隨著城市人口的不斷集聚和污水處理量的不斷提高，近年來我國正不斷加大對城鎮(zhèn)污水處理設施建設的投資力度，但隨著污水收集處理率的不斷攀升，污泥處理設施建設相對滯后，污泥的儲存、處理處置及資源化利用已成為一個重要的環(huán)境和社會問題。近年來污泥不規(guī)范處置造成環(huán)境污染的事件頻頻出現(xiàn)。

由于暫存污泥通常污泥體量大、污染物復雜，不規(guī)范的傾倒填埋將會對大氣、土壤乃至地下水造成污染，危害環(huán)境安全及公眾健康，因此對暫存污泥的處理處置已成為環(huán)境保護工作的重要內(nèi)容。

存量污泥治理難點

1、污泥性質(zhì)差異大，技術(shù)選擇困難

由于存量污泥填埋管理不規(guī)范，填埋周期長，涉及不同時、不同來源的污泥，導致污泥性質(zhì)十分復雜。此外，污泥出廠時已投加較多絮凝劑，污泥性質(zhì)差別大，藥劑用量和效果差別明顯，導致污泥處理技術(shù)選擇困難。同時污泥坑污泥經(jīng)過長期厭氧發(fā)酵，具有腐蝕性大、污泥滲透率低、流變性強、有效處理深度淺、沉降變形大等特點，導致后續(xù)處理處置工藝難度加大。

2、存量污泥安全性差

污泥的長期非正規(guī)存儲會導致在庫區(qū)形成“沼澤地帶”，污泥由于含水率高、強度低，基本不具有承載力，設備或人員誤入庫區(qū)后極易引發(fā)安全事故。此外，污泥長期處于厭氧狀態(tài)，微生物發(fā)酵產(chǎn)生甲烷氣，如果臭氣甲烷氣不及時處理或者突發(fā)事件，極易產(chǎn)生甲烷氣爆炸或者膨脹導致污泥庫發(fā)生噴涌等問題。

3、污泥脫水廢液處理困難

污泥脫水廢液主要是污泥深度脫水后的污水，主要有以下特點：

1）大分子有機物含量高，COD濃度高，且波動范圍大，可生化性較差；

2）污泥脫水廢液氨氮濃度高，處理難度大；

3）污泥脫水前期、后期水量波動范圍大，水質(zhì)變化大。

目前，針對污泥脫水污水還沒有形成規(guī)范化的工藝，且污水處理可生化性大、排放標準高、處理費用高。

存量污泥處理處置技術(shù)

由于存量污泥通常體量大、環(huán)境敏感性高、污染復雜，針對存量污泥的處理處置需要采用高效、二次污染可控的技術(shù)，從而保證污泥處理的時效性及安全性。

1、污泥異位深度脫水—填埋

異位深度脫水即對存量污泥進行開挖，挖出污泥采用機械脫水工藝進行處理，按照相關標準、規(guī)范要求進行衛(wèi)生填埋。

常用過濾機方式為板框壓濾機、帶式壓濾機及土工管袋等。板框壓濾在高壓下（0.29~0.69 MPa）使污泥脫水，得到含水率較低的污泥餅，工作時，依靠壓力使濾板固定，濾板外面有濾布，壓緊時就形成了連續(xù)相鄰的泥室，泥水進入泥室后，在高壓力的作用下，液體部分稱為濾液被擠出濾布流走，固體物質(zhì)由于顆粒較大被濾布擋住，存在泥室里面，從而達到脫水目的。帶式壓濾機是連續(xù)運轉(zhuǎn)的固液分離設備，是將化學調(diào)節(jié)好的污泥放在兩條濾帶間，污泥經(jīng)絮凝、重力脫水、低壓脫水和高壓脫水后，形成含水率較低的泥餅，泥餅隨濾布運行到卸料輥葉落下。

圖1板框壓濾機結(jié)構(gòu)示意圖

圖2帶式壓濾機示意圖

該技術(shù)在傳統(tǒng)簡單填埋利用自然環(huán)境消納的同時，通過工程手段和環(huán)保措施，使得污泥得到安全的消納并逐步達到充分穩(wěn)定無害。衛(wèi)生填埋對前期的污泥處理技術(shù)要求較低、處理容量大、見效快，但是對存量暫存污泥開挖過程易造成二次污染，污泥機械脫水設備投資大，填埋處置需要大面積的場地。

