發(fā)達國家早在20世紀六七十年代就開始對污泥處理處置技術進行研究。美國農(nóng)業(yè)部門在19 世紀70年代就對污泥農(nóng)用堆肥工藝展開研究，并發(fā)展了Beltsville Aerated Pile法用于污泥堆肥。這種方法既可以處理生污泥，也可以處理消化后的污

5、泥，得到的產(chǎn)品無臭、滅菌、便于保存和運輸并可以應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。德國在19世紀80年代致力于污泥焚燒體系的開發(fā)和完善，并為該系統(tǒng)配備了能量的回收利用設備。據(jù)統(tǒng)計，德國固體廢棄物焚燒而回收利用的能量可為全國30%的人口服務。隨著污水處理技術的更新和發(fā)展，污泥處理處置技術也在不斷地改進。經(jīng)過近30年的發(fā)展，一些發(fā)達國家陸續(xù)提出了污泥處理處置新方法。西班牙科學家提出利用微波能量來水解消化污泥，取得了很好的效果。美國和智利的科學家提出使用火山爆發(fā)遺留的熔巖地來處理污泥及污泥焚燒灰。這種方法可以有效控制污泥及污泥焚燒灰中的礦物質(zhì)元素以及磷元素和鋅元素，從而改善熔巖地的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)并提高其生產(chǎn)力。愛爾蘭利用過熱

6、蒸汽流干化工藝與污泥消化工藝相結(jié)合，不但實現(xiàn)污泥的穩(wěn)定，更實現(xiàn)了能量的回收利用。日本的污泥處理處置技術主要集中在污泥的再生利用方面, 占到污泥處置比例的56%，包括污泥制磚、制骨料、制燃料和熔渣4種。濕污泥中包含4種水分毛細水、間隙水、吸附水和內(nèi)部水。存在于微生物細胞內(nèi)的內(nèi)部水不但水分難以除去。有機質(zhì)物質(zhì)也被包裹在細胞中難以釋放。導致污泥含水率高和有機質(zhì)利用率低的技術難題。污泥含水率是制約污泥處理處置的關鍵問題。含水率過高限制堆肥、焚燒等高效處置技術的應用，同時也不利于污泥的再生利用。而有機質(zhì)利用率低不僅浪費了可回收利用的資源，也造成污泥易腐、有異味等不良特性。5. 污泥處理技術現(xiàn)狀廣東省污泥

7、的處理方式主要采用將污泥通過好氧發(fā)酵、熱干化、壓縮和壓濾的方式使得含水率降低至40%以內(nèi)，然后再進行最終的處置及再利用。（見附表1）。5.1 污泥高溫好氧發(fā)酵 污泥中含有大量的有機質(zhì)、氮、磷、鉀等植物需要的養(yǎng)分，其含量高于常用的牛羊豬糞等農(nóng)家肥，可以與菜籽餅、棉籽餅等有機農(nóng)肥相媲美。堆肥是指利用利用自然界廣泛存在的細菌、放線菌、真菌等微生物微生物的作用，采用剪枝、落葉等園林廢棄物和礱糠、谷殼、秸桿等農(nóng)業(yè)廢棄物作為耗氧發(fā)酵的輔助填充料，將不穩(wěn)定的有機質(zhì)降解和轉(zhuǎn)化成較穩(wěn)定的有機質(zhì)，并使揮發(fā)性物質(zhì)含量降低，減少臭氣；物理性狀明顯改善(如含水量降低，呈疏松、分散、粒狀)，便于貯存、運輸和使用；高溫堆肥

