國(guó)內(nèi)外城市剩余污泥處置與利用現(xiàn)狀
行業(yè)動(dòng)態(tài)
近些年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)的城市排水和污水處理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了很大的進(jìn)步，污水處理廠的數(shù)量從1977年的35座增加到2004年的667座，污水處理能力從過(guò)去的每天處理污水100多萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2004年的每天處理污水近3000萬(wàn)噸。
剩余污泥是指污水處理過(guò)程中所產(chǎn)生的固態(tài)、半固態(tài)及液態(tài)的廢棄物，是污水處理廠的必然產(chǎn)物，含有大量的有機(jī)物、豐富的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物、重金屬以及致病菌和病原菌等；常常伴有惡臭氣體，且數(shù)量巨大，增長(zhǎng)迅速，是亟待解決的城市廢棄物。大量的污水處理廠不斷建成并投入使用，隨之而來(lái)的污泥量越來(lái)越大。一般而言，污泥量占污水量的0.3%～0.5%，占污水處理量的1%～2%；如果屬于深度處理，污泥量會(huì)增加0.5～1倍，污水處理效率的提高必然導(dǎo)致污泥數(shù)量的增加。據(jù)2004年我國(guó)城市污水處理能力的統(tǒng)計(jì)，每天將產(chǎn)生約7000噸的污泥餅。剩余污泥所引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題備受環(huán)境界和相關(guān)政府部門關(guān)注，其處置問(wèn)題已經(jīng)被提到議事日程。2008年， 環(huán)境保護(hù)部組織有關(guān)專家起草了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)政策（試行）》（征求意見稿），提出應(yīng)按照“減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化”原則對(duì)污泥進(jìn)行處理和處置。因此，了解國(guó)內(nèi)外污泥處置與利用現(xiàn)狀，對(duì)尋找合理的污泥處理、處置方式，并充分利用污泥中的資源，使之達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 國(guó)外污泥處置與利用現(xiàn)狀
國(guó)外的城市污泥處置與利用已有100余年的歷史。無(wú)論是進(jìn)行有效利用還是進(jìn)行填埋、焚燒等處置，其目的與其它廢棄物的處理一樣，皆是以減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化為原則的。
西方發(fā)達(dá) 由于工業(yè)化進(jìn)程較早，經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，因此污水處理技術(shù) ，處理程度高。隨著城市人口的增加、市政服務(wù)設(shè)施的不斷完善、污水處理技術(shù)的不斷提高，歐美等發(fā)達(dá) 的污泥量每年以5%～10%的速度增長(zhǎng)。例如，從1972年美國(guó)政府頒布水凈化條例以后，美國(guó)只經(jīng)過(guò)一級(jí)處理的污水流量減少，經(jīng)過(guò)二級(jí)或更 處理的污水流量迅速增加，致使污泥產(chǎn)量增加；1998年全美干污泥產(chǎn)量為6.9×106t，根據(jù)這個(gè)趨勢(shì)，預(yù)計(jì)到2010年將達(dá)到8.2×106t。
為了避免污水處理廠污泥對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染，各國(guó)政府和研究機(jī)構(gòu)對(duì)污泥的處置問(wèn)題十分重視，并根據(jù)各國(guó)的國(guó)情制定出污泥處置的法規(guī)和具體方案。目前，污泥處置與利用的方式主要有填埋、焚燒、土地利用，但由于各國(guó)國(guó)情不同，選擇的方法各有側(cè)重。
