第一篇：城市污泥不同處理處置方式的成本和效益分析

城市污泥不同處理處置方式的成本和效益分析

——以北京市為例

張義安，高定，陳同斌*，鄭國(guó)砥，李艷霞

中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所環(huán)境修復(fù)中心，北京 10010

1摘要：以北京市為例，估算不同電價(jià)及運(yùn)輸距離下填埋、焚燒及堆肥等方式的城市污泥處理處置成本，在此基礎(chǔ)上討論各種處理處置方案的前景，展望北京市污泥處理處置出路。污泥填埋在一定時(shí)期內(nèi)還將是主要處理處置方式，但所占比例將逐漸下降；堆肥是經(jīng)濟(jì)上較為可行的處理處置方式，適合大力推廣；隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力與技術(shù)水平提高，焚燒法可以適用于個(gè)別特殊地點(diǎn)。同時(shí)，分析了政府補(bǔ)貼對(duì)污泥處理處置效益的影響。

關(guān)鍵詞：城市污泥；處理處置成本；填埋；焚燒；堆肥

中圖分類號(hào)：X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-2175（2006）02-0234-0

5城市污泥是污水處理的副產(chǎn)物，以含水率97%計(jì)算，體積占處理污水的0.3%~0.5%[1]，深度處理產(chǎn)泥量還將增加50%~100%。目前我國(guó)每年排放的干污泥大約1.3×106 t，并以大約10%的速率在增加。

北京市全區(qū)域規(guī)劃污水排放量為330×104 m3/d，其中2003年市區(qū)污水排放量約為230×104 m3/d[2]。規(guī)劃建設(shè)14座污水處理廠，2015年污水處理能力預(yù)計(jì)將超過320×104 m3/d，處理率將超過90%。到2008年，北京市將新增9座中水處理廠，深度處理能力將由目前的1×104 m3/d提高到47.6×104 m3/d，屆時(shí)每年產(chǎn)生含水率 80% 城市污泥超過80×104 m3。北京市最大的污水處理廠——高碑店污水處理廠污泥外運(yùn)運(yùn)輸費(fèi)用占到全廠運(yùn)行費(fèi)用的1/3[3]。

城市污泥的大量產(chǎn)生，已引起日益嚴(yán)峻的二次污染，并成為城市污水處理行業(yè)瓶頸。污泥處理處置率低，其中非常重要的一個(gè)原因就是投資和運(yùn)行成本方面的限制。但到目前為止，還未見關(guān)于不同污泥處理處置方案的經(jīng)濟(jì)分析，導(dǎo)致不同單位和設(shè)計(jì)人員在方案的選擇上存在較大的盲目性。本文以北京為例，對(duì)幾種典型的城市污泥處理處置方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，以便為城市污泥處理處置技術(shù)的選擇提供參考依據(jù)。

1城市污泥處理處置成本估算

1.1估算方法

以1 t干污泥（DS）為計(jì)算基準(zhǔn)，綜合成本＝運(yùn)行成本+設(shè)備折價(jià)成本。運(yùn)行成本以目前較為成熟的處理處置方式進(jìn)行估算。

北京市污泥機(jī)械脫水效果通常在80%左右。各方案中的成本估算涉及或包括焚燒、運(yùn)輸、填埋等3個(gè)流程；設(shè)備折價(jià)成本取15 a使用年限，年折舊7%，社會(huì)利率10%，即年折價(jià)17%，設(shè)備年工作時(shí)數(shù)以8000 h計(jì)。因此，設(shè)備折價(jià)＝設(shè)備價(jià)格×指數(shù)×0.17/8000。

1.2估算細(xì)則

（1）單位成本

填埋：生活垃圾衛(wèi)生填埋的成本約60~70 ￥/t，污泥填埋時(shí)按照壓實(shí)生活垃圾∶土∶污泥容重比為0.8∶1∶1，污泥填埋成本為48~56 ￥/t，取52￥/t。

干化：干燥能耗與脫水量成正比。燃?xì)饧訜嵝?5%、鍋爐熱效率70%、過程熱損失5%時(shí)，水的蒸發(fā)能耗為150(kW?h)/t，每小時(shí)去除1 t水的設(shè)備投資為180×104￥[4]。

焚燒：目前多采用流化床技術(shù)，每h焚燒1 t干化污泥的設(shè)備成本為528×104￥，污泥按干質(zhì)量減量60%。焚燒的運(yùn)行費(fèi)用24￥/t，煙氣處理消耗NaOH量約為37 kg/t，折價(jià)約128￥/t [5]。

電價(jià)：北京市工業(yè)電價(jià)高峰期、平段區(qū)、低谷期分別為0.278、0.488、0.725￥/(kW?h)。按不同補(bǔ)貼方案，將電價(jià)設(shè)定為0.30、0.60￥/(kW?h)。

運(yùn)費(fèi)：北京市運(yùn)輸價(jià)格在0.45~0.65￥/(t?km)之間，污泥為特殊固體廢物，需特殊箱式貨車運(yùn)送，價(jià)格處于高端。另外，近年運(yùn)輸價(jià)格有上漲趨勢(shì)。因此，運(yùn)費(fèi)取0.65 ￥/(t?km)。

此外，干化及焚燒均按設(shè)備成本添加30%物耗人工管理費(fèi)及土建配套費(fèi)。

（2）污泥含水率

污泥的有機(jī)質(zhì)和水分含量較高，填埋存在一系列問題，當(dāng)前主要關(guān)心的是土力學(xué)性能，當(dāng)含水率高于68% 時(shí)需按m(土)∶m(污泥)＝0.4~0.6的比例混入土

[6-8]。含水率降低時(shí)污泥性狀存在突變，因此填埋脫水目標(biāo)設(shè)定為80%、30%。含水率是污泥焚燒處理中的一個(gè)關(guān)鍵因素。有機(jī)質(zhì)含量高、含水率低利于維持自燃，降低污泥含水率對(duì)降低污泥焚燒設(shè)備及處理費(fèi)用至關(guān)重要。一般將污泥含水率降至與揮發(fā)物含量之比小于3.5時(shí)，可形成自燃[9]。北京市污泥有機(jī)物含量在45% 以下，因此使污泥維持自燃焚燒的水分含量應(yīng)小于61.2%。朱南文總結(jié)了幾種國(guó)外污泥熱干燥技術(shù)，可以將污泥干燥至10%含水率[10]。污泥焚燒綜合成本隨干燥程度動(dòng)態(tài)變化，干化程度越高，干化能耗升高，焚燒設(shè)備及運(yùn)行費(fèi)用隨之下降。簡(jiǎn)化起見，本文以污泥保持熱量平衡燃燒為估算前提，不再進(jìn)行高水分下加入重油的成本估算。因此污泥焚燒的干化目標(biāo)定為：60%和10%。表1北京市填埋場(chǎng)概況[11]及離污水處理廠的最近距離

