污泥处理与综合利用
【摘要】在城市化发展进程中, 污水处理附属物污泥产量很大, 使其无害化并进行有效利用是世界各国共同重视的一个问题。本文综合国内外污泥处理现状，合理分析，认为实现污泥的资源化并对其综合利用是大势所趋。
【关键词】污泥处理 综合利用
一、前言
城市化发展是社会进步的表现，是现代化建设的表征。但是城市发展带来的环境问题也是不容忽视的。空气质量下降，光污染，噪音污染，大量的生活垃圾、生活废水以及工业废水·······现在，我国大中城市基本都有污水处理厂，将每天产生的大量污水处理过后再排放。而污水处理副产物之一的污泥的处置却没有引起足够的重视。污泥聚集了污水中的污染物，还含有大量细菌和寄生虫卵，如果不适当处理，将造成二次污染。随着污水处理产生的大量的污泥的处理迫在眉睫。
二、国内外现状分析
目前世界范围内常用的污泥处置方法有农用、填埋、投海、焚烧等，美国和英国以农用为主，西欧以污泥填埋为主，日本以焚烧为主，而澳大利亚以污泥填埋和投海为主。随着环境问题的日益严重，欧共体在协定中规定污水污泥排海的最后期限为1998年12月31日。欧盟国家对污泥处置的发展趋势进行综合分析，预计至2005年欧盟各国采用污泥处置方式的比例如下：回收利用占45%，焚烧占38%，填埋占17%。在我国，一些中小城市基本上没有建造污水处理设施，即使有污水处理厂的大中城市，其污泥处理设施90%以上不配套。已经建成的污水处理厂中，污泥未经任何处理就直接农用的占70%以上。即使在设有消化池的污水处理厂，消化后的污泥也只是稍加脱水后就直接农用，很难符合污泥农用卫生标准。污泥处置技术比发达国家较落后，大多未经预处理或仅经简单处理后，就直接农用、填埋或送垃圾场处理，甚至有的随意堆放。
污水和污泥中都含有大量的有机物，还有可供植物生长所用的氮、磷、钾等营养元素，其中的有机物经微生物分解后又可转化为腐殖质，可用作农用肥。就像最初把污水用于污灌一样，污泥最初也是作为农家肥施用且广受欢迎。但是，污水成分越来越复杂，污泥中也含有许多重金属元素，有害病菌等，污泥已经不能简单处理作为农肥。而且每天产生大量污泥，污泥处理的重要性不亚于污水处理。 从国内已运行的城市污水处理厂来看，污泥处理工艺包括污泥浓缩、稳定、脱水、最终处置四个主要过程。
1、污泥浓缩
污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。 污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法和离心法。在选择浓缩方法时，除了各种方法本身的特点外，还应考虑污泥的性质、来源、整个污泥处理流程及最终处置方式等。如沉降法用于浓缩初沉淀污泥和剩余活性污泥的混合污泥时效果较好。单纯的剩余活性污泥一般用气浮法浓缩，近年发展到部分采用离心法浓缩。 初沉污泥用重力浓缩法处理最为经济，对于剩余污泥来说，由于剩余污泥有机物含量高，浓缩困难，采用重力浓缩法效果不好，而采用气浮浓缩、离心浓缩则设备复杂、费用高，不适合中国国情。所以，目前国内推行将剩余活性污泥送回初沉池与初沉污泥共同沉淀的重力浓缩工艺，试验研究表明这种工艺的初沉池出水水质好于传统工艺。我国污泥重力浓缩方法占71.5%，机械浓缩占
21.4%，气浮浓缩占7.1%。由于国内资金短缺，且污泥中有机物含量低，所以重力浓缩仍将是国内今后重要污泥减量手段。
2、污泥稳定