8、還可以殺死堆料中的病原菌、蟲卵和草籽，使堆肥產(chǎn)品更適合作為土壤改良劑和植物營養(yǎng)源。5.2 污泥石灰穩(wěn)定干化采用石灰等無機藥劑對污泥進行調(diào)理，可以降低含水率，提高污泥橫向剪切力和衛(wèi)生條件，有利于污泥的后續(xù)處置。污泥堿化穩(wěn)定干化技術原理是使用生石灰穩(wěn)定污泥，生石灰與水反應生成氫氧化鈣，在此過程中每公斤石灰可以化合0.32kg水、釋放1141kJ的熱量，將溫度提升到70，pH值提升到12以上，從而有效殺滅病原體，并分解有機物。污泥堿化穩(wěn)定干化技術的控制性參數(shù)是污泥的pH及其保持時間。經(jīng)過處理后污泥含水率可以降低到70%左右，在自然界中堆放1個月后含水率繼續(xù)降低到60%左右，可以達到生活垃圾填埋污染控

9、制標準和城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋泥質(zhì)的標準要求。5.3 污泥熱干化污泥熱干化后污泥的臭味、病原物、粘度、不穩(wěn)定等負面特性得到顯著改善，降低了污泥含水率，節(jié)約了運輸成本，提高了污泥熱值。污泥熱干化過程分為污泥與熱載體直接接觸和熱量由換熱設備提供兩種，目前應用較多的有流化床干化、轉(zhuǎn)盤干燥、噴霧干化和空心槳葉式干化等工藝。采用污泥熱干化工藝應與利用余熱相結(jié)合，鼓勵利用污泥厭氧消化過程中產(chǎn)生的沼氣熱能、垃圾和污泥焚燒余熱、發(fā)電廠余熱或其他余熱作為污泥干化處理的熱源;不宜采用優(yōu)質(zhì)一次能源作為主要干化熱源;要嚴格防范熱干化可能產(chǎn)生的安全事故。6. 廣東省污泥再利用方式及指標要求6.1污泥焚燒污泥焚燒

10、是指污泥在一定溫度、氣相充分有氧的條件下，使污泥中的有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO2、H2O、N2等，反應過程中釋放出來的熱量用于維持反應的溫度條件。污泥焚燒一般采用流化床工藝，分為固定(鼓泡)流化床焚燒爐、循環(huán)流化床焚燒爐和回轉(zhuǎn)式流化床焚燒爐等。污泥焚燒的煙氣應進行處理，并滿足生活垃圾焚燒污染控制標準等有關規(guī)定。污泥焚燒的爐渣和除塵設備收集的飛灰應分別收集、儲存、運輸。國家鼓勵對符合要求的爐渣進行綜合利用；飛灰需經(jīng)鑒別后妥善處置。污泥焚燒工藝在經(jīng)濟較為發(fā)達的大中城市應用較廣，一般采用干化焚燒的聯(lián)用方式，提高污泥的熱能利用效率。近幾年，污泥焚燒技術發(fā)展迅速，污泥焚燒廠與垃圾焚燒廠合建，污泥作為低質(zhì)燃料在火

11、力發(fā)電廠焚燒爐、水泥窯或磚窯中混合焚燒等技術正在逐步走向成熟。6.2 污泥土地利用（1）污泥城市園林綠化。指處理后的污泥用于人行道樹、灌木、花卉、草坪等栽培過程中作為肥料、基質(zhì)和營養(yǎng)土。污泥用于園林綠化時，泥質(zhì)應滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)的規(guī)定和有關標準要求。污泥必須首先進行穩(wěn)定化和無害化處理，并根據(jù)不同地域的土質(zhì)和植物習性等，確定合理的施用范圍、施用量、施用方法和施用時間。（2）污泥土地改良利用。指處理后的污泥用于嚴重擾動土地的改良，包括采煤場，各種采礦業(yè)開采場、矸石場、露天礦坑、尾礦堆、取土坑、粉煤灰堆積場、森林采伐地、森林火災毀壞地、滑坡和其它天然災害需要恢復植被的土地等。

