水專項(xiàng)從控源減排出發(fā)，以有效控制主要污染源和污染負(fù)荷為重點(diǎn)，分階段開展關(guān)鍵技術(shù)研究和工程示范，在城市水污染控制技術(shù)方面取得重大突破，形成了由城市污水深度處理與再生利用、污泥處理處置與資源化、鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)污染控制、城市面源與徑流污染控制等方面關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)成的城鎮(zhèn)水污染控制綜合集成技術(shù)。本篇為城鎮(zhèn)污染控制關(guān)鍵技術(shù)之一。

近年來，在國(guó)家節(jié)能減排和積極的財(cái)政政策作用下，城鎮(zhèn)污水處理得到迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)水環(huán)境治理取得顯著成效，但伴隨而來的是城鎮(zhèn)污水處理過程產(chǎn)生的大量污泥還未普遍得到有效處理處置。截至 2012 年年底，污水處理廠的污泥量已突破 3 000 萬 t/a（含水率80%計(jì)），預(yù)計(jì)到 2020 年污泥產(chǎn)量將突破 6 000 萬 t/a。這些污泥易對(duì)地下水、土壤等造成二次污染，成為環(huán)境安全和公眾健康的威脅，影響國(guó)家節(jié)能減排戰(zhàn)略實(shí)施的積極效果。因此，作為我國(guó)城鎮(zhèn)減排的重要內(nèi)容，必須對(duì)污泥處理處置采取有效措施，切實(shí)推進(jìn)技術(shù)和工程措施的落實(shí)，滿足我國(guó)節(jié)能減排戰(zhàn)略實(shí)施的總體要求。

盡管我國(guó)采用了一些針對(duì)污泥處理處置各個(gè)環(huán)節(jié)的單項(xiàng)工藝，但由于這些工藝中的眾多核心問題至今仍未得到徹底解決，因而造成處理效果低、處理成本高且導(dǎo)致二次污染等問題。更為關(guān)鍵的是，至今為止尚未形成適合我國(guó)國(guó)情及地域特色的污泥處理處置技術(shù)路線，使污泥處理處置仍處于生搬硬套的狀態(tài)。因此，應(yīng)對(duì)我國(guó)

污泥處理處置問題，必須突破目前的兩個(gè)瓶頸問題：①形成明確的污泥處理處置及資源化技術(shù)路線；②突破污泥處理處置的單項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

2、成套技術(shù)組成

 

(1)總體技術(shù)思路

隨著環(huán)境科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，污泥已不再僅僅被當(dāng)作廢物處理，而是應(yīng)從物質(zhì)與能量循環(huán)的角度來平衡對(duì)待。現(xiàn)今污水處理廠的污泥處理處置應(yīng)強(qiáng)化全過程管理，推行“安全環(huán)保、循環(huán)利用、節(jié)能降耗、因地制宜、穩(wěn)妥可靠”的污泥處理處置基本原則，形成“處置決定處理、處理滿足處置、處置適當(dāng)多樣、處理適當(dāng)集約”的污泥處理處置技術(shù)路線，構(gòu)建技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、環(huán)境影響分析、碳排放分析并重的污泥處理處置技術(shù)方案的綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)，界定污泥處理處置及資源化單元技術(shù)的應(yīng)用原則和最佳適用條件，準(zhǔn)確掌握各種污泥處理處置及資源化單元技術(shù)的工藝、設(shè)備、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、二次污染控制以及投資、運(yùn)行成本等。

(2)技術(shù)路線

污泥處理處置的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化，通過減量化、穩(wěn)定化、無害化可以避免污泥的二次污染，通過資源化可以回收和利用污泥中的能源和資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥中富含的有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)利用。發(fā)達(dá)城市應(yīng)以資源化利用為主要目標(biāo)，不發(fā)達(dá)城市和地區(qū)可以考慮以穩(wěn)定化、無害化為處理處置近期目標(biāo)，同時(shí)考慮未來污泥資源化利用的可能性。污泥處理處置從技術(shù)和操作層面上分為兩個(gè)階段：第一階段是在污水處理廠廠區(qū)內(nèi)采用集中方式對(duì)生污泥進(jìn)行減量化、穩(wěn)定化處理，其目的是降低處理后的污泥外運(yùn)可能造成的二次污染風(fēng)險(xiǎn)；第二階段是對(duì)處理后的污泥進(jìn)行合理的安全處置，使污泥能達(dá)到無害化和資源化的目的。

污泥處置及資源化技術(shù)路線：在綜合考慮污泥泥質(zhì)特征、地理位置、環(huán)境條件和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平等因素的基礎(chǔ)上，因地制宜地確定污泥處置及資源化的方式。鼓勵(lì)符合標(biāo)準(zhǔn)的污泥進(jìn)行土地利用，有條件的地區(qū)應(yīng)積極推廣污泥建筑材料綜合利用；不具備土地利用和建筑材料綜合利用條件的污泥，可采用焚燒與填埋等其他方式處置。

污泥處理技術(shù)路線：在污泥濃縮、調(diào)理和脫水等實(shí)現(xiàn)污泥減量化的常規(guī)處理工藝基礎(chǔ)上，按照“處置決定處理、處理滿足處置”的基本要求，根據(jù)污泥的泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，選擇適宜的污泥處理技術(shù)路線。污泥泥質(zhì)滿足土地利用時(shí)，鼓勵(lì)采用厭氧消化或高溫好氧發(fā)酵（堆肥）等方式處理污泥；以填埋為處置方式時(shí)，可采用高溫好氧發(fā)酵、石灰穩(wěn)定等方式處理污泥，也可添加粉煤灰和陳化垃圾對(duì)污泥進(jìn)行改性；以建筑材料綜合利用為處置方式時(shí)，可采用污泥熱干化、污泥焚燒等處理方式。