稳定处理的目的就是降解污泥中的有机物质, 进一步减少污泥含水量, 杀灭污泥污泥中的细菌、病原体等, 消除臭味, 这是污泥能否资源化有效利用的关键步骤。国内目前常用的污泥稳定方法是厌氧消化，好氧消化和污泥堆肥，并且污泥堆肥正处于不断研究阶段，而热解和化学稳定方法或者是由于技术的原因或者是由于经济、能耗的原因而很少被采用。国内污泥稳定方法所占的比例：无污泥稳定占55.70%，厌氧消化占38.04%，污泥堆肥占3.45%，好氧消化占2.81%。
3、污泥脱水
污水处理所产生的污泥具有较高的含水量，由于水分与污泥颗粒结合的特性，采用机械方法脱除具有一定的限制，污泥中的有机质含量、灰分比例特别是蓄凝剂的添加量对于最终含固率有着重要影响。一般来说，采用机械脱水可以获得20％－30％的含固率，所形成的污泥也被称为泥饼。泥饼的含水率仍然较高，具有流体性质，其处置难度和成本仍然较高，因此有必要进一步减量。常见的污泥脱水方法有自然干化法，机械脱水法和造粒脱水法。国内现有的污泥脱水措施主要是机械脱水，而干化场由于受到地区、气候条件的限制很少被采用，污泥脱水技术在国内所占的比例为：无污泥脱水占48.65%，滚压、带式脱水占37.84%，干化场占10.81%，压滤脱水占1.35%，真空吸滤脱水占1.35%。
4、最终处置
污泥的最终处置方式可分为四种：填埋，排海，农用和焚烧。国际上，西方发达国家经济雄厚、技术先进、处理程度较高。各个国家和地区又根据自己的实际情况来选择某种较为合适的处理方法。目前大多数发达国家所采用的处理技术，按处理量排序为：农用、填埋、焚烧和排海。每一种方法都有其优点，但其劣势也是显而易见的。填埋操作简单，费用低廉，适应性强，但污泥含水量高，其渗沥水为高浓度有机污水，易造成二次污染，且填埋场卫生状况恶劣。出于环保考虑，排海已被国际公约所禁止（1998年底实施）。焚烧是利用污泥的有机成分较高，具有一定热值等特点来处置污泥。焚烧的技术优势在于其处理的彻底性，减量率可达95%左右，其有机物被完全氧化，重金属（除汞外）几乎全被截留在灰渣中。但是焚烧法投资和操作费用较高，焚烧过程中产生飞灰、炉渣和烟气对环境影响较大，而且污泥中的有用成分也被付之一炬没有得到有效利用。
污泥农用投资少，能耗低，运行费用低，充分利用了污泥中含有的有机物质和氮、磷、钾等植物生长的营养元素，其中的有机部分可转化成土壤改良剂成分。这种处置方式把污泥应用于农田、菜地果园、林地、草地、市政绿化、育苗基质及严重扰动的土地修复与重建等。科学合理地土地利用，可减少污泥带来的负面效应。林地和市政绿化的利用是一条很有发展前途的利用方式，因为它不易造成食物链的污染。污泥还可以用于严重扰动的土地如矿场土地、建筑排废深坑、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地。这些污泥利用方式减少了污泥对人类生活的潜在威胁，既处置了污泥，又恢复了生态环境。当然，污泥不能直接农用，将污泥进行适当的预处理后再农用应该是一条比较合理的符合可持续发展要求的途径。要让污泥在农用中充分地扬其长，避其短，预处理环节显得尤为重要。
污泥中富含N 、P 、K 等植物营养元素及有机质。污泥施用后具有增加土壤有机质、改善土壤结构、促进植物根系生长、提高土壤功能等作用。因此栽种的
作物生长快，产量高，且可满足后茬作物的生长需求。但污泥中的重金属以及病原菌含量仍是个不可小视的问题。城市污泥中的重金属种类繁多，主要有Cu 、Pb 、Zn 、Ni 、Cr 、Cd 等，是污泥资源化利用的最大障碍。城市污泥中的有机污染物主要有：多环芳烃（PAHs ），邻苯二甲酸酯类（PEs ），多氯代二苯并二恶英/呋喃（PCDD/Fs），多氯联苯（PCBs ），氯苯（CBs ），氯酚（CPs ）等。