Table 1Description of landfill sites and wastewater treatment plants

填埋場(chǎng) 填埋場(chǎng)位置 處理規(guī)模/(t?d-1)預(yù)計(jì)關(guān)閉時(shí)間 最近的污水處理廠 最近直線距離/km 1)

北神樹 通縣次渠鄉(xiāng) 980 2006 高碑店 20

安定 大興區(qū)安定鄉(xiāng) 700 2006 小紅門 36

六里屯 海淀區(qū)永豐屯鄉(xiāng) 1500 2017 清河 1

5高安屯 朝陽區(qū)樓梓莊鄉(xiāng) 1000 2018 高碑店 15

阿蘇衛(wèi) 昌平區(qū)小湯山鄉(xiāng) 2000 2012 清河、北小河 40

焦家坡 門頭溝區(qū)永定鎮(zhèn) 600 2011 盧溝橋 1

51)最近距離數(shù)據(jù)為作者實(shí)測(cè)

綜上所述，污泥的處理處置方式計(jì)有：堆肥，分別干燥至含水80%、30% 時(shí)填埋，干燥至含水

60%、10%時(shí)焚燒。

1.3填埋成本

填埋成本＝能耗成本+運(yùn)輸成本+填埋場(chǎng)成本+設(shè)備折價(jià)成本

能耗成本＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×150×α×Pele

運(yùn)輸成本＝0.65×L /(1-ηe)

填埋場(chǎng)成本＝βPf /(1-ηe)

設(shè)備折價(jià)＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×180×α× 0.17×104/8000

其中，η0、ηe分別為處理處置始、末的含水率；Pele為電價(jià)，￥/(kW?h)；L為運(yùn)輸距離，km；α為土建及人工配套費(fèi)指數(shù)，1.3；β為體積系數(shù)，含水率≥68%時(shí)在1.4~1.6之間，取1.5，含水率＜68%時(shí)取1；Pf為填埋場(chǎng)填埋價(jià)格，40~60￥/t，取52￥/t。

污泥填埋運(yùn)輸距離：北京市現(xiàn)有填埋場(chǎng)容量不足以滿足生活垃圾處置需求，即使規(guī)劃中的填埋場(chǎng)建成之后，富余填埋能力也很有限，污泥填埋需另外覓地新建填埋場(chǎng)。隨著城市發(fā)展及填埋場(chǎng)地質(zhì)條件要求，運(yùn)輸距離也將越來越遠(yuǎn)，參照表1，污泥

填埋的運(yùn)輸距離將在40 km以上，因此在估算今后的填埋成本時(shí)，分別取50、100 km作為近期及遠(yuǎn)期填埋場(chǎng)運(yùn)輸距離。

1.4堆肥成本及收益

城市污泥經(jīng)過堆肥無害化處理之后進(jìn)行土地利用，是國(guó)際上普遍采用的處理處置方式。強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛堆肥處理是泥堆肥主流技術(shù)，其處理成本與污泥初始含水率、處理規(guī)模、堆肥廠與污水處理廠之間距離以及設(shè)備原產(chǎn)地等因素相關(guān)。堆肥廠宜建在污水處理廠周圍，運(yùn)輸成本計(jì)為0，堆肥成本主要由鼓風(fēng)、烘干、篩分能耗，調(diào)理劑及設(shè)備折價(jià)成本組成。目前，堆肥產(chǎn)品的市場(chǎng)銷售價(jià)格為350~500￥/t，扣除15％含水率后取500￥/t DS。

利用CTB堆肥自動(dòng)控制系統(tǒng)[12,13]進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛堆肥在河南省漯河市城市污泥堆肥廠的應(yīng)用結(jié)果表明，當(dāng)污泥含水率不高于80%時(shí)，鼓風(fēng)能耗在40~60(kW?h)/t DS之間，取60(kW?h)/t DS。CTB調(diào)理劑價(jià)格為300 ￥/t，損耗率一般為5% [14]。經(jīng)過10~14 d堆肥，污泥干物質(zhì)減量30%，含水45%。采用熱干燥技術(shù)烘干至含水15%，脫水負(fù)荷0.45 t/t DS；調(diào)理劑在烘干前篩分后自然晾干，需篩分能耗；篩分負(fù)荷共9.3 t/t DS，篩分能力1 t/h，功率3 kW。全程能耗95(kW?h)/t DS，考慮到未知能耗，取100(kW?h)/t DS。

設(shè)備折價(jià)：處理干污泥能力為 0.3×104 t/a的污泥堆肥廠設(shè)備投資約700萬￥，設(shè)備折價(jià)182 ￥/t DS（含占地成本），取200￥/t DS。

1.5焚燒成本

考慮到焚燒廢氣排放等問題，外運(yùn)30 km以上焚燒為佳，取30 km；焚燒按干物質(zhì)減量60%，燒余物需運(yùn)至填埋場(chǎng)填埋，運(yùn)輸距離取50 km。參考表3可知，干燥至10%焚燒成本較干燥至60%低。干燥程度越高，焚燒廠占地面積也越小，因此焚燒前以干化至10%為宜。

1.6干化農(nóng)用成本

未經(jīng)穩(wěn)定化處理污泥存在施用安全危險(xiǎn)，考慮到干化的穩(wěn)定效果較差，安全性有限，不再估算。

2討論與分析

2.1處理成本和經(jīng)濟(jì)效益

表2處理處置1 t城市污泥(干質(zhì)量)所需的成本及其效益

Table 2Comparison of the estimated cost and benefit of sewage sludge treated and/or disposed by different ways

填埋

干化運(yùn)輸填埋 綜合成本/￥

目標(biāo) 能耗/￥ 設(shè)備折價(jià)/￥ 距離/km 運(yùn)費(fèi)/￥ 填土比例 費(fèi)用/￥

80% 0 0 50 163 50% 3905531)，5532)

30% 2091)，4182)178 50 46 0 745071)，7162)

80% 0 0 100 325 50% 3907151)，7152)

30% 2091)，4182)178 100 93 0 745541)，7632)

焚燒

干化焚燒燒余物 綜合成本/￥

目標(biāo) 能耗/￥ 設(shè)備折價(jià)/￥ 運(yùn)行/￥ 設(shè)備折價(jià)/￥ NaOH/￥ 運(yùn)費(fèi)/￥ 填埋/￥60% 1461)，2932)12460 36512813 20 8561)，10022)

10% 2281)，4552)193 27 162 128 13 20 7711)，9982)

