1、希望给个好评，谢谢！城市污泥环境岩土处治与应用 摘要：城市污水处理厂剩余污泥的产生、常用的处置方法及存在问题，探讨和分析了对土地利用、污泥制动物饲料、污泥制燃料、污泥制建材、环保利用等资源化途径，寻求污泥资源化的合理利用方式。1.引言进入“十一五”以后，随着我国城市化进程的加快，我国的污水处理产业也得到了快速发展，污水处理能力及处理率增长迅速，随之带来了污泥产量的迅速增加。据统计，2009年年底，全国城镇污水处理量达到280亿立方米，湿污泥产生量突破2000万吨。而随着更多的污水处理厂的投产，估计污泥产量会突破3000万吨。这些污泥中含有大量水分、丰富的有机物及氮、磷、钾等营养元素，还含有重金
2、属及病原菌等有害物质，如果不经合适处置即任意排放，不仅对环境造成污染，同时也是对资源的严重浪费，因此，我们要对这些污泥用合理的方法进行处理。2. 传统污泥处置方式及存在问题污泥处置是指以自然或人工方式使经处理后的污泥或污泥产品能够达到长期稳定并对生态环境无不良影响的最终污泥消纳方式。传统的污泥处置方式主要有填埋、投海（海洋倾倒）、焚烧。下面是各种方法的详细内容和利弊。2.1 卫生填埋方式卫生填埋污泥的卫生填埋始于20世纪60年代，到目前为止己发展成为一项比较成熟的污泥处置技术。许多发达国家都采用土地填埋的方法来处理污泥，且占有很大的比例(约40左右)。在我国，土地填埋也是主要的方法。该法的处理
3、过程非常简单，特别适于质量较差的污泥。污泥填埋分为单独填埋和脱水污泥与城市垃圾混合填埋。填埋并不能最终避免和消除污染，只是减缓了污染产生的时间而己。此外，填埋需要占用大量土地，随着人口的增加，土地资源匾乏，可供填埋的场地己十分有限。因此，近年来，在发达国家污泥填埋处置所占比例越来越小。但是综合考虑各种处置方法的成本、对环境可能产生的影响及目前我国的实际情况，对污泥实行填埋处置可能是未来一段时间内我国处置污泥的主要方法。卫生填埋的优点是投资少、容量大、见效快。但同时，城市污泥卫生填埋也存在许多问题：一方面，填埋的污泥中含有各种有毒有害物质，会通过雨水的侵蚀和渗漏作用污染地表水和地下水；另一方面，
4、污泥中含有大量有机物，在适宜的条件下会发生消化反应产生污泥气(沼气)，一旦污泥气的压力释放不出去，或遇上火种随时都可能发生爆炸，造成人员伤亡和财产损失。因此，建设污泥卫生填埋场如同生活垃圾卫生填埋场一样，地址须选择在底基渗透系数低且地下水位不高的区域，填坑铺设防渗性能好的材料，卫生填埋场还应配设渗滤液收集装置和气体导排设施，并对收集的渗滤液进行处理，以防新污染的产生。2.2 海洋倾倒方式海洋倾倒在一些沿海国家曾采用较多，利用海洋的自净与稀释作用，将污泥或处理后的污泥直接倾倒于海洋中，是一种简便经济的处置方法。但污泥中所含的重金属元素可能会通过食物链进行富集从而对水体、附近人类甚至整个生态系统，
5、造成严重的后果。另外，污泥中氮、磷等营养元素过剩还会导致水体富营养化而出现赤潮。早在1988年美国已立法禁止向海洋倾倒，1988年12月31日欧盟颁布了禁止污泥向海洋倾倒的法律。我国未明确禁止污泥海洋倾倒，但污泥排海工程实际难以满足海水水质标准（GB3097-97）中相关控制标准。2.3 焚烧处理焚烧可以将污泥中的有机质彻底氧化，使有毒物质彻底碳化，极大的缩小污泥的体积，污泥焚烧是污泥处理处置未来最重要的发展方向，亦是最彻底、最大程度减量化、稳定化、无害化、资源化污泥处理处置技术。我国绝大部分污水处理厂出厂污泥未经厌氧消化处理，含较高的有机物和碳氢化合物，有利于污泥焚烧。焚烧含水率小于50%的