重金属通过食物链的富集作用使污泥对人体造成间接伤害，污泥中的硝酸盐污染地下水等。所以，把污泥用于林地和市政绿化是一条很好的途径。
在利用污泥的过程中，可以采用生物或化学的防治技术降低土壤中的污染。可以利用从土壤中分离出来的某些微生物并加以人工大量繁殖，用来降解或转化土壤中的污染物，比如红酵母可有效降解剧毒的聚氯联苯，某些真菌可有效降解二噁英, 例如燕麦镰孢菌[Fusariumavenaceun (Corda, Fries) Saccardo, 菌株65]、隔孢伏茸菌[Peniophora, 菌株 267], 及其与金孢展齿革菌(Phanerochaete Chrysosporium,PC) 的融合体PC×65、PC×267 和PC, 在30d 内对2, 72二氯联苯2p2二噁英的降解比分别为 82.9%、75.2%、99.1%、87.5%和67.5%。而研究发现，很多植物对土壤中的重金属有超富集作用，可用于受损土壤的修复。柳科树种对土壤镉均有较强的吸收蓄积能力。羊齿类铁角蕨、野生苋和十字花科植物天蓝褐蓝菜对镉的富集能力强；紫叶花苕能富集铅和锌；蒿属和芥菜对铅的富集作用明显；在镍污染的土壤中可种植十字花科和庭芥属植物；在铜污染土壤中可种植酸模草，其植株含铜可达1.850mg/g。
三、结语
伴随污水处理而产生的大量的污泥亟待处理，我们要在众多的处理办法在中寻求一条可持续发展之路，尽量用低能耗，高效能的办法处理这些污泥，对其进行合理的利用，真正做到变废为宝，实现生态效益和经济效益的最佳组合。综合分析，将污泥用于绿化正是符合这些要求的最佳方法。
参考文献
[1]冯生华. 城市中小型污水处理厂的建设与管理. 化学工业出版社.2001.
[2]代健，罗慧，赵永昌. 城市污水处理厂污泥处置现状和发展趋势. 四川省循环经济发展模式（1）——污泥再生利用.2005.
[3]谢雄华，尹玲玲，倪娟. 城市污水厂污泥综合利用的研究. 山西建筑. 第32卷第4期.
[4]陈鸣. 城市污水处理厂污泥最终处置方式的探讨. 中国给水排水.2000,16
（8）:23-24.
[5]许群. 环境化学与可持续发展. 化学工业出版社.2004.
[6]朱慎林，朴香兰，赵毅红. 环境化工技术及应用. 化学工业出版社.2003.
[7]吴泳. 环境·污染·治理. 科学出版社.2004.
[8]杨国清，刘康怀. 固体废弃物处理工程. 科学出版社.2000.
[9]徐丽莉，孙善利，任永忠. 国内外污泥处理现状及工艺. 商场现代化.2007年7月（中旬刊）.
[10]唐东民，伍钧. 城市污泥农用资源化研究现状. 四川省循环经济发展模式
（1）——污泥再生利用.2005.
[11]付融冰，杨海真，甘明强. 中国城市污水处理厂污泥处理现状及其进展. 污染发防治技术.2004,17(3):11-14,45.
[12]蒋德明，黄会一，张春兴，王育英. 木本植物对土壤镉污染物吸收蓄积能力及其种间差异. 城市环境与城市生态.1992年01期.
[13]游秀花，聂丽华，杨桂娣. 森林生态系统植物重金属（Cu 、Zn 、Cd ）污染研究进展. 福建林业科技.2005年03期.
[14]刘戈宇，柴团耀，孙涛. 超富集植物遏蓝菜对重金属吸收、运输和累计的机制. 生物工程学报.2010年05期.