12、污泥用于土地改良時，泥質(zhì)應符合城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良泥質(zhì)(CJ/T291)的規(guī)定;并應根據(jù)當?shù)貙嶋H，進行環(huán)境影響評價，經(jīng)有關主管部門批準后實施。6.3 污泥建筑材料綜合利用污泥建筑材料綜合利用技術研究及應用已成為熱點。污泥建筑材料綜合利用是指污泥的無機化處理，用于制作水泥添加料、制磚、制輕質(zhì)骨料和路基材料等。目前，城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置制磚用泥質(zhì)污泥標準已經(jīng)頒布實施，規(guī)范了污泥制磚行業(yè)。6.4 污泥填埋污泥填埋分為污泥單獨填埋和與城市垃圾、工業(yè)垃圾混合填埋。該處置方法具有簡單、易行、成本低等優(yōu)點。但是，污泥填埋也受土地約束以及受污泥填埋過程中產(chǎn)生的滲濾液和甲烷氣體等二次污染的影響。不具

13、備土地利用和建筑材料綜合利用條件的污泥，可采用填埋處置。國家將逐步限制未經(jīng)無機化處理的污泥在垃圾填埋場填埋。污泥填埋應滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋泥質(zhì)的規(guī)定;填埋前的污泥需進行穩(wěn)定化處理；橫向剪切強度應大于25kN/m2；填埋場應有沼氣利用系統(tǒng)，滲濾液能達標排放。表2 廣東省污泥再利用方式及指標要求（參考2p11-13）序號分類范圍參考泥質(zhì)標準主要指標要求使用限制1污泥土地利用園林綠化GB/T24686-2009含水率40%；養(yǎng)分3%；有機質(zhì)25%；控制重金屬及有機污染物等。廣州市林業(yè)和園林綠化部門所需要的園林基質(zhì)土數(shù)量較大，但對重金屬控制有要求。林地用CJ/T362-2011含水率60

14、%；養(yǎng)分25g/kg干基；有機質(zhì)180g/kg干基；控制重金屬及有機污染物等。廣州地區(qū)林地范圍分散，路途較遠，難以監(jiān)管，實際施用難以控制施用量。土地改良GB/T24600-2009含水率65%；養(yǎng)分1%；有機質(zhì)10%控制重金屬及有機污染物。目前未有關于重金屬富集不影響農(nóng)作物安全的論證，一旦造成污染，將難以修復，建議謹慎決策，待其他地方使用多年并監(jiān)測安全的情況下予以考慮農(nóng)用CJ309-2009含水率60%；養(yǎng)分30g/kg干基；有機質(zhì)200g/kg干基；控制重金屬及有機污染物等。2混合填埋與垃圾混合填埋GB/T23485-2009含水率60%；混合比例8%；控制重金屬及有機污染物等。廣州市屬填埋

15、場要求含水率35-40%，混合比例可以適當加大，每年的用量較大覆蓋土含水率45%有臭氣及力學強度要求3污泥建材利用制磚CJ/T289-2008含水率40%；混合比例10%；燒失量50%；控制放射性污染物、重金屬、氟化物和氰化物等；控制大氣污染物。燒制磚廠用地較大，如能解決用地問題，市場容量較大制輕質(zhì)骨料暫無需控制含水率及摻入比例；大氣污染物不得超過相關標準。目前市場用量尚不明朗4污泥焚燒單獨焚燒GB/T24602-2009含水率50%（自持焚燒）；含水率80%（助燃/干化焚燒）；有機質(zhì)50%；控制重金屬、氟化物和氰化物等；控制大氣污染物。根據(jù)國外污泥焚燒的實際情況，焚燒廠需將含水率80%的污泥

16、預干化至含水率約30%，才能進行自持焚燒，目前國內(nèi)單獨焚燒污泥的項目運行尚未穩(wěn)定，廣州市未有單獨焚燒的項目，用量不明朗。與垃圾混合焚燒由垃圾焚燒爐確定；需控制摻入比例，不能低于焚燒爐的設計熱值；焚燒大氣污染物不超過相關標準通常要求含水率低于40%污泥燃料利用DB44/T717-2010含水率12%；有機質(zhì)50%；低位熱值3585kCal/kg。目前市場用量尚不明朗7. 廣東省污泥處理處置存在的主要問題(1)部分采用填埋和棄置堆放方式，可能造成生態(tài)環(huán)境的安全隱患、占用土地和填埋場運行困難等問題。(2)缺少污泥處理處置的建設和運行經(jīng)費，污水處理收費標準達不到污泥處置運行費用的要求。(3)污泥處理處