6、脱水污泥，无需辅助燃料即可自持燃烧，生产热能或发电，实现节能减排和达到循环经济的目的。目前，污泥循环流化床锅炉焚烧技术成熟、系统可靠，我国污泥循环流化床锅炉设计、制造和技术控制水平接近欧美发达国家技术水平，已有循环流化床锅炉污泥干化焚烧应用实例。3. 污泥资源化途径及分析3.1 污泥制肥生态有机肥是一种很有应用前景的无污染生物肥料，是指城市污泥经过烘干、粉碎后加入氮、磷、钾等植物生长所需营养元素和菌粉，然后进行混合造粒，再经低温干燥冷却后，加入复合肥，提高污泥中有机废料的含量。其肥效对植物和土壤持续生产力提高是综合的。城市污泥制作农用肥料的方法是多样的，主要包括干燥和造粒后施肥、污泥堆肥后制肥
7、，前一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，后一种方法通过众多学者田间试验，表明是一种很有前景的城市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。城市污泥制作生态有机肥的工艺，是根据城市污泥一般含有丰富的有机质和氮、磷，污水处理厂排出的污泥含水率一般为7080，通气性能差，堆置时易黏结成块等特点制定的。生态有机肥的生产工艺流程一般为：污泥预处理一一次好氧发酵一二次厌氧发酵一烘干一与添加料混合一成品。我国是一个农业大国，将城市污泥作为一种肥料资源加以利用，不但减少了污染，还具有良好的经济效益和环境效益。利用市污泥生产复合型、无污
8、染的生态有机肥料，将是生态农业发展和环境治理建设的重要一环，也是唯一彻底解决城市污泥减害化、资源化的办法。但是污泥的制肥处置与利用，要特别注意3个主要问题：(1)污泥中重金属能否造成土壤及作物二次污染；(2)污泥中病原体能否对环境造成影响；(3)氮磷等物质浓度过高能否对地下水造成污染。3.2 污泥制砖污泥作为制造砖的原料在高温焙烧制品时等于使得污泥的无害化，防止二次污染，且制烧结制品过程中污泥含有的一定发热量的有机物质又补充了高温焙烧的热量，同时降低了能源的消耗，既利于发展自身良性循环经济，废弃物处理的资源化和产业化要求，同时也符合禁止毁田挖土制砖，节约耕田资源的原则，既满足了大量建设用烧结制
9、品的需求，又实现了减少环境污染降低资源消耗的可持续发展的国策划和循环经济发展模式。因此，利用城市污水处理厂的排放污泥和其他原料混合来生产烧结建筑材料制品，一则利用并消化了大量的城市污水处理厂的排放污泥，二则污水处理厂的排放污泥中有机质的自身燃烧产生的热量补充高温焙烧烧结制品的热量，既利用了污泥自身的热值，又可以高温分解有毒有害及致癌物质，完全解决了城市污泥的二次污染问题，如加上余热利用则效果更佳。这是目前实现城市污泥无害化、资源化和产业化的最佳途径之一。3.3 污泥制陶粒近年来，我国还开发了直接从脱水污泥制陶粒的烧结术，它是将粉末状物料加热到熔点以上，使一部分物料变成液相，冷却后成为有相当强度
10、的固体。同济大学王中平、徐基斑开展了以苏州河底泥替代普通黏土烧制陶粒的研究，已取得初步成功，经高温焙烧后苏州河底泥中的重金属污染物被固熔于陶粒中，在普通水中浸泡1周无任何析出，不会对环境造成新的污染，焙烧成品经王水浸析后，重金属的溶出量均有大幅下降。污泥制轻质陶粒一般可做路基材料、混凝土骨料或者是花卉覆盖材料使用，也可作为污水处理厂快速滤池的滤料代替常用的硅砂、无烟煤，效果良好。污泥制陶技术应该注意和需改善的主要问题是，当污泥中含有大量的重金属时要注意窑炉的烟气治理与控制以及产品重金属浸出性能的监控。4.未来新技术的展望4.1 蚯蚓处理污泥波兰的 BnrskO 和Zambrow 利用蚯蚓有效地