[15]李勤凡，王建华. 二噁英微生物降解技术. 家畜生态学报.2009
污泥处理与综合利用
【摘要】在城市化发展进程中, 污水处理附属物污泥产量很大, 使其无害化并进行有效利用是世界各国共同重视的一个问题。本文综合国内外污泥处理现状，合理分析，认为实现污泥的资源化并对其综合利用是大势所趋。
【关键词】污泥处理 综合利用
一、前言
城市化发展是社会进步的表现，是现代化建设的表征。但是城市发展带来的环境问题也是不容忽视的。空气质量下降，光污染，噪音污染，大量的生活垃圾、生活废水以及工业废水·······现在，我国大中城市基本都有污水处理厂，将每天产生的大量污水处理过后再排放。而污水处理副产物之一的污泥的处置却没有引起足够的重视。污泥聚集了污水中的污染物，还含有大量细菌和寄生虫卵，如果不适当处理，将造成二次污染。随着污水处理产生的大量的污泥的处理迫在眉睫。
二、国内外现状分析
目前世界范围内常用的污泥处置方法有农用、填埋、投海、焚烧等，美国和英国以农用为主，西欧以污泥填埋为主，日本以焚烧为主，而澳大利亚以污泥填埋和投海为主。随着环境问题的日益严重，欧共体在协定中规定污水污泥排海的最后期限为1998年12月31日。欧盟国家对污泥处置的发展趋势进行综合分析，预计至2005年欧盟各国采用污泥处置方式的比例如下：回收利用占45%，焚烧占38%，填埋占17%。在我国，一些中小城市基本上没有建造污水处理设施，即使有污水处理厂的大中城市，其污泥处理设施90%以上不配套。已经建成的污水处理厂中，污泥未经任何处理就直接农用的占70%以上。即使在设有消化池的污水处理厂，消化后的污泥也只是稍加脱水后就直接农用，很难符合污泥农用卫生标准。污泥处置技术比发达国家较落后，大多未经预处理或仅经简单处理后，就直接农用、填埋或送垃圾场处理，甚至有的随意堆放。
污水和污泥中都含有大量的有机物，还有可供植物生长所用的氮、磷、钾等营养元素，其中的有机物经微生物分解后又可转化为腐殖质，可用作农用肥。就像最初把污水用于污灌一样，污泥最初也是作为农家肥施用且广受欢迎。但是，污水成分越来越复杂，污泥中也含有许多重金属元素，有害病菌等，污泥已经不能简单处理作为农肥。而且每天产生大量污泥，污泥处理的重要性不亚于污水处理。 从国内已运行的城市污水处理厂来看，污泥处理工艺包括污泥浓缩、稳定、脱水、最终处置四个主要过程。
1、污泥浓缩
污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。 污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法和离心法。在选择浓缩方法时，除了各种方法本身的特点外，还应考虑污泥的性质、来源、整个污泥处理流程及最终处置方式等。如沉降法用于浓缩初沉淀污泥和剩余活性污泥的混合污泥时效果较好。单纯的剩余活性污泥一般用气浮法浓缩，近年发展到部分采用离心法浓缩。 初沉污泥用重力浓缩法处理最为经济，对于剩余污泥来说，由于剩余污泥有机物含量高，浓缩困难，采用重力浓缩法效果不好，而采用气浮浓缩、离心浓缩则设备复杂、费用高，不适合中国国情。所以，目前国内推行将剩余活性污泥送回初沉池与初沉污泥共同沉淀的重力浓缩工艺，试验研究表明这种工艺的初沉池出水水质好于传统工艺。我国污泥重力浓缩方法占71.5%，机械浓缩占
21.4%，气浮浓缩占7.1%。由于国内资金短缺，且污泥中有机物含量低，所以重力浓缩仍将是国内今后重要污泥减量手段。
2、污泥稳定
