發(fā)布時(shí)間：2010年03月21 摘要：目前,，污泥的處置方法主要有填埋、焚燒和農(nóng)用,，前兩者由于場(chǎng)地限制,、費(fèi)用昂貴等原因在應(yīng)用上受到限制。污泥中富含N,、P,、K及有機(jī)質(zhì)，是天然的有機(jī)肥料,。因此,，污泥的處置與農(nóng)用資源化相結(jié)合將成為最好的選擇。我國(guó)污泥農(nóng)用資源化的方法主要有：自然風(fēng)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復(fù)合微生物肥，前兩種方法由于不能有效去除污泥中的有害物質(zhì),，而在應(yīng)用上受到限制,，后兩種方法通過眾多學(xué)者田間試驗(yàn)，表明是一種很有前景的污泥資源化處置方法,，但重金屬離子易在土壤和植物體內(nèi)積累是限制污泥大規(guī)模土地利用的最重要因素。本文結(jié)合實(shí)例闡述了我國(guó)污泥農(nóng)用資源化處置現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì),。
關(guān)鍵詞：污泥 資源化 處置
     當(dāng)前,，隨著人們對(duì)環(huán)境污染控制認(rèn)識(shí)的加深，污水處理廠在各主要城市相繼建成并投入運(yùn)行,，與此同時(shí)污水處理廠又產(chǎn)生大量的殘?jiān)次勰?，目前世界上生產(chǎn)污泥已達(dá)1億噸/年（干污泥），我國(guó)已達(dá)900萬(wàn)噸/年（合干污泥300~350萬(wàn)噸/年）[1],。國(guó)內(nèi)外污泥處理處置的方法很多,，一般采用濃縮、消化,、脫水,、干化等工藝處理后有效利用（主要為農(nóng)用）、填埋及焚燒等方法處置,，或用其中某幾種方法組合處置[2],。污泥的最終出路不外是資源化利用或以某種形式回到環(huán)境中去，隨著海洋投棄被禁止,，污泥棄置的比例正逐漸減小,，同時(shí)土地填埋也受到越來越嚴(yán)格的限制[3],。歐盟、美國(guó)及日本近年及預(yù)測(cè)的污泥主要處置方法見表1[4~7],，在今后數(shù)年里美國(guó)的大部分填埋場(chǎng)將關(guān)閉,，歐盟也將規(guī)定填埋必須和焚燒相結(jié)合，只有焚燒灰才可以被填埋,。人們認(rèn)識(shí)到污泥處理的優(yōu)先順序是減容,、利用、廢棄,，污泥減量化,、穩(wěn)定化、無(wú)害化處理后作為資源回用已經(jīng)成為主流,。
     污水處理廠的污泥處理,、處置系統(tǒng)的裝備,發(fā)達(dá)國(guó)家在20世紀(jì)60年代就已達(dá)到先進(jìn)的成套化水平，如污泥消化系統(tǒng)設(shè)備,、污泥濃縮脫水設(shè)備,、污泥干燥焚化設(shè)備、沼氣綜合利用設(shè)備,、污泥高溫堆肥系統(tǒng)裝備以及污泥固化工業(yè)利用技術(shù)與設(shè)備,，80年代末又啟用濕式氧化技術(shù)處置污泥[8]。我國(guó)城市污水處理廠污泥處理起步較晚,，80年代中期建設(shè)城市大型污水廠,，污泥處理也采用中溫厭氧消化，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)也引進(jìn)了設(shè)備,，尤其是在借助國(guó)外貸款建設(shè)項(xiàng)目中,，污泥處理系統(tǒng)裝備幾乎全部需要進(jìn)口。近年來,，我國(guó)城市污水廠的污泥處理技術(shù)和某些單項(xiàng)專用設(shè)備有較大發(fā)展,，積累了中溫厭氧消化的經(jīng)驗(yàn)，而在污泥處置的最終出路方面尚屬實(shí)驗(yàn)研究階段,。
1 我國(guó)污泥農(nóng)用資源化處置方法
1.1 污泥自然風(fēng)干