2、污泥原位深度脫水—填埋

污泥原位深度脫水填埋是指不對污泥進行開挖，采用原位真空預壓工藝對污泥進行深度脫水，并按相關規(guī)定進行封場填埋。真空預壓是在需要加固的軟粘土地基、淤泥、污泥中設置豎向排水體，在土體表面鋪設密閉層，其上覆蓋密封膜與大氣隔絕，用真空泵進行抽氣抽水，從而達到加固地基或淤泥/污泥減容的目的。近年來，真空預壓技術(shù)被廣泛運用于處理軟土、超軟土地基，處理后土體強度提高、含水量明顯降低。原位真空預壓工藝過程包括污泥調(diào)質(zhì)、排水系統(tǒng)建設、密封系統(tǒng)建設和真空預壓實施等。由于原位污泥深度脫水技術(shù)難度大，需對污泥進行調(diào)理，包括物理、化學和生物調(diào)理，不同泥質(zhì)其調(diào)理藥劑的選擇也不盡相同，通常需要通過試驗確定。排水系統(tǒng)主要由水平及垂直排水結(jié)構(gòu)組成，主要起到排水和傳遞真空度的雙重作用。

這一技術(shù)的特點是原位處理，脫水過程不需要開挖污泥庫區(qū)，不易造成臭氣的二次污染問題；此外，原位深度脫水技術(shù)還具有整體工程規(guī)模小，投資成本低，實施周期短等優(yōu)點。但是，原位深度脫水填埋技術(shù)由于壓力載荷較低，且通常不同深度污泥性質(zhì)不均勻，因此通常需要采取污泥調(diào)理、工藝增壓等改進措施，對施工技術(shù)要求較高。

圖3污泥原位真空預壓脫水施工

3、污泥異位深度脫水—再利用

異位深度脫水即對暫存污泥進行開挖，挖出污泥采用機械脫水等深度脫水工藝進行處理，使達到相關的再利用標準后再利用，目前污泥再利用途徑主要有土地利用及建材利用。

1）土地利用

土地利用能使污泥中的有機物重新進入自然環(huán)境。污泥中含有豐富的有機營養(yǎng)成分和植物所需的各種微量元素(如Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等)，可用于園林綠化、森林土地施用、農(nóng)田施肥、墾荒地和貧瘠地的修復及改良等。在改良土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤肥力，促進作物的生長的同時，污泥農(nóng)用實現(xiàn)了污泥的減量化、穩(wěn)定化和資源化利用的目的。

污泥一方面含有氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)和大量的有機質(zhì)，但是另一方面又含有大量病原菌、寄生蟲（卵）和生物難降解物質(zhì)，特別是含有工業(yè)廢水時，污水中含有較多的重金屬、有機物等有害有毒化學物質(zhì)，這些物質(zhì)隨污泥的土地利用進入到土壤中，可能會對土壤-植物系統(tǒng)、地表水和地下水系統(tǒng)產(chǎn)生影響，造成環(huán)境和人類健康風險，限制了這種處置方式的應用。

因此，為有效指導污泥土地利用在我國的具體實施，我國先后制定了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》（CJ 248-2007）、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良用泥質(zhì)》（CJ/T 291-2008）、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農(nóng)用泥質(zhì)》（CJ/T 309-2009）、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置林地用泥質(zhì)》（CJ/T 362-2011）等標準，采取土地利用途徑處置的污泥必須滿足上述標準要求。

2）建材利用

污泥建筑材料利用是指將污泥作為制作建筑材料部分原料的處置方式，主要利用方式有水泥摻合料、制磚、制纖維板、制輕質(zhì)骨料等。

污泥制磚有與粘土拌合制磚和污泥粘土灰制地磚兩種方式。對于禁用粘土制磚的地區(qū)，粘土拌合制磚方式不適用；污泥粘土灰制地磚，由于污泥中有機物、鈣和水分含量較高，燒成品易出現(xiàn)絲狀裂痕影響質(zhì)量，限制了其發(fā)展。

在上述方式中，利用水泥窯爐資源處置城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥，即城鎮(zhèn)污泥水泥窯協(xié)同處置，受到越來越多關注。該方式是污泥在水泥窯中高溫條件下完全燃燒，焚燒產(chǎn)物經(jīng)固化最終進入水泥熟料中，從而達到水泥的安全處置。我國在充分借鑒國外先進經(jīng)驗的基礎上，城鎮(zhèn)污泥水泥窯協(xié)同處置方式也進行了探索實踐，先后建成了若干個污泥水泥窯協(xié)同處置項目，并取得了較好的經(jīng)濟環(huán)境效益。

4、污泥異位脫水干化焚燒

污泥焚燒是指高溫下，污泥中的可燃物與空氣中的氧氣發(fā)生燃燒反應，使有機成分全部氧化分解為穩(wěn)定的無機物，并回收燃燒產(chǎn)生的能量的過程。污泥焚燒主要分為兩類：（1）將脫水污泥直接用于焚燒爐焚燒；（2）將脫水污泥先干化再焚燒。焚燒最大優(yōu)點是可以迅速和較大程度地使污泥的減量化和無害化（通過焚燒，污泥的減容可達到95%左右；焚燒產(chǎn)生的高溫可使有機物全部炭化，殺死病原體），而且在惡劣的天氣條件下不需存儲設備，能夠滿足越來越嚴格的環(huán)境要求和充分地處理不適宜于資源化利用的部分污泥。