稳定处理的目的就是降解污泥中的有机物质, 进一步减少污泥含水量, 杀灭污泥污泥中的细菌、病原体等, 消除臭味, 这是污泥能否资源化有效利用的关键步骤。国内目前常用的污泥稳定方法是厌氧消化，好氧消化和污泥堆肥，并且污泥堆肥正处于不断研究阶段，而热解和化学稳定方法或者是由于技术的原因或者是由于经济、能耗的原因而很少被采用。国内污泥稳定方法所占的比例：无污泥稳定占55.70%，厌氧消化占38.04%，污泥堆肥占3.45%，好氧消化占2.81%。
3、污泥脱水
污水处理所产生的污泥具有较高的含水量，由于水分与污泥颗粒结合的特性，采用机械方法脱除具有一定的限制，污泥中的有机质含量、灰分比例特别是蓄凝剂的添加量对于最终含固率有着重要影响。一般来说，采用机械脱水可以获得20％－30％的含固率，所形成的污泥也被称为泥饼。泥饼的含水率仍然较高，具有流体性质，其处置难度和成本仍然较高，因此有必要进一步减量。常见的污泥脱水方法有自然干化法，机械脱水法和造粒脱水法。国内现有的污泥脱水措施主要是机械脱水，而干化场由于受到地区、气候条件的限制很少被采用，污泥脱水技术在国内所占的比例为：无污泥脱水占48.65%，滚压、带式脱水占37.84%，干化场占10.81%，压滤脱水占1.35%，真空吸滤脱水占1.35%。
4、最终处置
污泥的最终处置方式可分为四种：填埋，排海，农用和焚烧。国际上，西方发达国家经济雄厚、技术先进、处理程度较高。各个国家和地区又根据自己的实际情况来选择某种较为合适的处理方法。目前大多数发达国家所采用的处理技术，按处理量排序为：农用、填埋、焚烧和排海。每一种方法都有其优点，但其劣势也是显而易见的。填埋操作简单，费用低廉，适应性强，但污泥含水量高，其渗沥水为高浓度有机污水，易造成二次污染，且填埋场卫生状况恶劣。出于环保考虑，排海已被国际公约所禁止（1998年底实施）。焚烧是利用污泥的有机成分较高，具有一定热值等特点来处置污泥。焚烧的技术优势在于其处理的彻底性，减量率可达95%左右，其有机物被完全氧化，重金属（除汞外）几乎全被截留在灰渣中。但是焚烧法投资和操作费用较高，焚烧过程中产生飞灰、炉渣和烟气对环境影响较大，而且污泥中的有用成分也被付之一炬没有得到有效利用。
污泥农用投资少，能耗低，运行费用低，充分利用了污泥中含有的有机物质和氮、磷、钾等植物生长的营养元素，其中的有机部分可转化成土壤改良剂成分。这种处置方式把污泥应用于农田、菜地果园、林地、草地、市政绿化、育苗基质及严重扰动的土地修复与重建等。科学合理地土地利用，可减少污泥带来的负面效应。林地和市政绿化的利用是一条很有发展前途的利用方式，因为它不易造成食物链的污染。污泥还可以用于严重扰动的土地如矿场土地、建筑排废深坑、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地。这些污泥利用方式减少了污泥对人类生活的潜在威胁，既处置了污泥，又恢复了生态环境。当然，污泥不能直接农用，将污泥进行适当的预处理后再农用应该是一条比较合理的符合可持续发展要求的途径。要让污泥在农用中充分地扬其长，避其短，预处理环节显得尤为重要。
污泥中富含N 、P 、K 等植物营养元素及有机质。污泥施用后具有增加土壤有机质、改善土壤结构、促进植物根系生长、提高土壤功能等作用。因此栽种的
作物生长快，产量高，且可满足后茬作物的生长需求。但污泥中的重金属以及病原菌含量仍是个不可小视的问题。城市污泥中的重金属种类繁多，主要有Cu 、Pb 、Zn 、Ni 、Cr 、Cd 等，是污泥资源化利用的最大障碍。城市污泥中的有机污染物主要有：多环芳烃（PAHs ），邻苯二甲酸酯类（PEs ），多氯代二苯并二恶英/呋喃（PCDD/Fs），多氯联苯（PCBs ），氯苯（CBs ），氯酚（CPs ）等。