堆肥

能耗/￥ 設(shè)備折價(jià)/￥ 調(diào)理劑損耗/￥ 總成本/￥ 銷售/￥ 總效益/￥

391)，782)200 75 3141)，3532)410 961)，572)

1)電價(jià)取0.30 ￥/(kW?h)；2)電價(jià)取0.60 ￥/(kW?h)

各種處理方式處理成本估算過程及結(jié)果如表2所示。由表2可知，污泥處理處置以堆肥方式成本

最低，約300~350￥/t DS；填埋方式約500~760￥/t DS。焚燒方式成本最高，約800~1000￥/t DS。堆肥成本低于填埋方式，顯著低于焚燒方式，隨運(yùn)輸距離增加填埋成本顯著高于堆肥成本。此外，污泥焚燒處理一次性投資大，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用最高。

各種處理方式中，污泥填埋沒有資源回收，效益為零；考慮到污泥熱值水平，回收焚燒熱能可能性較低，對(duì)凈效益影響不大；污泥干化可以起到脫水的效果，但穩(wěn)定化的效果有限，加之干化過程中容易產(chǎn)生爆炸和肥效緩慢等問題，不宜提倡；在產(chǎn)品銷售良好情況下，按電價(jià)不同，堆肥處理可以盈利50~100￥/t DS。

2.2各種處理處置技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

現(xiàn)有的大部分填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)建造標(biāo)準(zhǔn)低、缺乏污染控制措施，存在穩(wěn)定性差等問題，導(dǎo)致散發(fā)氣體和臭味，污染地下水，不能保證填埋垃圾的安全，只是延緩污染但沒有最終消除污染。一些國(guó)家為了把上述問題降低到最小程度，制定了待處理污泥物理特性的最低標(biāo)準(zhǔn)，使污泥填埋的處理成本大大增加。例如德國(guó)要求填埋污泥干基含量不低于35%。為避免污泥中有機(jī)物分解造成的地下水污染，1992年德國(guó)發(fā)布了《城市廢棄物控制和處置技術(shù)綱要》，要求從2005年起，任何被填埋處理的物質(zhì)其有機(jī)物含量不超過5% [15]，這意味著污泥即便是經(jīng)過干燥也不滿足填埋的要求。污泥填埋面臨填埋場(chǎng)地、公眾及法規(guī)等多重壓力，填埋成本將逐步升高，近年來國(guó)外污泥填埋處理方式比例越來越小[6]。

是否推廣堆肥處理城市污泥，首先應(yīng)切實(shí)評(píng)估施用污泥堆肥的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。杜兵等[16]研究表明，同國(guó)外相比北京市某典型污水處理廠酚類、酞酸酯類、多環(huán)芳烴類均處于污染程度較低的水平。堆肥處理的持續(xù)高溫可以確保殺滅病菌，保證污泥的農(nóng)用安全。陳同斌等[17]對(duì)中國(guó)城市污泥的重金屬含量及其變化趨勢(shì)的研究結(jié)果表明，我國(guó)城市污泥中平均含量普遍較低，金屬含量基本未超過農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)[18]，且呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。近年相關(guān)研究也證明：科學(xué)合理地進(jìn)行城市污泥農(nóng)用不會(huì)造成土壤和農(nóng)產(chǎn)品的重金屬污染問題[19]。我國(guó)城市污泥的土地利用重金屬環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)并不像人們想象的那樣嚴(yán)重。

焚燒減量最為顯著，含水80%的污泥焚燒后減容率超過90%。然而，污泥含有多種有機(jī)物，焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，如二惡英、二氧化硫、鹽酸等，受國(guó)內(nèi)焚燒技術(shù)的限制，二惡英污染問題尚未很好解決，重金屬煙霧與燃燒灰燼也可能造成二次污染。此外，焚燒浪費(fèi)了污泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。對(duì)比三種處理處置方式，污泥焚燒占地面積最小，但綜合成本最高，設(shè)備維護(hù)要求高，環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)較大，這些不利之處都限制了污泥焚燒技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

綜上所述，堆肥處理實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用，科學(xué)合理施用下可以保證衛(wèi)生安全及重金屬安全，同時(shí)較為經(jīng)濟(jì)可行，是污泥處理處置技術(shù)的主要發(fā)展方向。但是，從市場(chǎng)銷售的角度來看，污泥堆肥產(chǎn)品的銷售渠道有待改善。各種處理方式優(yōu)缺點(diǎn)概括于表3（下頁）。

2.3電價(jià)影響及政府補(bǔ)貼

電價(jià)影響到污泥處理處置成本。電價(jià)從0.60￥/(kW?h)降低到0.30 ￥/(kW?h)，各種處理方式的綜合成本分別降低40~230 ￥/t DS。如電價(jià)取至用電低谷期電價(jià)或者更低，成本可以進(jìn)一步降低。

表3各種處理處置技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

Table 3Comparison of landfill, composting and incineration for sewage sludge

處理處置方式 收支平衡/(￥?t-1)1)技術(shù)難度 場(chǎng)地要求 能否資源化 無害化程度

填埋-507~-763 簡(jiǎn)單 大 不能 延緩污染, 沒有最終消除污染風(fēng)險(xiǎn)

堆肥 57~96 較簡(jiǎn)單 較小 能 重金屬低于農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可以達(dá)到無害化要求 焚燒-771~-1000 技術(shù)設(shè)備要求高 小 不能 尾氣可能帶來二次污染

1)運(yùn)輸距離100 km、電價(jià)0.60 ￥/(kw?h)時(shí), 以80%含水率填埋成本略低于30%含水率填埋, 但其占地為后者5.25倍, 綜合考慮采取30%填埋

污泥含水80%及60%下填埋占地分別為30%下填埋的5.25倍、1.75倍。政府通過補(bǔ)貼如降低電價(jià)等調(diào)控手段，將污水處理投入合理分配到其中的污泥處理單元，可以降低污泥處理單元的焚燒成本、填埋占地，降低堆肥成本。政府補(bǔ)貼可以發(fā)揮經(jīng)濟(jì)杠桿作用，調(diào)控污泥處理行業(yè)投入產(chǎn)出狀況，有利于污泥處理處置行業(yè)的健康發(fā)展。總之，污泥處理處置應(yīng)該有適宜的政府補(bǔ)貼。

3結(jié)論

（1）污泥堆肥成本隨電價(jià)變化約300~350 ￥/t DS，堆肥銷售可以補(bǔ)償部分處理成本，使污泥堆肥達(dá)到微利水平。合理施用堆肥可以提供養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)，是污泥處理處置技術(shù)的重要方向。

（2）污泥填埋操作簡(jiǎn)單，但其成本約500~760 ￥/t DS，高于堆肥處理。考慮到土地資源日益稀缺及二次污染問題，且從發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)來看污泥填埋將逐步受到限制，因此其應(yīng)用比例應(yīng)逐漸減少。