17、置建設和運行經(jīng)驗不足，目前投運的堆肥制肥、干化焚燒和建材利用等項目大部分都是近幾年建成的。(4)在熱電廠焚燒的污泥項目存在熱電設備故障檢修或因供電季節(jié)性波動停產(chǎn)或減產(chǎn)對污泥處置造成的影響。 (5)項目用地、資金配套、稅收、焚燒發(fā)電上網(wǎng)電價等政府扶植政策不完善。(6)缺少相應的技術標準、規(guī)范和污泥處置專項規(guī)劃。“重水輕泥”思想和污染轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象不符合科學發(fā)展觀的要求。8. 污泥處理處置技術發(fā)展趨勢8.1 注重源頭減量的技術研發(fā)源頭減量是減輕污泥后續(xù)處理處置負荷的前提，在城市污水處理過程中進行污泥減量（即城鎮(zhèn)污水處理廠污水處理工藝流程設計中充分考慮污泥減量消化）預計將是今后研究的一個方向。同時，諸如

18、破壞污泥微生物細胞壁分離出自由態(tài)水分等降低污泥含水率的污泥減量技術也將是一項新的挑戰(zhàn)性研究課題。8.2 突破節(jié)能降耗的技術障礙長期重視污水處理而忽略污泥處理處置的現(xiàn)狀，導致污泥處理處置技術相對發(fā)展緩慢。目前污泥處理處置運行能耗過高是影響污泥處理處置規(guī)?；茝V應用的一項限制性關鍵因素。預計今后在污泥處理處置的節(jié)能降耗技術方面將有較大的突破。8.3 健全二次污染的防治技術在城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置各個環(huán)節(jié)，均存在不同程度的二次污染問題，目前的現(xiàn)有技術和工程應用對二次污染的重視程度普遍不夠。隨著社會進步和經(jīng)濟發(fā)展，預計將有大量污泥處理處置二次污染防治新技術被研發(fā)和應用，形成與污泥處理處置工藝相配套

19、的二次污染防治技術健全體系。8.4 發(fā)展循環(huán)利用的運行模型在國家土地資源日益緊缺和建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的大背景下，發(fā)展污泥循環(huán)處理利用的運行模式是大勢所趨。污泥土地利用和建材綜合利用將成為研究熱點，前者的技術難點在于污泥中重金屬的去除和土地利用泥質(zhì)的保證，后者在于運行能耗的降低和諸如二噁英控制等二次污染防治技術的成熟。9. 污泥處理處置行業(yè)狀況9.1 行業(yè)努力提升科學技術是行業(yè)發(fā)展的根本，各污水污泥處理行業(yè)應注重技術開發(fā)，制定自身發(fā)展的目標，逐步吸收和推廣污泥消化、污泥調(diào)節(jié)、污泥生物干化、污泥熟干化、焚燒等污泥無害化技術。污泥處理與處置的工藝選擇應該遵循“因地制宜”的原則，充分結(jié)合項目所在地的經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)格局、地理環(huán)境的具體情況，選擇合適的處理與處置路線9.2 政府支持政府一定要抓好污泥處理處置規(guī)劃，給污水處理廠做工作的思路和方向。污泥處理處置設施應與城鎮(zhèn)污水處理廠同時規(guī)劃、同時建設、同時投入運行。污泥處理處置設施應統(tǒng)一規(guī)劃，合理布局。要把污泥處理、處置的事情做好，污泥處理、處置的技術標準化體系建設是前提。污泥處置不僅僅