重金属通过食物链的富集作用使污泥对人体造成间接伤害，污泥中的硝酸盐污染地下水等。所以，把污泥用于林地和市政绿化是一条很好的途径。
在利用污泥的过程中，可以采用生物或化学的防治技术降低土壤中的污染。可以利用从土壤中分离出来的某些微生物并加以人工大量繁殖，用来降解或转化土壤中的污染物，比如红酵母可有效降解剧毒的聚氯联苯，某些真菌可有效降解二噁英, 例如燕麦镰孢菌[Fusariumavenaceun (Corda, Fries) Saccardo, 菌株65]、隔孢伏茸菌[Peniophora, 菌株 267], 及其与金孢展齿革菌(Phanerochaete Chrysosporium,PC) 的融合体PC×65、PC×267 和PC, 在30d 内对2, 72二氯联苯2p2二噁英的降解比分别为 82.9%、75.2%、99.1%、87.5%和67.5%。而研究发现，很多植物对土壤中的重金属有超富集作用，可用于受损土壤的修复。柳科树种对土壤镉均有较强的吸收蓄积能力。羊齿类铁角蕨、野生苋和十字花科植物天蓝褐蓝菜对镉的富集能力强；紫叶花苕能富集铅和锌；蒿属和芥菜对铅的富集作用明显；在镍污染的土壤中可种植十字花科和庭芥属植物；在铜污染土壤中可种植酸模草，其植株含铜可达1.850mg/g。
三、结语
伴随污水处理而产生的大量的污泥亟待处理，我们要在众多的处理办法在中寻求一条可持续发展之路，尽量用低能耗，高效能的办法处理这些污泥，对其进行合理的利用，真正做到变废为宝，实现生态效益和经济效益的最佳组合。综合分析，将污泥用于绿化正是符合这些要求的最佳方法。
参考文献
[1]冯生华. 城市中小型污水处理厂的建设与管理. 化学工业出版社.2001.
[2]代健，罗慧，赵永昌. 城市污水处理厂污泥处置现状和发展趋势. 四川省循环经济发展模式（1）——污泥再生利用.2005.
[3]谢雄华，尹玲玲，倪娟. 城市污水厂污泥综合利用的研究. 山西建筑. 第32卷第4期.
[4]陈鸣. 城市污水处理厂污泥最终处置方式的探讨. 中国给水排水.2000,16
（8）:23-24.
[5]许群. 环境化学与可持续发展. 化学工业出版社.2004.
[6]朱慎林，朴香兰，赵毅红. 环境化工技术及应用. 化学工业出版社.2003.
[7]吴泳. 环境·污染·治理. 科学出版社.2004.
[8]杨国清，刘康怀. 固体废弃物处理工程. 科学出版社.2000.
[9]徐丽莉，孙善利，任永忠. 国内外污泥处理现状及工艺. 商场现代化.2007年7月（中旬刊）.
[10]唐东民，伍钧. 城市污泥农用资源化研究现状. 四川省循环经济发展模式
（1）——污泥再生利用.2005.
[11]付融冰，杨海真，甘明强. 中国城市污水处理厂污泥处理现状及其进展. 污染发防治技术.2004,17(3):11-14,45.
[12]蒋德明，黄会一，张春兴，王育英. 木本植物对土壤镉污染物吸收蓄积能力及其种间差异. 城市环境与城市生态.1992年01期.
[13]游秀花，聂丽华，杨桂娣. 森林生态系统植物重金属（Cu 、Zn 、Cd ）污染研究进展. 福建林业科技.2005年03期.
[14]刘戈宇，柴团耀，孙涛. 超富集植物遏蓝菜对重金属吸收、运输和累计的机制. 生物工程学报.2010年05期.
[15]李勤凡，王建华. 二噁英微生物降解技术. 家畜生态学报.2009