污泥资源化处理与处置现状及展望

污泥资源化处理与处置现状及展望摘要：目前，污泥的处置方法主要有填埋、焚烧和农用，前两者由于场地限制、费用昂贵等原因在应用上受到限制。污泥中富含N、P、K及有机质，是天然的有机肥料。因此，污泥的处置与农用资源化相结合将成为最好的选择。我国污泥农用资源化的方法主要有：自然风干后直接施肥、干燥和造粒后施肥、污泥堆肥后施肥和污泥制复合微生物肥，前两种方法由于不能有效去除污泥中的有害物质，而在应用上受到限制，后两种方法通过众多学者田间试验，表明是一种很有前景的污泥资源化处置方法，但重金属离子易在土壤和植物体内积累是限制污泥大规模土地利用的最重要因素。本文结合实例阐述了我国污泥农用资源化处置现状及未来发展趋势。关键字：污泥资源化处置当前，随着人们们对环境污染染控制认识的的加深，污水水处理厂在各各主要城市相相继建成并投投入运行，与与此同时污水水处理厂又产产生大量的残残渣即污泥，目目前世界上生生产污泥已达达1亿吨/年（干污泥泥），我国已已达900万吨/年（合干污污泥300~3350万吨/年）[1]。国内内外污泥处理理处置的方法法很多，一般般采用浓缩、消消化、脱水、干干化等工艺处处理后有效利利用（主要为为农用）、填填埋及焚烧等等方法处置，或或用其中某几几种方法组合合处置[2]]。污泥的最最终出路不外外是资源化利利用或以某种种形式回到环环境中去，随随着海洋投弃弃被禁止，污污泥弃置的比比例正逐渐减减小，同时土土地填埋也受受到越来越严严格的限制[[3]。欧盟盟、美国及日日本近年及预预测的污泥主主要处置方法法见表1[4~7]]，在今后数数年里美国的的大部分填埋埋场将关闭，欧欧盟也将规定定填埋必须和和焚烧相结合合，只有焚烧烧灰才可以被被填埋。人们们认识到污泥泥处理的优先先顺序是减容容、利用、废废弃，污泥减减量化、稳定定化、无害化化处理后作为为资源回用已已经成为主流流。表1

欧盟、美美国及日本近近年及预测的的污泥主要处处置方法项

目污泥量/1044tDS农用/%填埋/%焚烧/%其它/%欧盟[4,5]]650394011101010*45*17*38*

美国[6]

4935151日本[7]17.13315493注：*者为预计计2005年污泥量和和百分比含量量污水处理厂的污污泥处理、处处置系统的装装备,发达国家在20世纪60年代就已达达到先进的成成套化水平，如如污泥消化系系统设备、污污泥浓缩脱水水设备、污泥泥干燥焚化设设备、沼气综综合利用设备备、污泥高温温堆肥系统装装备以及污泥泥固化工业利利用技术与设设备，80年代末又启启用湿式氧化化技术处置污污泥[8]。我国国城市污水处处理厂污泥处处理起步较晚晚，80年代中期建建设城市大型型污水厂，污污泥处理也采采用中温厌氧氧消化，引进进先进技术的的同时也引进进了设备，尤尤其是在借助助国外贷款建建设项目中，污污泥处理系统统装备几乎全全部需要进口口。近年来，我我国城市污水水厂的污泥处处理技术和某某些单项专用用设备有较大大发展，积累累了中温厌氧氧消化的经验验，而在污泥泥处置的最终终出路方面尚尚属实验研究究阶段。1我国污泥农农用资源化处处置方法1.1污泥自自然风干污泥自然风干指指脱水污泥厌厌氧消化后，经经浓缩、脱水水，然后置于于干化场自然然风干后直接接用于农田。此此生产工艺简简单，除一台台铲车外无需需其它设备，该该方法一般用用于经过中温温厌氧消化后后的脱水污泥泥，此工艺由由于无法有效效控制其中有有毒、有害物物质及重金属属含量，并且且干污泥颗粒粒较大，农用用耕作很不方方便，因此，在在应用上受到到很大限制，对对于城市污水水中工业废水水所占比重较较小的处理厂厂，可采用此此工艺。乔显显亮等[9]]采用盆栽实实验研究了污污泥土地利用用过程中重金金属对水稻的的影响，实验验发现施用污污泥后增加了了水稻茎叶和和籽粒中重金金属的含量，水水稻体内重金金属的吸收没没有明显变化化。郑纪慈等等[10]用盆盆栽实验研究究了城市污泥泥直接肥用对对水稻生长及及其产量的影影响，并测定定了污泥中重重金属在稻米米和土壤中的的残留量。