（3）污泥焚燒減量效果最明顯，但其初始投資及運(yùn)行費(fèi)用最高，綜合成本約771~1000 ￥/t DS。其設(shè)備維護(hù)復(fù)雜，如果對(duì)尾氣處理不當(dāng)會(huì)造成二次污染。

第二篇：城市污泥不同處理處置方式的成本和效益分析

城市污泥不同處理處置方式的成本和效益分析

摘要：以北京市為例，估算不同電價(jià)及運(yùn)輸距離下填埋、焚燒及堆肥等方式的城市污泥處理處置成本，在此基礎(chǔ)上討論各種處理處置方案的前景，展望北京市污泥處理處置出路。污泥填埋在一定時(shí)期內(nèi)還將是主要處理處置方式，但所占比例將逐漸下降；堆肥是經(jīng)濟(jì)上較為可行的處理處置方式，適合大力推廣；隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力與技術(shù)水平提高，焚燒法可以適用于個(gè)別特殊地點(diǎn)。同時(shí)，分析了政府補(bǔ)貼對(duì)污泥處理處置效益的影響。

城市污泥是污水處理的副產(chǎn)物，以含水率97%計(jì)算，體積占處理污水的0.3%~0.5%[1]，深度處理產(chǎn)泥量還將增加50%~100%。目前我國(guó)每年排放的干污泥大約1.3×106 t，并以大約10%的速率在增加。

北京市全區(qū)域規(guī)劃污水排放量為330×104 m3/d，其中2003年市區(qū)污水排放量約為230×104 m3/d[2]。規(guī)劃建設(shè)14座污水處理廠，2015年污水處理能力預(yù)計(jì)將超過320×104 m3/d，處理率將超過90%。到2008年，北京市將新增9座中水處理廠，深度處理能力將由目前的1×104 m3/d提高到47.6×104 m3/d，屆時(shí)每年產(chǎn)生含水率 80% 城市污泥超過80×104 m3。北京市最大的污水處理廠——高碑店污水處理廠污泥外運(yùn)運(yùn)輸費(fèi)用占到全廠運(yùn)行費(fèi)用的1/3[3]。

城市污泥的大量產(chǎn)生，已引起日益嚴(yán)峻的二次污染，并成為城市污水處理行業(yè)瓶頸。污泥處理處置率低，其中非常重要的一個(gè)原因就是投資和運(yùn)行成本方面的限制。但到目前為止，還未見關(guān)于不同污泥處理處置方案的經(jīng)濟(jì)分析，導(dǎo)致不同單位和設(shè)計(jì)人員在方案的選擇上存在較大的盲目性。本文以北京為例，對(duì)幾種典型的城市污泥處理處置方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，以便為城市污泥處理處置技術(shù)的選擇提供參考依據(jù)。1 城市污泥處理處置成本估算 1.1 估算方法

以1 t干污泥（DS）為計(jì)算基準(zhǔn)，綜合成本＝運(yùn)行成本+設(shè)備折價(jià)成本。運(yùn)行成本以目前較為成熟的處理處置方式進(jìn)行估算。

北京市污泥機(jī)械脫水效果通常在80%左右。各方案中的成本估算涉及或包括焚燒、運(yùn)輸、填埋等3個(gè)流程；設(shè)備折價(jià)成本取15 a使用年限，年折舊7%，社會(huì)利率10%，即年折價(jià)17%，設(shè)備年工作時(shí)數(shù)以8000 h計(jì)。因此，設(shè)備折價(jià)＝設(shè)備價(jià)格×指數(shù)×0.17/8000。1.2 估算細(xì)則（1）單位成本

填埋：生活垃圾衛(wèi)生填埋的成本約60-70 元￥/t，污泥填埋時(shí)按照壓實(shí)生活垃圾∶土∶污泥容重比為0.8∶1∶1，污泥填埋成本為48－56￥/t，取52￥/t。

干化：干燥能耗與脫水量成正比。燃?xì)饧訜嵝?5%、鍋爐熱效率70%、過程熱損失5%時(shí)，水的蒸發(fā)能耗為150(kW?h)/t，每小時(shí)去除1 t水的設(shè)備投資為180×10￥[4]。

焚燒：目前多采用流化床技術(shù)，每h焚燒1 t干化污泥的設(shè)備成本為528×10元￥，污泥按干質(zhì)量減量60%。焚燒的運(yùn)行費(fèi)用24￥/t，煙氣處理消耗NaOH量約為37 kg/t，折價(jià)約128￥/t [5]。

電價(jià)：北京市工業(yè)電價(jià)高峰期、平段區(qū)、低谷期分別為0.278、0.488、0.725￥/(kW?h)。按不同補(bǔ)貼方案，將電價(jià)設(shè)定為0.30、0.60￥/(kW?h)。

運(yùn)費(fèi)：北京市運(yùn)輸價(jià)格在0.45－0.65￥/(t?km)之間，污泥為特殊固體廢物，需特殊箱式貨車運(yùn)送，價(jià)格處于高端。另外，近年運(yùn)輸價(jià)格有上漲趨勢(shì)。因此，運(yùn)費(fèi)取0.65 ￥/(t?km)。

44此外，干化及焚燒均按設(shè)備成本添加30%物耗人工管理費(fèi)及土建配套費(fèi)。（2）污泥含水率

污泥的有機(jī)質(zhì)和水分含量較高，填埋存在一系列問題，當(dāng)前主要關(guān)心的是土力學(xué)性能，當(dāng)含水率高于68% 時(shí)需按m(土)∶m(污泥)＝0.4－0.6的比例混入土 [6-8]。含水率降低時(shí)污泥性狀存在突變，因此填埋脫水目標(biāo)設(shè)定為80%、30%。

含水率是污泥焚燒處理中的一個(gè)關(guān)鍵因素。有機(jī)質(zhì)含量高、含水率低利于維持自燃，降低污泥含水率對(duì)降低污泥焚燒設(shè)備及處理費(fèi)用至關(guān)重要。一般將污泥含水率降至與揮發(fā)物含量之比小于3.5時(shí)，可形成自燃[9]。北京市污泥有機(jī)物含量在45% 以下，因此使污泥維持自燃焚燒的水分含量應(yīng)小于61.2%。朱南文總結(jié)了幾種國(guó)外污泥熱干燥技術(shù)，可以將污泥干燥至10%含水率[10]。污泥焚燒綜合成本隨干燥程度動(dòng)態(tài)變化，干化程度越高，干化能耗升高，焚燒設(shè)備及運(yùn)行費(fèi)用隨之下降。簡(jiǎn)化起見，本文以污泥保持熱量平衡燃燒為估算前提，不再進(jìn)行高水分下加入重油的成本估算。因此污泥焚燒的干化目標(biāo)定為：60%和10%。