     污泥自然風(fēng)干指脫水污泥厭氧消化后,，經(jīng)濃縮、脫水,，然后置于干化場(chǎng)自然風(fēng)干后直接用于農(nóng)田,。此生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，除一臺(tái)鏟車外無(wú)需其它設(shè)備,，該方法一般用于經(jīng)過中溫厭氧消化后的脫水污泥,，此工藝由于無(wú)法有效控制其中有毒、有害物質(zhì)及重金屬含量,，并且干污泥顆粒較大,，農(nóng)用耕作很不方便,，因此，在應(yīng)用上受到很大限制,，對(duì)于城市污水中工業(yè)廢水所占比重較小的處理廠,，可采用此工藝。喬顯亮等[9]采用盆栽實(shí)驗(yàn)研究了污泥土地利用過程中重金屬對(duì)水稻的影響,，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)施用污泥后增加了水稻莖葉和籽粒中重金屬的含量,，水稻體內(nèi)重金屬的吸收沒有明顯變化。鄭紀(jì)慈等[10]用盆栽實(shí)驗(yàn)研究了城市污泥直接肥用對(duì)水稻生長(zhǎng)及其產(chǎn)量的影響,，并測(cè)定了污泥中重金屬在稻米和土壤中的殘留量,。結(jié)果表明：污泥做水稻基肥使用有明顯增產(chǎn)作用和一定改土效果，但污泥中重金屬大部分殘留在土壤中,，少部分被作物帶走,，而在水稻中的殘留量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。張學(xué)洪等 [11]以桂林污水廠為例,，對(duì)污泥農(nóng)用的重金屬安全性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,，研究表明：污泥施肥肥效顯著，稻谷和稻徑中的重金屬含量無(wú)明顯差異,，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),。目前此方法已無(wú)法滿足大部分污水處理廠的污泥處理要求。
1.2 污泥直接干燥和造粒
     污泥直接干燥工藝指消化后的污泥經(jīng)濃縮,、脫水后,，直接（或添加外加劑）由污泥烘干機(jī)進(jìn)行干燥成為產(chǎn)品或直接造成肥，采用該工藝處理后的污泥臭味較小,、農(nóng)用方便,，在干燥過程中殺死了污泥中大部分有毒有害物質(zhì)，從而降低了污泥中有害物質(zhì)對(duì)農(nóng)田利用的影響,，產(chǎn)品便于運(yùn)輸，投資,、運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低,，但經(jīng)該方法處理的污泥，肥份較低,，在使用過程中秸稈作物容易發(fā)生倒伏,。覃廣海等[12]年開發(fā)出了污水廠污泥快速干化焚燒及制肥新工藝，并在深圳龍崗區(qū)平湖污水廠進(jìn)行了工程應(yīng)用,，取得了很好效果,。大連水質(zhì)凈化一廠采用此方法，處理污水能力為8萬(wàn)m3/d,，該項(xiàng)目投資為65萬(wàn)元,，每小時(shí)產(chǎn)300kg含水20%的干污泥,，耗煤量300kg/h，干燥后的顆粒狀有機(jī)肥在蔬菜和果木土地上使用效果較好,。
     污泥造粒工藝指污泥在干燥后,，又進(jìn)行破碎造粒處理。通過干燥造粒工藝,，并向污泥中添加必要的氮,、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)成分,，將污泥加工成復(fù)合有機(jī)肥,，大大提高了污泥的肥效和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，是污泥處置的有效途徑和發(fā)展方向,。采用該方法生產(chǎn)的污泥肥中,，所添加的營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)入土壤后可以迅速釋放，而城市污泥中所含的大量有機(jī)質(zhì),，具有改良土壤,、培肥地力、抗旱和供肥平穩(wěn)等特點(diǎn),，肥效比普通化肥時(shí)間長(zhǎng),，而且對(duì)化肥中氮素具有一定的固定作用，使化肥帶入的氮素緩慢釋放,，提高其養(yǎng)份利用效率,。
    秦皇島東部污水處理廠采用該方法，處理污水能力為4萬(wàn)m3/d,，雖有消化系統(tǒng)但未使用,，將脫水污泥和粉煤灰摻合烘干，再添加外加劑造粒制肥,，工藝流程如下：
     此工藝設(shè)計(jì)日產(chǎn)肥50噸所需設(shè)備及資金：設(shè)備總計(jì)57萬(wàn),。轉(zhuǎn)桶烘干機(jī)20萬(wàn)元，破碎攪拌系統(tǒng)1.8萬(wàn)元,，圓盤造粒機(jī)20萬(wàn)元,，二次烘干機(jī)10萬(wàn)元，皮帶機(jī)0.6萬(wàn)元,，篩分包裝機(jī)2.5萬(wàn)元,，除塵系統(tǒng)2.0萬(wàn)元。實(shí)際每小時(shí)可生產(chǎn)700kg肥料,，目前生產(chǎn)的有機(jī)復(fù)合肥試運(yùn)行階段每噸可獲利50元左右,，應(yīng)用效果較好。