11、处理废水筛余物和污泥，得到一种无气味、类似腐殖质且含有高营养的蚯蚓肥料。余德等利用蚯蚓净化处理长沙污水厂的消化污泥，效果良好。经过蚯蚓净化处理，污泥中的Cu、Zn、Ni 含量均有明显降低；污泥经处理后转变为无臭、疏松、高效的有机颗粒肥料，但处理污泥后的蚯蚓体内有重金属富集，因此不宜作为饲料以免进入人体食物链。目前，在应用蚯蚓处理城市剩余污泥方面，主要研究的是污泥碳氮比的调整，蚯蚓密度的选择，试验温度的控制，蚯蚓生物反应器指数，蚯蚓可富集的重金属以及污泥增减量效果等方面。在污泥碳氮比的调整上，可以通过蔬菜等有机物的堆肥，利用一定的比例加以调整，从而解决市场里烂菜烂叶的问题。在重金属富集方面，需要
12、对蚯蚓进行前期的训化，找出适应性强、富集能力强的蚯蚓作为试验蚯蚓，这仍需进一步研究。由于蚯蚓具有提供饲料的作用，对它的后期处理可以得到经济效应。具体如何使用处理过剩余污泥的蚯蚓，目前很少有研究成果。但对那些已经经过处理的，重金属含量不高的剩余污泥，用赤子爱胜蚓处理之后，富集微量重金属的蚯蚓，在控制用量的条件下可作为生物饲料使用。处理高重金属含量污泥的蚯蚓用途仍需进一步的探究。蚯蚓处理剩余污泥后的蚓粪同样具有很高的经济价值。它可以作为生物有机肥用在农作物、园林植株里，也可以代替部分能量饲料喂养禽畜。由于蚓粪的团粒结构，孔隙大，可以吸附臭气作为除臭剂使用。随着人们对蚯蚓的不断了解与研究，蚯蚓的生态
13、功能与经济效益日趋明显。它在处理剩余污泥方面，对环境不产生二次污染，流程简单，管理方便，造价低廉，经济效益高等特点，使其逐渐成为一个处理污泥的新技术，并且带动一系列的相关行业，共同促进可持续发展。4.2 无剩余污泥的污水处理技术在努力研究污泥处置以及资源化新技术的同时,我们还应该将清洁生产的理念应用到污水处理、剩余污泥处置中, 开发新型无剩余污泥的污水处理工艺多级活性生化处理是国内新的污水处理工艺 ,虽然也是利用传统的微生物来降解污水中的污染物质,但不产生剩余污泥。它利用一组从空间上分隔的微生物菌群净化水中的污染物质, 这些微生物菌群形成食物链, 模拟自然生态环境, 前段的微生物、自身氧化的微
14、生物及剩余微生物的残体被后段的微生物利用,从而使整个系统不产生剩余污泥。这种处理工艺使整个污水处理系统产生的剩余污泥量极大地减少甚至不产生剩余污泥, 从而实现从源头进行治理的“绿色生产”。4.结语污泥填埋、焚烧、土地利用以及各种资源化利用途径的工艺路线都各有利弊,任何一种方法或技术都不能用来解决所有问题。各地应立足于当地实际情况,因地制宜地选择合适的污泥处置和利用方式,实现对污泥安全、有效的处置,争取做到化害为利,变废为宝。由于受国情和经济状况所限,我国在今后一段时间内仍将是以填埋为主,并逐步发展多元化的污泥处置利用方式。污泥消化制制肥和土地利用(农用为主)相结合的利用方式,将成为国家污泥处理
15、的主要技术路线。鉴于污泥处置与资源化利用所涉及的各方面问题,要想达到减量化、无害化、稳定化和资源化的目标,需要政府组织环保、农业等相关部门加强污泥处置与资源化利用方面的研究,以更好地发挥其巨大的经济、社会和生态效益。参考文献1. 陈 苏，孙丽娜，孙铁珩，晁 雷 城市污泥处理处置技术及资源化利用研究 生态科学 2006 年8 月第 25 卷第 4 期 2. 宗静婷 丁晓倩 城市污水处理厂剩余污泥资源化途径探讨 生态经济 2011年 第7期 总第241期 3. 宋丰产,张向炎3 ,张楠 城市污水处理厂污泥处置与资源化利用途径探讨 安徽农业科学, Jou rnal of Anhui Agri. Sc
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