農(nóng)用和陸地填埋是大多數(shù) 污泥處置的主要方法。農(nóng)用和陸地填埋方案的選擇很大程度上取決于各國(guó)政府相關(guān)的法律、法規(guī)和污染源控制狀況，同時(shí)也與 的大小和農(nóng)業(yè)發(fā)展情況有關(guān)。近年來(lái)，隨著污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)（特別是合成有機(jī)物和重金屬）的逐漸提高，許多 如德國(guó)、意大利、西班牙等，污泥農(nóng)用的比例不斷降低，而污泥填埋的比例呈增加趨勢(shì)。但也有一些 如美國(guó)、英國(guó)、盧森堡等，污泥農(nóng)用的比例呈增加趨勢(shì)，填埋呈減少趨勢(shì)。
近10年來(lái)， 各國(guó)污泥處理利用涌現(xiàn)出了許多新技術(shù)，例如污泥熱化學(xué)液化處理使之轉(zhuǎn)化為燃料油；低溫?zé)峄瘜W(xué)過(guò)程將污泥轉(zhuǎn)化為燃料；利用污泥制磚、制陶瓷等用作建筑材料；日本、新加坡都在研究污泥焚燒后殘?jiān)?jīng)1300℃的高溫熔鑄成石塊堆砌的處置方法；美國(guó)新澤西州嘗試用污泥壓制成粒，銷售給農(nóng)業(yè)和化肥工業(yè)。
為了更詳細(xì)地了解國(guó)外城市污泥的處置與利用狀況，下面就美國(guó)、日本、英國(guó)、歐盟等情況作進(jìn)一步介紹。以美國(guó)為例，Biocycle雜質(zhì)調(diào)查顯示，2000年美國(guó)大部分污泥被有效利用，21個(gè)州50%以上的污泥被循環(huán)利用，4個(gè)州50%以上的污泥被填埋，5個(gè)州50%以上的污泥被焚燒。調(diào)查的40個(gè)州中，有5個(gè)州沒(méi)有污泥陸地填埋處置，17個(gè)州沒(méi)有污泥焚燒處置。由此表明：美國(guó)污泥的主要處置方法是循環(huán)利用，而污泥填埋的比例正逐漸下降，美國(guó)許多地區(qū)甚至已經(jīng)禁止污泥地方填埋。
日本在污泥處置與利用方面的特點(diǎn)是填埋及土地利用所占的比例小，焚燒所占比例高。這主要是因?yàn)槿毡救丝诿芏容^高、多山地，日本政府十分重視境內(nèi)地表植被保護(hù)，對(duì)城市建設(shè)用地有嚴(yán)格的控制。
英國(guó)對(duì)污泥處置的主要方法是農(nóng)用（約占55%），其次為污泥排海（約占30%）。目前英國(guó)用于填埋所占比例較小，只占污泥處理量的8%。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來(lái)看，將經(jīng)過(guò)厭氧消化、化學(xué)或熱處理、長(zhǎng)時(shí)間堆放等處理后的污泥回用于農(nóng)田，是英國(guó)污泥處置的發(fā)展方向。
歐盟 對(duì)污泥處置的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行綜合分析，考慮到可使用土地面積、處理成本、越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、資源回收政策的普及以及未來(lái)10～20年間污泥性質(zhì)的巨大變化等因素，2005年歐盟各國(guó)采用污泥處置方式的比例為：回收利用占45%，焚燒占38%，填埋占17%。
2 國(guó)內(nèi)污泥處置與利用現(xiàn)狀
我國(guó)自1961年北京高碑店污水處理廠的污泥大多被當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)民施用于土地后，其后的天津紀(jì)莊子污水處理廠的污泥也均用于農(nóng)田。隨著城市污水處理廠和污水污泥產(chǎn)量的逐漸增多，目前我國(guó)已開始將污水處理廠污泥用于土地填埋和城市綠化，并將污泥作為基質(zhì)，制作復(fù)合肥用于農(nóng)業(yè)。由于我國(guó)在污泥管理方面對(duì)污泥所含病原菌、重金屬和有毒有機(jī)物等理化指標(biāo)及臭氣等感官指標(biāo)控制的重視程度還不夠，因此限制了對(duì)污泥的進(jìn)一步處置利用。