綜上所述，污泥的處理處置方式計(jì)有：堆肥，分別干燥至含水80%、30% 時(shí)填埋，干燥至含水60%、10%時(shí)焚燒。

1.3 填埋成本

填埋成本＝能耗成本+運(yùn)輸成本+填埋場(chǎng)成本+設(shè)備折價(jià)成本 能耗成本＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×150×α×Pele 運(yùn)輸成本＝0.65×L /(1-ηe)填埋場(chǎng)成本＝βPf /(1-ηe)設(shè)備折價(jià)＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×180×α× 0.17×104/8000 其中，η0、ηe分別為處理處置始、末的含水率； Pele為電價(jià)，￥/(kW?h)；L為運(yùn)輸距離，km； α為土建及人工配套費(fèi)指數(shù)，1.3；

β為體積系數(shù)，含水率≥68%時(shí)在1.4－1.6之間，取1.5，含水率＜68%時(shí)取1； Pf為填埋場(chǎng)填埋價(jià)格，40－60￥/t，取52￥/t。

污泥填埋運(yùn)輸距離：北京市現(xiàn)有填埋場(chǎng)容量不足以滿足生活垃圾處置需求，即使規(guī)劃中的填埋場(chǎng)建成之后，富余填埋能力也很有限，污泥填埋需另外覓地新建填埋場(chǎng)。隨著城市發(fā)展及填埋場(chǎng)地質(zhì)條件要求，運(yùn)輸距離也將越來越遠(yuǎn)，參照表1，污泥填埋的運(yùn)輸距離將在40 km以上，因此在估算今后的填埋成本時(shí)，分別取50、100 km作為近期及遠(yuǎn)期填埋場(chǎng)運(yùn)輸距離。

表1 北京市填埋場(chǎng)概況[11]及離污水處理廠的最近距離

填埋場(chǎng) 填埋場(chǎng)位置 處理規(guī)模t /d 預(yù)計(jì)關(guān)閉時(shí)間 最近的污水處理廠 最近直線距離 北神樹 通縣次渠鄉(xiāng) 980 2006 高碑店 20 安定 大興區(qū)安定鄉(xiāng) 700 2006 小紅門 36 六里屯 海淀區(qū)永豐屯鄉(xiāng) 1500 2017 清河 15 高安屯 朝陽區(qū)樓梓莊鄉(xiāng) 1000 2018 高碑店 15 阿蘇衛(wèi) 昌平區(qū)小湯山鄉(xiāng) 2000 2012 清河、北小河 40 焦家坡 門頭溝區(qū)永定鎮(zhèn) 600 2011 盧溝橋 15 備注： 最近距離數(shù)據(jù)為作者實(shí)測(cè)

1.4 堆肥成本及收益

城市污泥經(jīng)過堆肥無害化處理之后進(jìn)行土地利用，是國(guó)際上普遍采用的處理處置方式。強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛堆肥處理是泥堆肥主流技術(shù)，其處理成本與污泥初始含水率、處理規(guī)模、堆肥廠與污水處理廠之間距離以及設(shè)備原產(chǎn)地等因素相關(guān)。堆肥廠宜建在污水處理廠周圍，運(yùn)輸成本計(jì)為0，堆肥成本主要由鼓風(fēng)、烘干、篩分能耗，調(diào)理劑及設(shè)備折價(jià)成本組成。目前，堆肥產(chǎn)品的市場(chǎng)銷售價(jià)格為350－500￥/t，扣除15％含水率后取500￥/t DS。

利用CTB堆肥自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛堆肥在河南省漯河市城市污泥堆肥廠的應(yīng)用結(jié)果表明，當(dāng)污泥含水率不高于80%時(shí)，鼓風(fēng)能耗在40－60(kW?h)/t DS之間，取60(kW?h)/t DS。CTB調(diào)理劑價(jià)格為300 ￥/t，損耗率一般為5% [14]。經(jīng)過10－14 d堆肥，污泥干物質(zhì)減量30%，含水45%。采用熱干燥技術(shù)烘干至含水15%，脫水負(fù)荷0.45 t/t DS；調(diào)理劑在烘干前篩分后自然晾干，需篩分能耗；篩分負(fù)荷共9.3 t/t DS，篩分能力1 t/h，功率3 kW。全程能耗95(kW?h)/t DS，考慮到未知能耗，取100(kW?h)/t DS。設(shè)備折價(jià)：處理干污泥能力為 0.3×104 t/a的污泥堆肥廠設(shè)備投資約700萬￥，設(shè)備折價(jià)182 ￥/t DS（含占地成本），取200￥/t DS。1.5 焚燒成本

考慮到焚燒廢氣排放等問題，外運(yùn)30 km以上焚燒為佳，取30 km；焚燒按干物質(zhì)減量60%，燒余物需運(yùn)至填埋場(chǎng)填埋，運(yùn)輸距離取50 km。參考表3可知，干燥至10%焚燒成本較干燥至60%低。干燥程度越高，焚燒廠占地面積也越小，因此焚燒前以干化至10%為宜。1.6 干化農(nóng)用成本

未經(jīng)穩(wěn)定化處理污泥存在施用安全危險(xiǎn)，考慮到干化的穩(wěn)定效果較差，安全性有限，不再估算。討論與分析

2.1 處理成本和經(jīng)濟(jì)效益

表2 處理處置1 t城市污泥(干質(zhì)量)所需的成本及其效益 填 埋

干化 運(yùn)輸 填埋 綜合成本/￥

目標(biāo) 能耗/￥ 設(shè)備折價(jià)/￥ 距離/km 運(yùn)費(fèi)/￥ 填土比例 費(fèi)用/￥ 80% 0 0 50 163 50% 390 5531)，5532)30% 2091)，4182)178 50 46 0 74 5071)，7162)80% 0 0 100 325 50% 390 7151)，7152)30% 2091)，4182)178 100 93 0 74 5541)，7632)焚燒 干化 焚 燒 燒余物 綜合成本/￥

目標(biāo) 能耗/￥ 設(shè)備折價(jià)/￥ 運(yùn)行/￥ 設(shè)備折價(jià)/￥ NaOH/￥ 運(yùn)費(fèi)/￥ 填埋/￥ 60% 1461)，2932)124 60 365 128 13 20 8561)，10022)10% 2281)，4552)193 27 162 128 13 20 7711)，9982)堆 肥

能耗/￥ 設(shè)備折價(jià)/￥ 調(diào)理劑損耗/￥ 總成本/￥ 銷售/￥ 總效益/￥ 391)，782)200 75 3141)，3532)410 961)，572)1)電價(jià)取0.30 ￥/(kW?h)；2)電價(jià)取0.60 ￥/(kW?h)