1.3 污泥堆肥發(fā)酵
     堆肥是利用污泥中好氧微生物進(jìn)行好氧發(fā)酵的過程。污泥與調(diào)理劑（如鋸沫,、桔桿,、樹葉、糞便等）及膨脹劑（如木屑,、桔桿短節(jié),、花生殼等），在一定條件下（如pH,、C/N,、通氣、水分,、溫度）進(jìn)行好氧堆漚,，借助于微生物群落，在潮濕環(huán)境中對(duì)多種有機(jī)物進(jìn)行氧化分解,，使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為類腐殖質(zhì),。污泥經(jīng)堆肥處理后，病源菌,、寄生蟲卵,、雜草種子幾乎全部被殺死，揮發(fā)性成分減少且臭味降低,，重金屬有效態(tài)的含量也會(huì)降低,，速效養(yǎng)分含量有所增加，成為一種比較干凈而性質(zhì)比較穩(wěn)定的物質(zhì),。污泥堆肥過程是個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程,，它受到耗氧率、碳氮比,、溫度,、pH值、揮發(fā)固體含量,、空隙率等諸因素的影響,，所涉及的學(xué)科相當(dāng)復(fù)雜。魏源送等[13]采用5種調(diào)理劑（木片,、麥殼,、玉米芯、稻殼和回流堆肥）進(jìn)行了中試規(guī)模的污泥堆肥實(shí)驗(yàn)研究,，對(duì)含水率、有機(jī)質(zhì),、總氮,、BOD5和比耗氧速率（SOUR）等參數(shù)的變化進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。研究結(jié)果表明：BOD5和SOUR指標(biāo)適用于評(píng)價(jià)采用不同調(diào)理劑的堆肥污泥穩(wěn)定度,。田寧寧等 [14]利用自行研制的生產(chǎn)性規(guī)模的好氧動(dòng)態(tài)堆肥裝置進(jìn)行了污泥穩(wěn)定化和無(wú)害化處理的應(yīng)用研究,，探討了影響好氧堆肥的主要因素溫度,、含水率、供氧量和通風(fēng)方式之間的關(guān)系,，確定了污泥動(dòng)態(tài)發(fā)酵的最佳參數(shù),。李秀艷等[15]年以上海市竹園第一污水預(yù)處理廠污泥為例，進(jìn)行了污泥好氧發(fā)酵堆肥技術(shù),，并對(duì)其主要影響因素進(jìn)行了測(cè)定,，取得了一定成果。李艷霞等 [16]試驗(yàn)研究了不同配比的填充料和通氣狀況對(duì)污泥堆肥起始升溫的影響,。結(jié)果表明：填充料含量高的配比升溫速度明顯比填充料含量低的配比快,；高填充料配比的堆體(填充料占堆料的1/2～1/3)在起始升溫階段可以不進(jìn)行氧氣的供給；低填充料的配比和加入回流堆肥的配比(填充料占堆料的1/4～1/9),由于堆體的孔隙少,則必須進(jìn)行通氣量的調(diào)節(jié),。
     脫水污泥經(jīng)堆肥自然風(fēng)干后直接用于農(nóng)田,，也可進(jìn)一步加工造粒，制成成品,。唐山西郊污水廠污泥制肥示范工程,，天津石化制肥工程等均采用污泥堆肥技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用比較成功的是天津紀(jì)莊子污水廠,，其污泥堆肥工藝流程如下：
1.4 污泥制復(fù)合微生物肥
     復(fù)合微生物肥料是一種很有應(yīng)用前景的無(wú)污染生物肥料,。污泥經(jīng)過烘干、粉碎后加入氮,、磷,、鉀等植物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)元素和菌粉，然后進(jìn)行混合造粒,，再經(jīng)低溫干燥冷卻后,，加入復(fù)合肥，進(jìn)一步提高污泥中有機(jī)廢料的含量,。此類肥料在我國(guó)主要依賴進(jìn)口,，試驗(yàn)和生產(chǎn)也剛剛起步。張國(guó)占等[17]利用城市污水廠污泥進(jìn)行了復(fù)合有機(jī)肥中試及產(chǎn)品的田間試驗(yàn),結(jié)果表明污泥復(fù)合肥可增加農(nóng)作物產(chǎn)量且不會(huì)引起重金屬超標(biāo),。