我國(guó)污泥農(nóng)用約占13.51%，綜合利用約占5.41%，陸地填埋約占63.06%，露天堆放約占1.80%，外運(yùn)約占14.42%，焚燒約占1.80%。其中，衛(wèi)生填埋仍是污泥處置的主要途徑。經(jīng)濟(jì)發(fā)展快、具有活力的上海，其污水處理廠的污泥處置方法是經(jīng)適當(dāng)濃縮后運(yùn)至市郊或鄰近省份的農(nóng)村作農(nóng)肥。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中的 ，又是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，相對(duì)其它污泥處置方式而言，城市污泥的土地利用和污泥農(nóng)用更符合我國(guó)國(guó)情。但是，我國(guó)既沒(méi)有系統(tǒng)、科學(xué)的管理方法，也沒(méi)有配套的污泥標(biāo)準(zhǔn)體系，故污泥土地利用和農(nóng)用的安全性正在受到質(zhì)疑。
目前，我國(guó)有關(guān)污泥焚燒工藝的研究大多集中在燃燒時(shí)重金屬和一些有毒有害氣體的去除效果方面，而有關(guān)污泥焚燒工藝操作條件對(duì)處理效果的影響以及操作條件的優(yōu)化方面（缺乏確切的數(shù)學(xué)模型）尚未見有系統(tǒng)的研究報(bào)道。浙江大學(xué)熱能所在用異重流化床燃用洗煤泥的基礎(chǔ)上，從1992年起就在國(guó)內(nèi)首先系統(tǒng)開展了污泥流化床焚燒技術(shù)的研究，并已取得很大成功。奉華在2001年 對(duì)北京地區(qū)的城市市政污泥的焚燒處理進(jìn)行了研究。他以高碑店污水廠的污泥為主要研究對(duì)象分析了污泥的成分特點(diǎn)和燃燒特性，并在預(yù)防二次污染方面，通過(guò)分析重金屬元素在污泥中的存在形式及對(duì)污泥焚燒前后重金屬含量的變化進(jìn)行檢測(cè)，研究了重金屬在焚燒過(guò)程中的遷移特性，并提出污泥灰渣處理的建議。
綜上所述，從經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、資源的開發(fā)利用、城市生態(tài)環(huán)境的保護(hù)等方面來(lái)看，城市污泥處置的理想出路應(yīng)該是資源化利用，加強(qiáng)城市污泥資源化利用的研究與實(shí)踐，解決污泥處置中的難題，避免城市生態(tài)環(huán)境污染，節(jié)約處置費(fèi)用，變廢為寶，使之具有良好的生態(tài)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是城市可持續(xù)發(fā)展的必然要求和發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)在這方面也做了一定的努力。南開大學(xué)陳春云等對(duì)干污泥及其改性物對(duì)染料的吸附研究表明，以城市污水處理廠剩余活性污泥為原料，制取干污泥、熱解污泥和改性污泥作為吸附劑，對(duì)直接深棕M和酸性媒介棕RH等染料進(jìn)行了吸附實(shí)驗(yàn)；研究表明：活性污泥經(jīng)過(guò)改性后能夠提高對(duì)所研究的染料的吸附能力。李軍等利用高溫突躍法處理城市污泥，從中可快速制得可燃?xì)怏w，其主要成分是CO，產(chǎn)物氣體可以直接點(diǎn)火燃燒，火焰溫度高達(dá)800℃左右；處理后的污泥達(dá)到了無(wú)害化、無(wú)臭化和能源化。劉蓮香研究了利用污水處理廠污泥生產(chǎn)陶粒的方法，為今后污泥的綜合應(yīng)用開辟了一條新途徑，杜絕了二次污染。
3 污泥處理處置發(fā)展趨勢(shì)
目前，國(guó)內(nèi)外許多研究者正在從事污泥處置與利用技術(shù)的理論和實(shí)際應(yīng)用的工作。為了解決好污泥問(wèn)題， 各國(guó)對(duì)污泥的處置與利用進(jìn)行了較好的規(guī)劃。為了保障污泥處置按照規(guī)劃目標(biāo)穩(wěn)步推進(jìn)，一些 制定了相應(yīng)的管理措施，發(fā)達(dá) 具體措施如下：
