城市污水处理厂污泥资源化利用途径探讨
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作者: 吴帆 夏文彦
摘 要：随着城市污水处理厂对生物技术的广泛运用，产生的污泥也明显增加，造成了一定程度的二次污染。在这种情况下，城市污水污泥处理问题成为了社会普遍关注的问题。文章针对目前污水处理厂中传统的污泥处理方法的弊端，指出对污泥中含有的有机物加以资源化利用是污泥处理的最佳方式，并对相关污泥资源化利用途径进行探讨。
关键词：污泥；处理；资源化利用；途径
随着城市经济的迅速发展与人们环保意识的不断提高，城市污水处理技术得到了不断的发展。然而，并随污水处理规模的上升副产物污泥量也呈递增趋势。污泥成分复杂，其中包含的病菌、重金属及有机污染物等有害物质给城市生活环境带来了较为严重的二次污染问题。面对着越来越严峻的污泥污染问题，将污泥减量化、无害化、资源化利用，解决当前污泥对城市环境的污染问题已成为当前国内外环境科学与工程界的重要课题。
1 传统的污泥处理方法及弊端
1.1 填埋处理
污泥填埋处理技术是一项成熟的应用广泛的污泥处理方式，是将污泥运到山间、平地等所需区域，并将其铺平压实后覆盖惰性土壤，最后形成完好的土地覆盖层，可种植绿色植物。这一处理技术具有投资少、简单易行、见效快的优势。但这一技术也存在较多的弊端之处，主要表现在：污泥填埋后，容易污染地下水，且需要占用大量土地。随着城市污水处理后污泥量的增加，在我国人口较为稠密的现状下，大面积的选址成为难点，因填埋选址中出现的问题限制了填埋处理技术的广泛运用。另外，相比发达国家，我国污泥处理技术起步较晚，发展较慢，对于城市污泥处理缺乏一定的规划，一些随意混合垃圾填埋的现象较为普遍，这在很大程度上导致了填埋区域周边生态环境的恶化。
1.2 污泥焚烧
污泥焚烧是针对污泥中所含的有机成分的热量特点而进行的污泥处理。污泥焚烧的过程使得有机物碳化、病菌消失，能迅速实现污泥减量的目的，且操作起来也比较简单可行。但污泥焚烧的过程中会产生二氧化硫、盐酸等有害气体，对空气造成污染，破坏了生态环境的平衡。以焚烧为核心的污泥处理方法中的脱水干化焚烧，从目前我国技术水平来看，机械脱水的成本较高，还不具备良好的推广运用条件。从一定程度上来讲，污泥焚烧处理方式的实施还存在较多的限制因素与弊端。
1.3 土地直接利用
由于污泥中含有丰富的氮、磷、钾等有机营养成分，且高于农家肥含量，是改良土壤、增加肥力的好材料，还不需要过多的成本支出，因而被直接广泛运用到农田、菜地、果园、绿化等土地区域。但是，污泥的来源成分较为复杂，一些重金属、病原体、寄生虫等有害物质也会给地表水和地下水造成污染。我国城市污水处理厂在将污泥用于土地利用过程中，缺乏先进的脱水处理技术，最容易导致土壤及水体的污染。
2 城市污水处理厂污泥资源化利用途径
2.1 科学进行污泥土地利用
从上文中了解到污泥中含有丰富的氮、磷、钾等有机营养成分，对于植物生长具有很大的养分帮助。科学进行污泥的土地利用，是对污泥进行特殊处理后作为生态肥料而用于土地中。我国是一个农业大国，应该积极将污泥科学运用到土地中，重点加强污泥在农田、绿化及林地方面的利用。首先在农田利用上，需要先将污泥脱水，并使其与添加物质均匀混合，熟化有机物；在熟化后将污泥与粉煤灰、营养元素等按一定比例制作有机肥。在有机肥投入农业生产过程后，需要保证其杀菌杀虫效果。当前我国已采用污泥无害化技术研发出土壤改良剂和颗粒复合肥等有机肥，给农业生产带来了巨大的作用。其次，在绿化及林地区域，污泥中含有的营养成分也可以补充森林土壤营养，增强其土壤肥力，更好的促进树木的生长。将污泥混合堆肥，可以推动草坪的吸热、保水，提高草的存活率。随着城市绿化理念的深入，污泥堆肥给城市绿化提供了保障，为人们营造出良好的生活环境。