各種處理方式處理成本估算過程及結(jié)果如表2所示。由表2可知，污泥處理處置以堆肥方式成本最低，約300－350￥/t DS；填埋方式約500－760￥/t DS。焚燒方式成本最高，約800－1000￥/t DS。堆肥成本低于填埋方式，顯著低于焚燒方式，隨運(yùn)輸距離增加填埋成本顯著高于堆肥成本。此外，污泥焚燒處理一次性投資大，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用最高。

各種處理方式中，污泥填埋沒有資源回收，效益為零；考慮到污泥熱值水平，回收焚燒熱能可能性較低，對(duì)凈效益影響不大；污泥干化可以起到脫水的效果，但穩(wěn)定化的效果有限，加之干化過程中容易產(chǎn)生爆炸和肥效緩慢等問題，不宜提倡；在產(chǎn)品銷售良好情況下，按電價(jià)不同，堆肥處理可以盈利50~100￥/t DS。2.2 各種處理處置技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

現(xiàn)有的大部分填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)建造標(biāo)準(zhǔn)低、缺乏污染控制措施，存在穩(wěn)定性差等問題，導(dǎo)致散發(fā)氣體和臭味，污染地下水，不能保證填埋垃圾的安全，只是延緩污染但沒有最終消除污染。一些國(guó)家為了把上述問題降低到最小程度，制定了待處理污泥物理特性的最低標(biāo)準(zhǔn)，使污泥填埋的處理成本大大增加。例如德國(guó)要求填埋污泥干基含量不低于35%。為避免污泥中有機(jī)物分解造成的地下水污染，1992年德國(guó)發(fā)布了《城市廢棄物控制和處置技術(shù)綱要》，要求從2005年起，任何被填埋處理的物質(zhì)其有機(jī)物含量不超過5% [15]，這意味著污泥即便是經(jīng)過干燥也不滿足填埋的要求。污泥填埋面臨填埋場(chǎng)地、公眾及法規(guī)等多重壓力，填埋成本將逐步升高，近年來國(guó)外污泥填埋處理方式比例越來越小[6]。

是否推廣堆肥處理城市污泥，首先應(yīng)切實(shí)評(píng)估施用污泥堆肥的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。杜兵等[16]研究表明，同國(guó)外相比北京市某典型污水處理廠酚類、酞酸酯類、多環(huán)芳烴類均處于污染程度較低的水平。堆肥處理的持續(xù)高溫可以確保殺滅病菌，保證污泥的農(nóng)用安全。陳同斌等[17]對(duì)中國(guó)城市污泥的重金屬含量及其變化趨勢(shì)的研究結(jié)果表明，我國(guó)城市污泥中平均含量普遍較低，金屬含量基本未超過農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)[18]，且呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。近年相關(guān)研究也證明：科學(xué)合理地進(jìn)行城市污泥農(nóng)用不會(huì)造成土壤和農(nóng)產(chǎn)品的重金屬污染問題[19]。我國(guó)城市污泥的土地利用重金屬環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)并不像人們想象的那樣嚴(yán)重。

焚燒減量最為顯著，含水80%的污泥焚燒后減容率超過90%。然而，污泥含有多種有機(jī)物，焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，如二惡英、二氧化硫、鹽酸等，受國(guó)內(nèi)焚燒技術(shù)的限制，二惡英污染問題尚未很好解決，重金屬煙霧與燃燒灰燼也可能造成二次污染。此外，焚燒浪費(fèi)了污泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。對(duì)比三種處理處置方式，污泥焚燒占地面積最小，但綜合成本最高，設(shè)備維護(hù)要求高，環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)較大，這些不利之處都限制了污泥焚燒技術(shù)的廣泛應(yīng)用。綜上所述，堆肥處理實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用，科學(xué)合理施用下可以保證衛(wèi)生安全及重金屬安全，同時(shí)較為經(jīng)濟(jì)可行，是污泥處理處置技術(shù)的主要發(fā)展方向。但是，從市場(chǎng)銷售的角度來看，污泥堆肥產(chǎn)品的銷售渠道有待改善。各種處理方式優(yōu)缺點(diǎn)概括于表3。表3 各種處理處置技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

Table 3 Comparison of landfill, composting and incineration for sewage sludge 處理處置方式 收支平衡￥/t 技術(shù)難度 場(chǎng)地要求 能否資源化 無害化程度

填埋 507－763 簡(jiǎn)單 大 不能 延緩污染, 沒有最終消除污染風(fēng)險(xiǎn) 堆肥 57－96 較簡(jiǎn)單 較小 能 重金屬低于農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可以達(dá)到無害化要求 焚燒 771－1000 技術(shù)設(shè)備要求高 小 不能 尾氣可能帶來二次污染

1)運(yùn)輸距離100 km、電價(jià)0.60 ￥/(kw?h)時(shí), 以80%含水率填埋成本略低于30%含水率填埋, 但其占地為后者5.25倍, 綜合考慮采取30%填埋 2.3 電價(jià)影響及政府補(bǔ)貼

電價(jià)影響到污泥處理處置成本。電價(jià)從0.60￥/(kW?h)降低到0.30 ￥/(kW?h)，各種處理方式的綜合成本分別降低40－230 ￥/t DS。如電價(jià)取至用電低谷期電價(jià)或者更低，成本可以進(jìn)一步降低。

污泥含水80%及60%下填埋占地分別為30%下填埋的5.25倍、1.75倍。政府通過補(bǔ)貼如降低電價(jià)等調(diào)控手段，將污水處理投入合理分配到其中的污泥處理單元，可以降低污泥處理單元的焚燒成本、填埋占地，降低堆肥成本。政府補(bǔ)貼可以發(fā)揮經(jīng)濟(jì)杠桿作用，調(diào)控污泥處理行業(yè)投入產(chǎn)出狀況，有利于污泥處理處置行業(yè)的健康發(fā)展。總之，污泥處理處置應(yīng)該有適宜的政府補(bǔ)貼。3 結(jié)論

（1）污泥堆肥成本隨電價(jià)變化約300－350 ￥/t DS，堆肥銷售可以補(bǔ)償部分處理成本，使污泥堆肥達(dá)到微利水平。合理施用堆肥可以提供養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)，是污泥處理處置技術(shù)的重要方向。

（2）污泥填埋操作簡(jiǎn)單，但其成本約500－760 ￥/t DS，高于堆肥處理。考慮到土地資源日益稀缺及二次污染問題，且從發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)來看污泥填埋將逐步受到限制，因此其應(yīng)用比例應(yīng)逐漸減少。