结结果表明：污污泥做水稻基基肥使用有明明显增产作用用和一定改土土效果，但污污泥中重金属属大部分残留留在土壤中，少少部分被作物物带走，而在在水稻中的残残留量符合国国家标准。张张学洪等[[11]以桂桂林污水厂为为例，对污泥泥农用的重金金属安全性进进行了实验研研究，研究表表明：污泥施施肥肥效显著著，稻谷和稻稻径中的重金金属含量无明明显差异，符符合国家标准准。目前此方方法已无法满满足大部分污污水处理厂的的污泥处理要要求。1.2污泥直直接干燥和造造粒污泥直接干燥工工艺指消化后后的污泥经浓浓缩、脱水后后，直接（或或添加外加剂剂）进行干燥燥成为产品或或直接造成肥肥，采用该工工艺处理后的的污泥臭味较较小、农用方方便，在干燥燥过程中杀死死了污泥中大大部分有毒有有害物质，从从而降低了污污泥中有害物物质对农田利利用的影响，产产品便于运输输，投资、运运行费用相对对较低，但经经该方法处理理的污泥，肥肥份较低，在在使用过程中中秸秆作物容容易发生倒伏伏。覃广海等等[12]年开开发出了污水水厂污泥快速速干化焚烧及及制肥新工艺艺，并在深圳圳龙岗区平湖湖污水厂进行行了工程应用用，取得了很很好效果。大大连水质净化化一厂采用此此方法，处理理污水能力为为8万m3/d，该项目投投资为65万元，每小小时产300kg含水20%的干污泥，耗耗煤量300kgg/h，干燥后的的颗粒状有机机肥在蔬菜和和果木土地上上使用效果较较好。污泥造粒工艺指指污泥在干燥燥后，又进行行破碎造粒处处理。通过干干燥造粒工艺艺，并向污泥泥中添加必要要的氮、磷、钾钾等营养成分分，将污泥加加工成复合有有机肥，大大大提高了污泥泥的肥效和经经济价值，是是污泥处置的的有效途径和和发展方向。采采用该方法生生产的污泥肥肥中，所添加加的营养元素素进入土壤后后可以迅速释释放，而城市市污泥中所含含的大量有机机质，具有改改良土壤、培培肥地力、抗抗旱和供肥平平稳等特点，肥肥效比普通化化肥时间长，而而且对化肥中中氮素具有一一定的固定作作用，使化肥肥带入的氮素素缓慢释放，提提高其养份利利用效率。秦皇岛东部污水水处理厂采用用该方法，处处理污水能力力为4万m3/d，虽有消化化系统但未使使用，将脱水水污泥和粉煤煤灰掺合烘干干，再添加外外加剂造粒制制肥，工艺流流程如下：此工艺设计日产产肥50吨所需设备备及资金：设设备总计57万。转桶烘烘干机20万元，破碎碎搅拌系统1.8万元，圆盘盘造粒机20万元，二次次烘干机10万元，皮带带机0.6万元，筛分分包装机2.5万元，除尘尘系统2.0万元。实际际每小时可生生产700kg肥料，目前前生产的有机机复合肥试运运行阶段每吨吨可获利50元左右，应应用效果较好好。1.3污泥堆堆肥发酵堆肥是利用污泥泥中好氧微生生物进行好氧氧发酵的过程程。污泥与调调理剂（如锯锯沫、桔杆、树树叶、粪便等等）及膨胀剂剂（如木屑、桔桔杆短节、花花生壳等），在在一定条件下下（如pH、C/N、通气、水水分、温度）进进行好氧堆沤沤，借助于微微生物群落，在在潮湿环境中中对多种有机机物进行氧化化分解，使有有机物转化为为类腐殖质。污污泥经堆肥处处理后，病源源菌、寄生虫虫卵、杂草种种子几乎全部部被杀死，挥挥发性成分减减少且臭味降降低，重金属属有效态的含含量也会降低低，速效养分分含量有所增增加，成为一一种比较干净净而性质比较较稳定的物质质。污泥堆肥肥过程是个相相当复杂的过过程，它受到到耗氧率、碳碳氮比、温度度、pH值、挥发固固体含量、空空隙率等诸因因素的影响，所所涉及的学科科相当复杂。魏魏源送等[113]采用5种调理剂（木木片、麦壳、玉玉米芯、稻壳壳和回流堆肥肥）进行了中中试规模的污污泥堆肥实验验研究，对含含水率、有机机质、总氮、BOD5和比耗氧速速率（SOUR）等参数的的变化进行了了监测。研究究结果表明：：BOD5和SOUR指标适用于于评价采用不不同调理剂的的堆肥污泥稳稳定度。田宁宁宁等[114]利用自自行研制的生生产性规模的的好氧动态堆堆肥装置进行行了污泥稳定定化和无害化化处理的应用用研究，探讨讨了影响好氧氧堆肥的主要要因素温度、含含水率、供氧氧量和通风方方式之间的关关系，确定了了污泥动态发发酵的最佳参参数。李秀艳艳等[15]]年以上海市市竹园第一污污水预处理厂厂污泥为例，进进行了污泥好好氧发酵堆肥肥技术，并对对其主要影响响因素进行了了测定，取得得了一定成果果。