對(duì)污泥制肥中的污泥干燥及相關(guān)政策問題進(jìn)行了探討,。此外，還進(jìn)行了污泥制造有機(jī)肥技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐,，并對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品進(jìn)行了田間實(shí)驗(yàn),，取得了良好效果。鄭玉琪等[18]進(jìn)行了智能化高效低耗堆肥及其復(fù)合肥生產(chǎn)成套技術(shù)研究,，并取得了一定成果,，經(jīng)過研究,率先開發(fā)出堆肥氧氣實(shí)時(shí)、在線自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由氣體采集,、氧氣傳感器 變送器,、輸送線路、采集儲(chǔ)存4部分組成,。系統(tǒng)可靠性檢驗(yàn)結(jié)果證明:測(cè)量結(jié)果精確,、穩(wěn)定,反應(yīng)靈敏,重復(fù)性好。董克虞等[19]年對(duì)污泥生產(chǎn)有機(jī)肥的配方及增產(chǎn)效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,，結(jié)果表明污泥施肥可使作物大幅增產(chǎn),，其中A種配方（發(fā)酵污泥53.3%，氯化鉀7.5%,，磷酸二氨39.2%）尤為顯著,，已應(yīng)用于工程實(shí)踐，并取得了很好經(jīng)濟(jì)效益,。鄒波[20]以石油化工污水處理過程中產(chǎn)生的污泥為樣,，通過對(duì)污泥成份、肥效的分析及對(duì)活性污泥制肥工藝的簡(jiǎn)介,，闡明了剩余污泥制肥技術(shù)的可行性和廣闊前景,。張學(xué)洪等[21]進(jìn)行了城市污水污泥有機(jī)復(fù)合肥水稻施肥試驗(yàn)，結(jié)果表明：該有機(jī)復(fù)合肥對(duì)水稻的增產(chǎn)效果顯著,，肥效與N,、P、K三元復(fù)合肥相當(dāng),。陳同斌等 [22] 通過盆栽和大田試驗(yàn),初步探討了污泥復(fù)合肥種植小麥的肥效及其對(duì)小麥重金屬吸收的影響,。試驗(yàn)結(jié)果表明：污泥復(fù)合肥對(duì)小麥的增產(chǎn)效果和土壤的培肥效果明顯優(yōu)于化肥,等同于市售復(fù)合肥。它能促進(jìn)植株生長(zhǎng)發(fā)育,提高小麥產(chǎn)量,對(duì)土壤速效養(yǎng)分的積累有明顯的促進(jìn)作用,。采用污泥制復(fù)合微生物肥方法,，主要試生產(chǎn)運(yùn)行的有淄博市污水處理公司，其生物肥生產(chǎn)線工藝流程如下：
     該項(xiàng)微生物肥料生產(chǎn)工藝主要是以脫水污泥為基質(zhì),，制成固氮菌,、解鉀細(xì)菌、解磷細(xì)菌三者互不產(chǎn)生拮抗作用的微生物肥料,。生產(chǎn)采用微機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行中心控制,，配料工段設(shè)有配料倉(cāng)7組，綜合各廠家優(yōu)點(diǎn),，為了除塵,，還設(shè)置了除塵器，配料采用電腦自動(dòng)配料,，程序預(yù)設(shè),。肥料產(chǎn)量為3.2t/h,。生產(chǎn)出的肥料中，三種菌的活菌數(shù)為2500萬(wàn)個(gè)/g,，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)與大田應(yīng)用，肥效高于進(jìn)口生物肥,，每噸可獲利200元左右,。
2 污泥資源化存在問題及展望
     重金屬是限制污泥大規(guī)模土地利用的最重要因素。重金屬不像有機(jī)物可以通過降解除去,，其溶解度一般很小,，在污泥中性質(zhì)較穩(wěn)定，較難去除,。這些重金屬隨污泥進(jìn)入土壤,，長(zhǎng)時(shí)間積累就可能對(duì)環(huán)境造成一定的危害。因此,，應(yīng)盡可能減少其在污泥中的含量,。目前，主要通過化學(xué)和生物學(xué)兩種方法來降低污泥中的重金屬含量,，生物學(xué)方法相對(duì)投資費(fèi)用低,，易于操作，具有較為樂觀的應(yīng)用前景,。