2.2 污泥能源化利用
（1）利用污泥厌氧消化制沼气。污泥厌氧消化制作沼气，是利用无氧环境下生长于污水、污泥中厌氧菌菌群的作用，而使有机物发生变化后分解成其他稳定物质，达到杀菌、无害化的目的。而沼气就是这些有机物在厌氧条件下经过厌氧菌的分解作用而产生的以甲烷为主要成分的可燃性气体。沼气可以为城市居民和工厂生产活动提供能源，据悉，1m3沼气的燃烧发热量相当于1kg煤的燃烧发热量，可见其资源利用的良好前景。与此同时，污泥厌氧消化也能同废水处理结合在一起，构成完整的污水处理系统，实现有机物无害化处理的目的。当前，污泥厌氧消化制沼气的处理方式，以成为最广泛的污泥处理工艺。（2）利用污泥低温热解制油。污泥低温热解制油是目前一种新型的热能利用技术，主要是指污泥在无氧或缺氧的条件下加热到一定温度，并经过干馏、热分解等作用将污泥中的有机物转化为碳氢化合物，最后使污泥转化为可以与油或炭等发生作用的可燃性产物。在污泥热解技术上，我国已开展了大量的研究，研究发现污泥低温热解制油具有成本低廉的优势，也具有较好的应用前景。近年来，国内又开发出了微波热解技术，这一技术更加方便快捷，且生成的液态油中所含脂肪类物质较高。（3）利用污泥制合成燃料。城市污泥中含有70%-80%的有机物，且脱水后的污泥具有发热量高的特点，因而将其制成合成燃料具有科学性与可行性。研究表明，将35%的消化污泥与50%的煤和15%的添加剂合成燃料，其热效率远大于煤的热效率。与此同时，污泥还具有较强的黏性，将活性污泥与无烟粉煤混合加工，能在燃烧利用的过程中减少煤污染，还能提高煤的反应性，减少残渣。
2.3 污泥建材利用
（1）利用污泥制生态水泥。城市污泥中含有与水泥原料相同的硅、钙、铝等化学物质，在一定程度上而言，可以代替水泥生产的原料。生态水泥的制成，能大大降低二氧化碳的排放量，是对污泥资源化利用的有效途径。目前，日本利用污泥生产生态水泥，已获得了显著的成绩，我国也在不断进行着研究与试验。生态水泥的制作工艺大致与传统水泥生产工艺相当，都需要适量的垃圾灰、脱水污泥、石灰石、黏土及石膏等。但是，唯一不同的是，生态水泥的凝结时间较短，需要添入适量的缓凝剂。（2）利用污泥制生化纤维板。城市污泥中含有的粗蛋白与球蛋白，具有溶解于水级烯酸、稀碱溶液的特性。而利用这一特性，可以将物质制作成生化纤维板。即在碱性条件下，加热污泥，使其干燥压实，并发生蛋白质的变性作用；然后利用变形作用制成污泥树脂，并与脱脂处理的废纤维压制成板材，形成品质优秀的生化纤维板。随着技术的科学技术的不断进步，用污泥制生化纤维板将成为必然的发展趋势。
2.4 其他污泥的资源化利用途径
除了以上对于污泥的土地利用、能源利用以及建材方面的利用外，还可将污泥利用于环保材料的制定。例如，将污泥制成环保砖，在污泥烧炭过程中加入石灰、苏打灰等并置于1400℃高温熔化，待成型冷却后制成高强度玻璃。另外，还可将污泥制塑料与粘结剂等，都在很大程度上减少了环境污染，提高了污泥而二次使用率。
3 结束语
随着污泥处理技术的发展，我国城市污泥资源化利用取得了一定的成绩。然而，与发达国家相比，我国还处于较为落后的阶段。为了促进城市污泥的资源化利用，构建资源节约型、环境友好型社会，各城市都应该在遵循城市污泥的特性基础上结合城市发展的实际，实现对污泥的有效利用，使之发挥出巨大的环境保护效益。
参考文献
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作者简介：吴帆（1982，8-），女，籍贯：湖北武汉，现职称：工程师，学历：硕士，研究方向：环境工程。
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