我國(guó)城市剩余污泥的處置途徑

1. 城市剩余污泥的特征

剩余污泥是指污水處理過程中所產(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。

1.1 污泥中的有機(jī)物

城市剩余污泥中有機(jī)物含量約為55%～60%，其中N、P以有機(jī)態(tài)存在,可以緩慢釋放而且肥效具有長(zhǎng)效性。污泥中易降解的有機(jī)物:水溶物，半纖維素，粗蛋白質(zhì)。難降解的有機(jī)物：粗脂肪，纖維素，木質(zhì)素。

1.2 污泥中的無機(jī)物

污泥中除了含有大量氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素外,還富含多種微量元素如Ca、Mg、Zn、Fe、B、Mo等。同時(shí)城市污泥中含有種類繁多的重金屬如Cu、Cd、Ni、Cr、Hg等。在污水處理過程中,70%～90%的重金屬元素通過吸附式沉淀而轉(zhuǎn)移到剩余污泥中，而這些重金屬的毒性限制了污泥的農(nóng)業(yè)使用。

2. 我國(guó)污泥處置方法

目前我國(guó)污泥的處置方法主要有填埋、海洋處理、焚燒等，但這些都不能滿足環(huán)保、可持續(xù)的要求。

2.1 填埋處理

污泥的填埋是目前國(guó)內(nèi)最為廣泛的處理方式。我國(guó)進(jìn)行污泥處置的填埋場(chǎng)多為生活垃圾填埋場(chǎng)，污泥本身含水率過高，以及疏松的質(zhì)地，易造成填埋場(chǎng)滲濾液產(chǎn)量增大，填埋土層的不穩(wěn)定，填埋層塌陷的幾率增大。我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠所產(chǎn)生的污泥，經(jīng)過機(jī)械脫水后，大部分污泥的含水率僅能達(dá)到80%左右，無法滿足污泥填埋標(biāo)準(zhǔn)的要求。隨著我國(guó)土地資源日益緊張，開辟新的填埋場(chǎng)地難度較大，填埋處理已經(jīng)不是污泥的最好出路。

2.2 海洋處理

海洋處置污泥簡(jiǎn)單可行，但是該方法對(duì)污泥沒有進(jìn)行任何預(yù)處理，僅僅利用海洋對(duì)污染物的收納吸收功能。此種處理方式容易引起海洋污染，對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)和人類食物鏈造成威脅，隱患極大，世界各國(guó)正逐步取消此種處理方法，以免今后對(duì)海洋環(huán)境造成更大危害。

2.3 污泥焚燒

污泥焚燒可最大限度實(shí)現(xiàn)污泥減量化處理，相對(duì)于填埋、海洋處理來說，前期投資較大，后期運(yùn)行管理要求較高，但是焚燒可以最為迅速以及徹底的進(jìn)行污泥減量化，并且處理后的殘余較少，便于后續(xù)處理。但是焚燒的缺點(diǎn)也顯而易見，可能存在尾氣污染，產(chǎn)生有毒氣體，并不是環(huán)保的處理方法。

3. 污泥資源化處置

除了傳統(tǒng)處理方法之外，污泥應(yīng)用于其他行業(yè)的研究也逐漸增多，例如用于制備蛋白滅火劑，建筑用磚等，這些研究為污泥實(shí)現(xiàn)資源化、減量化指明了方向，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保可持續(xù)的思想。

3.1 制備污泥蛋白

剩余污泥含有較多的蛋白質(zhì)，經(jīng)酸、堿水解后可制備水解蛋白質(zhì)(肽類)。水解蛋白質(zhì)具有發(fā)泡特性，經(jīng)攪拌、通風(fēng)處理后可產(chǎn)生大量泡沫(具有滅火特性)，如添加穩(wěn)定劑、防腐劑、抗凍劑等即可制成蛋白質(zhì)泡沫滅火劑。此滅火劑與傳統(tǒng)的化學(xué)泡沫滅火劑、干粉滅火劑、 動(dòng)植物蛋白質(zhì)水解液滅火劑的滅火效果相當(dāng)，并具有制備費(fèi)用低、使用時(shí)無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。所以開發(fā)剩余污泥的減量化、無害化、資源化的技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3.2 制備建筑用磚

污泥含有大量無機(jī)質(zhì),在處理后也可以作為建材的原料。污泥制磚的方法有兩種，一種是用干化污泥直接制磚;另一種是用污泥焚燒灰制磚。用干化污泥直接制磚時(shí)，應(yīng)對(duì)污泥的成分作適當(dāng)調(diào)整，使其成分與制磚粘土的化學(xué)成分相當(dāng)。制磚粘土要求的化學(xué)成分為SiO2:56.8%～88.7%;Al2O3:4.0%～20.6%;Fe2O3:2.0%～6.6%;CaO:.3%～13.1%;MgO:0.1%～0.6%;其他0～6.0%。用污泥焚燒灰制磚，焚燒灰的化學(xué)成分與制磚粘土的化學(xué)成分是比較接近的。制坯時(shí)加入適量的的粘土與硅砂。最適宜的配料比約為焚燒灰∶粘土∶硅砂=100∶50∶(15～20)。由于增加了污泥焚燒工序，使成本增高，操作管理難度增加,因此常用干化后的污泥制磚。

3.3 制備PHA

聚羥基脂肪酸脂(PHA)是一些細(xì)菌在不平衡生長(zhǎng)條件下(如氮或磷缺乏時(shí))合成的胞內(nèi)能源和碳源貯藏物質(zhì)，可以利用純種或混合微生物合成。PHA具有許多優(yōu)良特性，如完全生物降解性、生物相容性和壓電性，從而成為傳統(tǒng)不可降解塑料的理想替代品。利用剩余活性污泥，使用土著PHA合成菌回注法生產(chǎn)PHA，再使用生物淋濾法去除污泥中重金屬和降低污泥致病性，使污泥適合農(nóng)田施放，從而實(shí)現(xiàn)了剩余活性污泥的完全資源化利用，避免了二次污染，具有廣闊的發(fā)展前景。

3.4 制造活性炭

萬洪云利用在活性污泥法處理廢水過程中產(chǎn)生的好氧污泥和厭氧污泥制造活性炭的過程，選擇出最佳的制作條件, 并進(jìn)一步測(cè)試了產(chǎn)品的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用剩余活性污泥制造活性炭這一方法是可行的，并且在最佳條件下制成的活性炭的吸附性能比較令人滿意。

此外，也有文獻(xiàn)研究了污泥用于污泥燃燒發(fā)電以及制造水泥等用途，這些方法都很好的實(shí)現(xiàn)污泥的資源化、減量化。

4. 結(jié)語

污泥的處理處置已成為環(huán)境綜合治理工作中的新難點(diǎn)、新挑戰(zhàn)。污泥產(chǎn)量在未來的幾年中還將有大量增長(zhǎng)，但是目前國(guó)內(nèi)污泥處理處置水平很低，污泥經(jīng)過常規(guī)的濃縮脫水后，主要是棄置，難以達(dá)到污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化的要求，并帶來環(huán)境的二次污染和污水處理正常運(yùn)行的困難。因此，如何進(jìn)行環(huán)保的處理污泥，實(shí)現(xiàn)污泥資源化、減量化成為新課題，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新任務(wù)。文中列出一些污泥資源化的研究，為實(shí)現(xiàn)污泥資源化、減量化提供新方向。