关键词：城市污水;污泥处置;资源化
近年来，我国的污水处理取得了巨大进展，但污水处理过程中产生了大量污泥，污泥中的有毒有害物质如果处理处置不当，不但造成污水处理成本的增加，而且极有可能造成环境的二次污染。目前，我国最主要的污泥处置方式是卫生填埋和焚烧。由于技术不成熟、操作不规范、监管体系不健全等因素，导致污泥处置不仅消耗了大量的土地资源，污泥中的有用物质未能有效利用，而且造成了其他污染问题。污泥去向问题已成为污水处理厂运行中的一大难题，如何使污泥处置和保护环境达到良好的平衡，是当前面临的重大课题。
1 城市污水处理厂污泥特点
城市污水处理厂污泥来源于初沉池产生的初沉污泥、二沉池产生的剩余污泥和腐殖污泥、深度处理的化学污泥等，以二沉池污泥为主。市政污泥一般占处理水量的0.3%-0.5%（以含水率为97%计）。污泥由细菌菌体、有机残片、胶体、无机颗粒等组成，其主要成分是有机物，并含有氮、磷等营养物质，易腐化发臭，含水率高且不易脱水，呈胶状结构。
由于污泥中含有大量的细菌、病原微生物等有毒有害物质且含水率高，污泥处置前需要达到减量、减容、稳定、无害的处理。城市污水处理厂污泥出厂前通常采用的污泥处理工艺有：污泥浓缩、脱水、消化、干化、堆肥等。
2工艺原理
污水处理厂的剩余污泥经脱水处理后污泥含水率在80%左右，含水率较高，高含水率给污泥后续处理、运输及处置均带来很大困难。为解决污泥高含水率的问题，采用板框压滤机，将药剂调理后的污泥经过板框压榨脱水，使污泥含水率≤70%。板框压滤机的工作原理是板与框相间排列而成，在滤板的两侧覆有滤布，用压紧装置把板与框压紧，在板与框之间构成压滤室。在板与框的上端中间相同部位开有小孔，压紧后成为一条通道，加压的污泥由该通道进入压滤室，滤板的表面刻有沟槽，下端有供滤液排出的孔道，滤液在压力下通过沟槽和孔道排出压滤机，使污泥脱水。
3污泥的分类及组成
根据不同的特点、来源特性以及处理阶段可分为以下几类：①按来源分类：市政污泥、管网污泥，工业污泥、河海污泥;②按物化特性分类：亲油性污泥、亲水性污泥、有机污泥等;③按处理阶段分类：初沉污泥、腐殖污泥、浓缩污泥、干燥污泥等。污泥的主要成分是有机质、无机质和水分，其中①组成无机质的元素包括氮、磷、钾、碳、氢、钠、钙、锰、铁、锌、铜、镁、硼等，其中氮、磷和钾三种元素在污泥的资源化利用方面有着关键的作用，而镍、铬、铅、铜、镉、汞等为重金属污染物;②有机物质，污泥中有多种含碳元素长链分子构成的有机物质，同时蛋白质、脂肪也在污泥有机物范围内，这些物质会对土壤的物理化学性质有着重要影响。
4 污泥常用的处置方式
4.1 焚烧
污泥焚烧是近年来较为常用的污泥处理处置技术，主要分为直接焚烧和干化焚烧。直接焚烧能源消耗量大，且能量不能得到有效利用;干化焚烧可降低污泥中的水分，提高污泥的可燃性，灰渣能得到有效利用，投资及运行费用较低，因此污泥焚烧前通常将干化作为前处理工艺。污泥焚烧能够彻底消灭病菌，将有机物碳化，减少废物排放，但也存在投资费用高，造成空气二次污染，不能有效回收能源等问题，因此选择高效的污泥焚烧工艺尤为重要。污泥焚烧过程中须严格控制焚烧炉运行工况、焚烧温度，并配合使用除尘工艺。
4.2 土地利用