（1）在相關(guān)法規(guī)制定中，對(duì)于污泥污染控制設(shè)備和管理方式制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，如歐洲各國(guó)、美國(guó)以及日本等。
（2）建立特殊的污泥管理基金，用于資助那些主動(dòng)收集利用污泥的工廠建設(shè)和設(shè)備更新。
（3）在 污泥管理政策中制定靈活、積極的稅收政策和經(jīng)濟(jì)手段。針對(duì)污泥產(chǎn)生、回收、利用系統(tǒng)中的制造者、收集者、處理者、回收利用者、污泥產(chǎn)品的購(gòu)買者，采用不同的稅收方式和經(jīng)濟(jì)政策以建立一個(gè)有利的市場(chǎng)和環(huán)境。
（4） 和各級(jí)地方政府，都有制定相應(yīng)的污泥管理計(jì)劃的責(zé)任和義務(wù)。 統(tǒng)籌規(guī)劃，各級(jí)地方政府主要關(guān)注當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況。
（5）加強(qiáng)在公眾中間的宣傳教育，以獲得人們的理解和支持，有助于污泥產(chǎn)品的推廣和使用，并使得公眾自覺(jué)地加入到污泥治理的行列中來(lái)。
污泥的處置方式主要有：土地利用、填埋、焚燒、污泥農(nóng)用以及綜合利用等，各個(gè) 根據(jù)自身國(guó)情采用相應(yīng)的處置方式。污泥海洋投棄處置已經(jīng)被禁止，目前污泥綠地、土地利用和污泥填埋仍是大多數(shù) 處置污泥的主要方式；少數(shù) 如日本由于人口眾多，土地資源緊張，焚燒方式占有主要地位。由于認(rèn)識(shí)到污泥填埋并不能避免環(huán)境污染，而只是延緩環(huán)境污染，利用填埋方式處置污泥有逐漸減少的趨勢(shì)。如美國(guó)在許多地區(qū)已經(jīng)開始禁止污泥土地填埋。
土地利用和污泥農(nóng)用是城市污水污泥處置中的一種經(jīng)濟(jì)有效的出路，歐洲各國(guó)的污水污泥土地投放率在10%～80%，平均為45%。國(guó)內(nèi)也對(duì)污水污泥的土地利用和污泥農(nóng)用也進(jìn)行了初步的研究和嘗試。一般的污泥處理法如堆肥、好氧和厭氧消化只能降解部分有機(jī)污染物，殺死有害病原體，并不能去除污泥中的重金屬污染物，所以在污水污泥的農(nóng)業(yè)利用中必須關(guān)注重金屬污染，以防止其形成二次污染。許多研究表明，施用污泥可不同程度地增加土壤和植物可食部分重金屬含量，且與污泥施用量呈一定的線性關(guān)系，進(jìn)而通過(guò)食物鏈危害人和生物健康。因此，凡是進(jìn)行污泥土地利用和污泥農(nóng)用的 莫不對(duì)重金屬可能造成的危害極為關(guān)注。
4 結(jié)語(yǔ)
城市污泥中既含有有用物質(zhì)又包含有害成分，不能將其隨意堆放，必須進(jìn)行妥善的處理和處置，避免產(chǎn)生二次污染。其處理和處置技術(shù)應(yīng)滿足廢棄物的無(wú)害化、減量化、穩(wěn)定化和回收利用原則。將城市污水污泥作為一種資源加以充分利用是較好的處理處置方法。
城市污泥的處置途徑包括土地利用、衛(wèi)生填埋、污泥農(nóng)用、焚燒處理和水體消納等方法，這些方法都能夠容納大量的城市污泥，但因各國(guó)國(guó)情不同，選擇的方法各有側(cè)重。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，其廣闊的土地資源是發(fā)展污泥土地利用的天然優(yōu)勢(shì)。在安全、可靠、避免二次污染的前提下將污泥農(nóng)用和土地利用，既消除城市污染，又能促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。因此，在充分考慮安全性的前提下可優(yōu)先將污泥土地利用和污泥農(nóng)用，這樣既合理利用了污泥，又促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，使污泥資源化。