李艳霞等等[16]]试验研究了了不同配比的的填充料和通通气状况对污污泥堆肥起始始升温的影响响。结果表明明：填充料含含量高的配比比升温速度明明显比填充料料含量低的配配比快；高填填充料配比的的堆体(填充料占堆堆料的1/2～1/3)在起始升温温阶段可以不不进行氧气的的供给；低填填充料的配比比和加入回流流堆肥的配比比(填充料占堆堆料的1/4～1/9),由于堆体的的孔隙少,则必须进行行通气量的调调节。脱水污泥经堆肥肥自然风干后后直接用于农农田，也可进进一步加工造造粒，制成成成品。唐山西西郊污水厂污污泥制肥示范范工程，天津津石化制肥工工程等均采用用污泥堆肥技技术，该技术术应用比较成成功的是天津津纪庄子污水水厂，其污泥泥堆肥工艺流流程如下：1.4污泥制制复合微生物物肥复合微生物肥料料是一种很有有应用前景的的无污染生物物肥料。污泥泥经过烘干、粉粉碎后加入氮氮、磷、钾等等植物生长所所需营养元素素和菌粉，然然后进行混合合造粒，再经经低温干燥冷冷却后，加入入复合肥，进进一步提高污污泥中有机废废料的含量。此此类肥料在我我国主要依赖赖进口，试验验和生产也刚刚刚起步。张张国占等[117]利用城城市污水厂污污泥进行了复复合有机肥中中试及产品的的田间试验,结果表明污污泥复合肥可可增加农作物物产量且不会会引起重金属属超标。对污污泥制肥中的的污泥干燥及及相关政策问问题进行了探探讨。此外，还还进行了污泥泥制造有机肥肥技术应用实实践，并对实实验产品进行行了田间实验验，取得了良良好效果。郑郑玉琪等[118]进行了了智能化高效效低耗堆肥及及其复合肥生生产成套技术术研究，并取取得了一定成成果，经过研研究,率先开发出出堆肥氧气实实时、在线自自动化监测系系统。该系统统由气体采集集、氧气传感感器变送器、输输送线路、采采集储存4部分组成。系系统可靠性检检验结果证明明:测量结果精精确、稳定,反应灵敏,重复性好。董董克虞等[119]年对污污泥生产有机机肥的配方及及增产效果进进行了实验研研究，结果表表明污泥施肥肥可使作物大大幅增产，其其中A种配方（发发酵污泥53.3%，氯化钾7.5%，磷酸二氨39.2%）尤为显著著，已应用于于工程实践，并并取得了很好好经济效益。邹邹波[20]]以石油化工工污水处理过过程中产生的的污泥为样，通通过对污泥成成份、肥效的的分析及对活活性污泥制肥肥工艺的简介介，阐明了剩剩余污泥制肥肥技术的可行行性和广阔前前景。张学洪洪等[21]]进行了城市市污水污泥有有机复合肥水水稻施肥试验验，结果表明明：该有机复复合肥对水稻稻的增产效果果显著，肥效效与N、P、K三元复合肥肥相当。陈同同斌等[222]通过过盆栽和大田田试验,初步探讨了了污泥复合肥肥种植小麦的的肥效及其对对小麦重金属属吸收的影响响。试验结果果表明：污泥泥复合肥对小小麦的增产效效果和土壤的的培肥效果明明显优于化肥肥,等同于市售售复合肥。它它能促进植株株生长发育,提高小麦产产量,对土壤速效效养分的积累累有明显的促促进作用。采采用污泥制复复合微生物肥肥方法，主要要试生产运行行的有淄博市市污水处理公公司，其生物物肥生产线工工艺流程如下下：该项微生物肥料料生产工艺主主要是以脱水水污泥为基质质，制成固氮氮菌、解钾细细菌、解磷细细菌三者互不不产生拮抗作作用的微生物物肥料。生产产采用微机控控制系统进行行中心控制，配配料工段设有有配料仓7组，综合各各厂家优点，为为了除尘，还还设置了除尘尘器，配料采采用电脑自动动配料，程序序预设。肥料料产量为3.2t//h。生产出的的肥料中，三三种菌的活菌菌数为2500万个/g，经过实验验与大田应用用，肥效高于于进口生物肥肥，每吨可获获利200元左右。2污泥资源化化存在问题及及展望重金属是限制污污泥大规模土土地利用的最最重要因素。重重金属不像有有机物可以通通过降解除去去，其溶解度度一般很小，在在污泥中性质质较稳定，较较难去除。这这些重金属随随污泥进入土土壤，长时间间积累就可能能对环境造成成一定的危害害。因此，应应尽可能减少少其在污泥中中的含量。目目前，主要通通过化学和生生物学两种方方法来降低污污泥中的重金金属含量，生生物学方法相相对投资费用用低，易于操操作，具有较较为乐观的应应用前景。