市政污泥中含有大量植物生长所需的营养素，可作为园林绿化的基料或肥料，盐碱地、沙化地等的土壤改良材料，农田肥料等。由于污泥中含有寄生虫卵、病原微生物等有害物质，污泥土地利用前必须先进行无害化处理，如热干化、堆肥等，其中污泥堆肥应用较为广泛。污泥堆肥主要是通过嗜温、嗜热菌的作用，分解污泥中的有机质，杀灭各种寄生虫卵、病院微生物等，提高污泥的肥分。污泥堆肥时需添加堆熟的污泥、稻草、木屑等作为膨胀剂;也可与城市垃圾混合堆肥，以城市垃圾作为膨松剂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆污泥堆肥产品进行土地利用，可改良土壤结构，增加土壤肥力，且养分易被植物吸收，但由于污泥中氮、磷等物质含量较高且含有一定的重金属元素，污泥进行土地利用时，须严格控制污泥质量及肥料投加量。
4.3 建材利用
污泥除含有有机物外，还含有与建材黏土原料组分相近的无机物，因此，可将干化污泥或污泥焚烧灰渣制成污泥砖、陶粒、水泥等建筑材料。
污泥砖制作：分污泥干化后直接制砖和污泥焚烧灰制砖两种途径。由于污泥中SiO2含量偏低，制砖时应添加适量的黏土或硅砂等，对污泥成分进行适当调整以达到制砖黏土的成分比例。
陶粒制作：可直接以脱水污泥或以污泥焚烧灰为原料，添加少量辅料，烧结成污泥陶粒。污泥陶粒密度小、强度高、隔热保温且烧胀系数高，可取代砂石配置的轻骨料混凝土使用。
水泥、混凝土制作：①污泥焚烧后，其灰渣化学成分与水泥相近，加入适量的石灰，可烧制成灰渣水泥;②污泥焚烧灰渣具有一定的火山灰活性，可替代部分水泥和细沙，作为混凝土细骨料或水泥混合料。
污泥建材利用不仅可以节省污泥处置占用的土地空间，污泥中的有用成分也可得到有效利用，在污泥的资源化利用途径中具有明显优势，但在烧制过程中须控制重金属、二噁英等的挥发及污泥臭气的产生。
44 卫生填埋
污泥填埋分单独填埋和与城市垃圾混合填埋两种。一般作卫生填埋处置的污泥含水率需控制在60%以下，以保证填埋体的稳定和压实度。污泥填埋前可添加石灰、粉煤灰等作为稳定剂来调节含水率，加速固化。污泥填埋应配备完善的防渗、渗滤液导排、填埋气体导排及覆盖层系统，以防止对地下水及周围环境造成污染。目前污泥卫生填埋已是一项相对成熟的污泥处置技术，能有效利用现有场地，处理成本低，填埋技术成熟，但处理容量有限，填埋场卫生条件恶劣，无法利用污泥中的有用成分且存在渗滤液渗漏对地下水造成二次污染的风险。
5 污泥处置方式应用及展望
卫生填埋因弊端明显，其应用将逐渐受到限制，污泥资源化利用将在污泥处置工作中发挥重要作用。对符合利用条件的污泥，尽可能的进行土地利用，但应严格控制污泥的质量，农用污泥的重金属含量须达到相关标准方可施用，污泥土地利用也应严格定量，以减少氮磷等物质淋失、重金属累积造成的污染及危害。不符合土地利用条件的污泥，可进行污泥焚烧处置，一方面回收热能，另一方面焚烧灰渣可用作建材产品的原料。另外，污泥干化后还可直接用于制作烧土制品或生产水泥。从消纳污泥，对有害物质进行固化稳定的角度来说，污泥建材利用是比其他资源化途径更安全、彻底的处置方式，具有广阔的应用前景。
6 结语
现阶段我国资源、能源利用形势日益紧张，环境问题日益突出，污泥处置方式的选择不仅要考虑处置成本，还要考虑对环境的影响及如何变废为宝，污泥资源化及综合利用将成为污泥处置未来发展的主要方向。在城市污水处理工程中，应根据污泥性质、前处理工艺、现有技术等制定切实可行的污泥处置方案，促进环境、资源、经济三者的平衡与可持续发展。
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论文作者:杜红梅 、王诚、 安呈泰
论文发表刊物:《城镇建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/14
标签：污泥论文; 污水处理论文; 堆肥论文; 填埋论文; 城市论文; 土地利用论文; 陶粒论文; 《城镇建设》2020年第2期论文;