（3）污泥焚燒減量效果最明顯，但其初始投資及運(yùn)行費(fèi)用最高，綜合成本約771－1000 ￥/t DS。其設(shè)備維護(hù)復(fù)雜，如果對(duì)尾氣處理不當(dāng)會(huì)造成二次污染。

第三篇：第十章 污泥處理和處置

第十章 污泥的處理、處置

10.1 污泥的來源、性質(zhì)、數(shù)量 10.2 污泥處理處置的方法

10.2.1 污泥濃縮 10.2.2 污泥的穩(wěn)定 10.3 污泥的脫水和調(diào)理

10.3.1 脫水性能的評(píng)價(jià)指標(biāo) 污泥比阻擴(kuò)展閱讀

10.3.2 污泥的脫水設(shè)備 10.4 污泥的處置

第十章 污泥的處理、處置

前面我們看到，進(jìn)水中含有的懸浮物，在前處理或預(yù)處理得到去除，如格柵、篩網(wǎng)、物理沉淀、氣浮處理中分離會(huì)產(chǎn)生污泥。混凝處理要加入混凝劑來去除細(xì)小的SS或膠體顆粒也產(chǎn)生大量的污泥。化學(xué)沉淀去除可以形成化學(xué)沉淀的許多陽離子和陰離子，也會(huì)產(chǎn)生污泥。生物法去除BOD、氮、磷等其它污染物，一部分污染物被同化形成生物性污泥。生物性污泥來自二沉池、濃縮池或消化池，或來自許多的生物反應(yīng)池。這些污泥含水率都很高。這些污泥中某些成分有利用價(jià)值需要回收利用。有些污泥的有用成分因?yàn)榛厥盏某杀咎撸鳛楣腆w廢物，如果不妥善處理就會(huì)對(duì)環(huán)境造成不利影響。不管怎樣都需要妥善處理，防止產(chǎn)生二次污染。

污泥處理原則是“減量化、無害化、穩(wěn)定化和資源化”，歐洲國(guó)家目前污泥的主要處置方式為農(nóng)用、填埋和焚燒。衛(wèi)生填埋操作相對(duì)簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用較小，處理費(fèi)用較低，適應(yīng)性強(qiáng)。但是其侵占土地嚴(yán)重，如果防滲技術(shù)不夠，將導(dǎo)致潛在的土壤和地下水污染。污泥衛(wèi)生填埋始于20世紀(jì)60年代，污泥填埋是歐洲特別是希臘、德國(guó)、法國(guó)在前幾年應(yīng)用最廣的處置工藝。由于滲濾液對(duì)地下水的潛在污染和城市用地的減少等，對(duì)處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求越來越高（例如德國(guó)從2000年起，要求填埋污泥的有機(jī)物含量小于5％），許多國(guó)家和地區(qū)甚至堅(jiān)決反對(duì)新建填埋場(chǎng)。1992年歐盟大約40％的污泥采用填埋處置，近年來污泥填埋處置所占比例越來越小，例如英國(guó)污泥填埋比例由1980年的27％下降到2005年的6%。美國(guó)的污泥的主要處置方法是循環(huán)利用，而污泥填埋的比例正逐步下降，美國(guó)許多地區(qū)甚至已經(jīng)禁止污泥土地填埋。據(jù)美國(guó)環(huán)保局估計(jì)，今后幾十年內(nèi)美國(guó)6500個(gè)填埋場(chǎng)將有5000個(gè)被關(guān)閉。近年來，隨著污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)（如合成有機(jī)物和重金屬含量）日益嚴(yán)格的趨勢(shì)，許多國(guó)家，如德國(guó)、意大利、丹麥等污泥農(nóng)用的比例不斷降低。

發(fā)達(dá)國(guó)家污泥焚燒的比例非常高。以焚燒為核心的處理方法是最徹底的處理方法，這是因?yàn)榉贌ㄅc其它方法相比具有突出的優(yōu)點(diǎn)：

（1）焚燒可以使剩余污泥的體積減少到最小化，因而最終需要處置的物質(zhì)很少，焚燒灰可制成有用的產(chǎn)品，是相對(duì)比較安全的污泥處置方式。（2）焚燒處理污泥處理速度快，不需要長(zhǎng)期儲(chǔ)存。（3）污泥可就地焚燒，不需要長(zhǎng)距離運(yùn)輸。

（4）可以回收能量，用于污泥自身的干化或發(fā)電、供熱，相應(yīng)降低污泥處理成本。（5）能夠使有機(jī)物全部燃盡，殺死病原體。

污泥焚燒處置雖然一次性投資高，但由于它具有其它工藝不可替代的優(yōu)點(diǎn)，特別是在污泥的減量化、無害化、節(jié)約土地資源和節(jié)能等方面，因此成為污泥最終出路的解決方法。

自1962年德國(guó)率先建議并開始運(yùn)行了歐洲第一座污泥焚燒廠以來，焚燒的污泥量大幅度增加。目前德國(guó)共有39家污泥焚燒廠，其中10家混燒城市廢棄物，20家焚燒城市污水污泥，另9家焚燒工業(yè)污泥。70％的焚燒爐為鼓泡流化床。污泥含水率在45％～80％間。在柏林自1985年來運(yùn)行著歐洲最大的流化床污泥焚燒爐，處理75％水分的污泥15t/h。在國(guó)外，特別是西歐和日本采用焚燒法已得到了廣泛的應(yīng)用，在日本，污泥焚燒處理已經(jīng)占污泥處理總量的60％以上，現(xiàn)在日本規(guī)模較大的污水處理廠都采用焚燒法處理污泥。2005年歐盟采用焚燒處理污泥的比例提高到了38%。

污泥焚燒被分為直接焚燒和干化后焚燒兩種。（1）直接焚燒

污泥的直接焚燒是將高濕（含水率80%~85%）污泥在輔助燃料作用下，直接在焚燒爐內(nèi)焚燒。由于污泥含水量大、熱值低，需要消耗大量的輔助燃料。由于污泥含水量大，焚燒后的尾氣量也比較大，尾氣處理需要龐大的設(shè)備。（2）干化后焚燒

污泥因含水率高，不能簡(jiǎn)單作為燃料應(yīng)用。污泥要作為燃料，必須開發(fā)出獨(dú)特的干化技術(shù)和燃燒技術(shù)，使低熱值的污泥轉(zhuǎn)變成高熱值的可用燃料，然后通過焚燒爐對(duì)污泥燃料進(jìn)燃燒。污泥的干化最早是二十世紀(jì)四十年代開發(fā)的。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，污泥干化的優(yōu)點(diǎn)正逐漸顯現(xiàn)出來。干化后的污泥與濕污泥相比，可以大幅度減小體積，從而減少了儲(chǔ)存空間。以含水率85%的濕污泥為例，干化至含水率40%時(shí)，體積可減少至原來的1/4，污泥的形狀成為顆粒，有利于焚燒處理。在焚燒工藝前采用污泥干化工藝的目的是實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、提高污泥熱值、節(jié)省后續(xù)焚燒處理的費(fèi)用，以及達(dá)到更優(yōu)的焚燒效果。干化后的污泥經(jīng)高溫焚燒后產(chǎn)生的灰體積將縮小90%以上，有毒有機(jī)物熱分解徹底，焚燒產(chǎn)生能源可回收利用，灰、渣可作為建材材料使用。