污泥焚燒處置工程周期長、基建投資和運行費用高、氣體排放污染、低熱值或高水分污泥需干燥和添加輔助燃料燃燒等。

案例介紹

1、上海老港污泥暫存庫區(qū)處理處置工程

自2011年起，在上海啟動了生活污泥暫存庫應急處理項目，在老港垃圾填埋場建設污泥暫存庫區(qū)，暫時存儲城鎮(zhèn)污水處理廠含水率小于80%的污泥，基本解決中心城部分污泥的出路。截止2015年12月，暫存庫區(qū)填埋單元個數(shù)共122個、庫容量約128萬m3，目前已無庫容量，填埋場空間已用到極限，難以滿足污水廠污泥填埋需求。

隨著環(huán)保要求的不斷提高，為尋求暫存庫污泥的最終處理方式，探索對老港污泥暫存庫區(qū)全面處理處置工程的技術(shù)方案，并積累相關的工作經(jīng)驗，2015年起先后在老港污泥暫存庫區(qū)開展了污泥原位固化、真空預壓減容試驗工程。

為提高老港污泥暫存庫的污泥無害化處理水平，全面達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》（GB/T23485-2009）的相關要求，同時有利于今后的填埋場地利用規(guī)劃，需對現(xiàn)有污泥暫存庫進行整治。

本項目主要對14400m2范圍，最深處約5m的4個污泥暫存庫填埋單元采用真空預壓主體工藝進行脫水減容，使污泥處理后的含水率不大于60%，無側(cè)限抗壓強度≥50kN/m2，抗剪強度≥25 kN/m2，pH值5-10，滿足填埋規(guī)范要求。真空預壓脫水達標后，對沉降后的污泥庫進行封場覆土，封場結(jié)構(gòu)包括排氣層、防滲層設計、排水層設計、植被層設計等。同時對施工過程中的臭氣及污水進行治理，保證老港填埋場周邊臭氣環(huán)境滿足相關要求。

2、沈陽祝家堆存污泥處置項目

2007年5月至2013年5月期間，沈陽市污水處理廠產(chǎn)生的約150萬噸污泥全部堆存在渾南區(qū)祝家污泥臨時堆放場，曾填滿11個大泥坑，占地31.2公頃。為了妥善解決污泥堆存的歷史問題，沈陽市政府在2014年投資建設完成了1000噸/日祝家堆存污泥處理項目。

2017年4月，為加快推進污泥處置進程，沈陽市政府決定由國電環(huán)保公司作為主體實施祝家150萬噸堆存污泥的綜合治理工作，為了確保祝家污泥處置項目的技術(shù)可行及順利進行，前期開展了應急污泥處置工作。應急處置工作按照多渠道方式處置污泥，分別采取了ESP石灰干化、好氧發(fā)酵處置、電廠摻燒三種工藝方式，經(jīng)過1個月試運行及電廠試燒，考慮產(chǎn)物出口、處置價格、處置能力及環(huán)境影響等因素，經(jīng)過國內(nèi)環(huán)保專家論證，最終主要選擇了電廠污泥摻燒方式進行應急處置。

由于泥坑中的污泥十分粘稠，含水量很高。所以通過機械打撈上來之后要先經(jīng)過前端改性過程，通過壓濾機將污泥的含水率降至60%，從粘稠的污泥變成泥餅，再靜止晾曬3天左右后把含水率降低到40%。隨后還要經(jīng)過電廠摻燒或者磚窯摻燒，通過前一種方式，污泥可以變成燃料用來發(fā)電；通過后一種方式，污泥將成為磚胚原料。

總結(jié)

近年來，隨著生態(tài)文明要求的提高及城市存量污泥污染問題的日益暴露，存量污泥的處理處置正逐步受到重視，由于存量污泥體量大、性質(zhì)復雜、脫水困難且臭氣難以控制等特點，給存量污泥的處理處置增加了很大的難度。目前存量污泥處理的主要技術(shù)包括異位深度脫水填埋、原位深度脫水填埋、異位深度脫水再利用以及異位脫水干化焚燒等，總體上異位深度脫水技術(shù)相對成熟，而原位深度脫水由于施工難度大，對施工技術(shù)要求高，隨著施工技術(shù)的逐步積累近兩年也逐漸得到了應用。目前，城市存量污泥處理處置逐漸受到各地政府重視，相關技術(shù)要求也將進一步提高并逐步規(guī)范，因此，開展存量污泥處理處置的集成技術(shù)研發(fā)及工程實踐是十分必要的。

原標題:城市存量污泥處理處置技術(shù)及案例介紹