在確定最終的污泥處理處置方案時(shí)，應(yīng)對(duì)所選方案進(jìn)行環(huán)境影響、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面的綜合分析。對(duì)于較大規(guī)模的污泥處理處置設(shè)施，還應(yīng)對(duì)處理處置方案進(jìn)行碳排放綜合評(píng)價(jià)，盡量實(shí)現(xiàn)污泥的低碳處理處置。具體應(yīng)針對(duì)不同性質(zhì)類別的污泥選擇處理技術(shù)路線，可參考如下典型的污泥處理處置技術(shù)方案執(zhí)行。

厭氧消化后進(jìn)行土地利用：厭氧消化→脫水→自然干化（或好氧發(fā)酵）→土地利用（用于改良土壤、園林綠化、限制性農(nóng)用）；脫水→厭氧消化→脫水→自然干化（或好氧發(fā)酵）→土地利用（用于改良土壤、園林綠化、限制性農(nóng)用）；厭氧消化（或脫水后厭氧消化）→罐車運(yùn)輸→直接注入土壤（用于改良土壤、限制性農(nóng)用）。對(duì)于城鎮(zhèn)生活污水為主產(chǎn)生的污泥，該類方案能實(shí)現(xiàn)污泥中有機(jī)質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)元素的高效利用和能量的有效回收，不需要大量物料及土地資源消耗。厭氧消化后的污泥泥質(zhì)能夠達(dá)到限制性農(nóng)用、園林綠化或土壤改良的標(biāo)準(zhǔn)，可優(yōu)先考慮采用。

好氧發(fā)酵后進(jìn)行土地利用：脫水→高溫好氧發(fā)酵→土地利用（用于土壤改良、園林綠化、限制性農(nóng)用）；脫水→高溫好氧發(fā)酵→園林綠化等分散施用。對(duì)于城鎮(zhèn)生活污水為主產(chǎn)生的污泥，該類方案能實(shí)現(xiàn)污泥中有機(jī)質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)元素的高效利用。好氧發(fā)酵后的污泥泥質(zhì)能夠達(dá)到限制性農(nóng)用、園林綠化或土壤改良的標(biāo)準(zhǔn)，是較好的選擇。

工業(yè)窯爐協(xié)同焚燒：脫水或深度脫水→在水泥窯、熱電廠或垃圾焚燒爐協(xié)同焚燒；脫水→石灰穩(wěn)定→在水泥窯協(xié)同焚燒利用。利用工業(yè)窯爐協(xié)同焚燒污泥其本質(zhì)仍屬于焚燒，但利用現(xiàn)有窯爐可降低建設(shè)投資，縮短建設(shè)周期。當(dāng)污泥中的有毒有害物質(zhì)含量很高且有可供利用的工業(yè)窯爐的情況下，可優(yōu)先將工業(yè)窯爐協(xié)同焚燒作為污泥的階段性處理處置方案。如污泥中有毒有害物質(zhì)并在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)不可能降低時(shí)，應(yīng)規(guī)劃獨(dú)立的干化焚燒系統(tǒng)作為永久性處置方案。

機(jī)械熱干化后進(jìn)行焚燒：脫水或深度脫水→熱干化→焚燒→灰渣建材利用；脫水或深度脫水→熱干化→焚燒→灰渣填埋。干化焚燒減量化和穩(wěn)定化程度較高，占地面積較小。

當(dāng)污泥中的有毒有害物質(zhì)含量很高且短期不可能降低時(shí)，該方案可作為污泥處理處置可行的選擇。

石灰穩(wěn)定后進(jìn)行填埋：脫水→石灰穩(wěn)定→堆置→填埋；脫水→石灰穩(wěn)定→填埋。石灰穩(wěn)定可實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化和無害化。用石灰穩(wěn)定后的污泥可實(shí)現(xiàn)消毒穩(wěn)定并提高污泥的含固率，處理后的污泥進(jìn)行填埋可阻止污染物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境，但需要大量的石灰物料消耗和土地資源的消耗，且不能實(shí)現(xiàn)資源的回收利用。當(dāng)污泥中有毒有害污染物質(zhì)含量較高、污水處理廠內(nèi)建設(shè)用地緊張，而當(dāng)?shù)赜钟锌晒┨盥竦膱?chǎng)地時(shí)，該方案可作為階段性、應(yīng)急或備用的處置方案。

脫水污泥直接填埋（過渡階段方案）：深度脫水→填埋；脫水→添加粉煤灰或陳化垃圾對(duì)污泥進(jìn)行改性處理→填埋。該方案占用土地量大，且導(dǎo)致大量碳排放。當(dāng)污泥中有毒有害污染物質(zhì)含量較高、污水處理廠內(nèi)建設(shè)用地緊張，而當(dāng)?shù)赜钟锌晒┨盥竦膱?chǎng)地時(shí)，該方案可作為階段性、應(yīng)急或備用的過渡階段處置方案。

3、關(guān)鍵技術(shù)及其適用性

 

表1為城市污水處理廠污泥處理處置及資源化關(guān)鍵技術(shù)清單。

表1 城市污水處理廠污泥處理處置及資源化關(guān)鍵技術(shù)清單