污污泥的资源化化利用和环境境风险受到气气候条件、土土壤性质、植植物种类、污污泥性状和用用量以及研究究对象等多因因子的影响，是是一个多元系系统中的复杂杂问题，因此此污泥使用时时应考虑污泥泥的数量和质质量、土地条条件及环境监监测等。我国国缺乏一套较较为完善的污污泥土地利用用技术规范，尤尤其对污泥及及施污泥土壤壤中有机污染染物的研究较较少。这种现现状不利于污污泥土地利用用的规范化管管理和土壤生生态环境的保保护。由于我国长期以以来农业追求求高产，大量量使用化肥，已已造成土壤沙沙化、板结，肥肥力下降，尤尤其在我区干干旱地区，土土壤中有机质质含量较低。污污泥中富含有有机质和多种种植物所需的的养分，可以以弥补长期使使用无机化肥肥给土壤带来来的缺陷。使使用污泥对土土壤的物理、化化学及生物学学性状有一定定的改良作用用。污泥中的的有机质可明明显改善土壤壤的结构特性性，使土壤孔孔隙增多，土土壤的通气透透水性和田间间持水量提高高[23,224]，从而而促进植物生生长和产量的的提高。实践践证明污泥的的农田利用是是污泥的最佳佳出路。目前前污泥资源化化还存在下面面一些问题：：1）污泥仅浓缩缩处理，体积积仍较大，运运输不便。2）泥的性质不不稳定，给制制造质量稳定定的产品带来来困难。3）于污泥中富富集了城市污污水中的有毒毒、有害物质质，尤其是重重金属的富集集，严重阻碍碍了污泥的资资源化应用。4）污泥制肥生生产工艺，制制造过程复杂杂，成本较高高,难去除臭味味。污泥资源化还需需注意两点，一一是产品的市市场性，二是是加工过程中中是否会产生生二次污染。由由于工艺复杂杂、成本昂贵贵，使污泥的的资源化利用用目前较难实实施，但从环环保长远的观观点来看，会会有广阔的前前景。因此，如如何将污泥资资源化利用过过程简单化、实实用化、商品品化，是一个个亟待解决的的课题。3结束语随着工业和城市市的发展，污污水处理率的的提高，城市市污泥产量必必然越来越大大。污泥是一一种很有利用用价值的潜在在资源，为了了充分利用这这种资源，减减少环境公害害，世界上许许多国家都在在大力发展污污泥处置和利利用的各种技技术。相对于于发达国家来来讲，我国污污泥处理利用用技术还比较较落后，同时时考虑到我国国是一个农业业大国。因此此，将经过稳稳定化、无害害化处理后的的污泥进行土土地循环利用用，应该是我我国污泥资源源化利用较有有前景的一种种途径。鉴于于污泥土地利利用所涉及的的研究与利用用等方面的种种种问题，要要想达到安全全有效的目标标，需要政府府有计划地组组织环境保护护部门同农业业部门开展污污泥土地利用用方面的科学学研究，以经经济、安全、合合理、有效、有有益的原则利利用污泥，以以发挥其巨大大的经济效益益、社会效益益和生态效益益。参考文献:[1]田宁宁宁,王凯军.污水处理厂厂污泥处置及及利用途径研研究[J].环境保护,20000,(2)::18~200.[2]薛文源源.城市污水污污泥处理与处处置的途径[J].中国给水排排水,19922,8(1)):41~446.[3]周立祥祥,胡霭堂,戈乃玢.城市污泥土土地利用研究究[J].生态学报,19999,19（2）:185~~193.[4]DavvisRD.TheeimpaactoffEUaandUKKenviironmeentalpresssuresonthhefuttureoofsluudgettreatmmentaanddiisposaal[J],,WaterrEnviironMManagee.19966,10(22):65~~69.[5]TesssierA，CampbbellPPGG.BiiasonM.Seqquentiialexxtracttionpproceddurefforthhespeeciatiionfoorparrticullatettracemetall[J],,Anallyticaalcheemistrry,19979,511(7):8844-8550.[6]

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