污泥的資源化利用和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受到氣候條件,、土壤性質(zhì)、植物種類,、污泥性狀和用量以及研究對(duì)象等多因子的影響,，是一個(gè)多元系統(tǒng)中的復(fù)雜問題，因此污泥使用時(shí)應(yīng)考慮污泥的數(shù)量和質(zhì)量,、土地條件及環(huán)境監(jiān)測(cè)等,。我國(guó)缺乏一套較為完善的污泥土地利用技術(shù)規(guī)范，尤其對(duì)污泥及施污泥土壤中有機(jī)污染物的研究較少,。這種現(xiàn)狀不利于污泥土地利用的規(guī)范化管理和土壤生態(tài)環(huán)境的保護(hù),。
     由于我國(guó)長(zhǎng)期以來農(nóng)業(yè)追求高產(chǎn)，大量使用化肥,，已造成土壤沙化,、板結(jié)，肥力下降,，尤其在我區(qū)干旱地區(qū),，土壤中有機(jī)質(zhì)含量較低。污泥中富含有機(jī)質(zhì)和多種植物所需的養(yǎng)分,，可以彌補(bǔ)長(zhǎng)期使用無(wú)機(jī)化肥給土壤帶來的缺陷,。使用污泥對(duì)土壤的物理,、化學(xué)及生物學(xué)性狀有一定的改良作用。污泥中的有機(jī)質(zhì)可明顯改善土壤的結(jié)構(gòu)特性,，使土壤孔隙增多,，土壤的通氣透水性和田間持水量提高[23,24]，從而促進(jìn)植物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的提高,。實(shí)踐證明污泥的農(nóng)田利用是污泥的最佳出路,。目前污泥資源化還存在下面一些問題：
1）污泥僅濃縮處理，體積仍較大,，運(yùn)輸不便,。
2）泥的性質(zhì)不穩(wěn)定，給制造質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品帶來困難,。
3）于污泥中富集了城市污水中的有毒,、有害物質(zhì)，尤其是重金屬的富集,，嚴(yán)重阻礙了污泥的資源化應(yīng)用,。
4）污泥制肥生產(chǎn)工藝，制造過程復(fù)雜,，成本較高,難去除臭味,。
污泥資源化還需注意兩點(diǎn)，一是產(chǎn)品的市場(chǎng)性,，二是加工過程中是否會(huì)產(chǎn)生二次污染,。由于工藝復(fù)雜、成本昂貴,，使污泥的資源化利用目前較難實(shí)施,，但從環(huán)保長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來看，會(huì)有廣闊的前景,。因此,，如何將污泥資源化利用過程簡(jiǎn)單化、實(shí)用化,、商品化,，是一個(gè)亟待解決的課題。
3 結(jié)束語(yǔ)
     隨著工業(yè)和城市的發(fā)展,，污水處理率的提高,，城市污泥產(chǎn)量必然越來越大。污泥是一種很有利用價(jià)值的潛在資源,，為了充分利用這種資源,，減少環(huán)境公害，世界上許多國(guó)家都在大力發(fā)展污泥處置和利用的各種技術(shù),。相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家來講,，我國(guó)污泥處理利用技術(shù)還比較落后,，同時(shí)考慮到我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)。因此,，將經(jīng)過穩(wěn)定化,、無(wú)害化處理后的污泥進(jìn)行土地循環(huán)利用，應(yīng)該是我國(guó)污泥資源化利用較有前景的一種途徑,。鑒于污泥土地利用所涉及的研究與利用等方面的種種問題,，要想達(dá)到安全有效的目標(biāo)，需要政府有計(jì)劃地組織環(huán)境保護(hù)部門同農(nóng)業(yè)部門開展污泥土地利用方面的科學(xué)研究,，以經(jīng)濟(jì)、安全,、合理,、有效、有益的原則利用污泥,，以發(fā)揮其巨大的經(jīng)濟(jì)效益,、社會(huì)效益和生態(tài)效益。
     如果您有問題需要咨詢,，請(qǐng)隨時(shí)與我公司聯(lián)系,，我們將竭誠(chéng)問您提供最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
手機(jī)：13937155129 電話：0371-67793637 傳真：0371-67793255