早在20世紀(jì)40年代，日本和歐美就已經(jīng)用直接加熱鼓式干化器來干化污泥。由于污泥熱干化技術(shù)要求和處理成本較高，所以這項(xiàng)技術(shù)直到20世紀(jì)80年代末期在瑞典等國(guó)家的成功應(yīng)用之后，才在發(fā)達(dá)國(guó)家推廣起來。在發(fā)達(dá)國(guó)家，污泥干化和燃料化被認(rèn)為是有望取代現(xiàn)有的污泥處理技術(shù)最有發(fā)展前途的方法之一。

10.1 污泥的來源、性質(zhì)、數(shù)量

10.1.1 污泥的種類、性質(zhì)及主要指標(biāo) 一．污泥的種類

（1）初沉污泥；（2）剩余污泥；（3）消化污泥；（4）化學(xué)污泥。二．污泥的性質(zhì)和指標(biāo)

污泥處理原則是“減量化、無害化、穩(wěn)定化和資源化”。減量化指去除污泥中的水分。資源化指在符合成本原則下將有用成分回收利用。無害化、穩(wěn)定化指將可分解的成分分解成穩(wěn)定的化學(xué)形態(tài)物質(zhì)或?qū)⒂卸境煞洲D(zhuǎn)化成低毒化學(xué)物質(zhì)。這些都需要了解污泥的性質(zhì)和指

標(biāo)。

污泥的性能指標(biāo)

（1）含水率與含固率；

含水量的下降會(huì)使污泥體積明顯，比如含水率從p1降低為p2，污泥體積由 VSS（1）減小為VSS（2）：

VSS（1）ρ(1-:p1)=VSS（2）ρ(1-:p2)=△XSS 比如含水率由98%降為96%，污泥體積下降為原來的1/2：

VSS（1）ρ(1-:98%)=VSS（2）ρ(1-:96%)

VSS（2）/VSS（1）=1/2

（2）揮發(fā)性固體和可消化性成分；

（3）污泥中的有毒有害的物質(zhì)；

（4）污泥的燃燒熱值；

（5）污泥的脫水性能。

污泥的脫水性能常用的指數(shù)是比抗阻值簡(jiǎn)稱比阻（r)或毛細(xì)吸水時(shí)間

(CST)三．污泥量

（1）初沉污泥量與進(jìn)水中SS含量、分離方法和工藝有關(guān)；

（2）化學(xué)處理法產(chǎn)生的污泥。混凝污泥與進(jìn)水中細(xì)小SS或膠體含量、分離方法和工藝有關(guān)；

（3）活性污泥

（4）剩余活性污泥量

?X＝y(tǒng)Q(S0?Se)?KdXV?yobsQ(S0?Se)（5）剩余污泥體積

上式計(jì)算的是VSS，轉(zhuǎn)化為SS：

△XSS = △XVSS/ f

VSSρ(1-p)= △XSS

三 污泥中的水分及其對(duì)污泥處理的影響（1）污泥中的水存在形式分類 游離水，70％ 毛細(xì)水，20％ 內(nèi)部水，10％

減容方法（濃縮）去除的水是哪些部分的水？ 污泥的體積與含水率

（2）污泥中的含水率對(duì)污泥處理的影響 濃縮 運(yùn)輸 壓縮 填埋 焚燒

10.2 污泥處理處置的方法

可供選擇的方案大致有：

（1）生污泥→濃縮→消化→自然干化→最終處置；（2）生污泥→濃縮→自然干化堆肥農(nóng)肥；

（3）生污泥→濃縮→消化→機(jī)械脫水→最終處置；

（4）生污泥→濃縮→機(jī)械脫水→干燥焚燒→最終處置；

（5）生污泥→濃縮→消化→機(jī)械脫水→干燥焚燒→最終處置。（5）是最完全處理方案。

10.2.1 污泥濃縮

一 概述

污泥中所含水分大致分為4類：（如圖示）（1）顆粒間的空隙水、約占總水分的70%。（2）毛細(xì)水，即顆粒間毛細(xì)管內(nèi)水，占20%（3）吸附水, 兩者約占10%（4）內(nèi)部水 污泥的含水率很高：初沉污泥介于95—97%，剩余污泥達(dá)99%以上，故污泥體積大，需對(duì)污泥進(jìn)行脫水處理。二 方法:

（1）濃縮法：去除的水主要是空隙水。因空隙水占多，故濃縮是污泥減量的主要方法;（2）自然干化法與機(jī)械脫水法，去除的水主要是毛細(xì)水。

(3)干燥與焚燒法，對(duì)象，脫除吸附水與內(nèi)部水。(一)污泥濃縮

污泥濃縮的對(duì)象是剩余污泥、含水率由99%以上降至95%左右。

意義：可減少后續(xù)處理和機(jī)械脫水調(diào)節(jié)污泥的混凝劑用量、設(shè)備容量大大減少。方法有，重力濃縮法、污泥氣浮濃縮法、離心濃縮法等。1 重力濃縮

（1）濃縮過程和濃縮曲線

濃縮過程有成層沉降向壓縮沉降的過渡，分界點(diǎn)或說臨界點(diǎn)在哪里？這個(gè)點(diǎn)簡(jiǎn)稱K點(diǎn)。（2）重力濃縮池水平截面積的計(jì)算方法 1）沉降曲線簡(jiǎn)化計(jì)算法

① 通過沉降試驗(yàn)繪制沉降曲線，求K位置；

② 從污泥濃縮的濃度確定Hu，HuCuA?H0C0A

H0C0 Hu?Cu

Hu肯定在K點(diǎn)的水平線以下。

圖 10.2-1 污泥沉降曲線

③ 污泥界面高度H隨時(shí)間t的函數(shù)微分隨時(shí)間延長(zhǎng)是逐漸降低的，在K點(diǎn)的切線就是污泥界面高度H隨時(shí)間t的函數(shù)在K點(diǎn)的微分，即K點(diǎn)的沉降速度，按這個(gè)沉降速度需要多長(zhǎng)時(shí)間能夠達(dá)到與Hu水平線相交點(diǎn)tu;④ 從

Q0tu At?H0計(jì)算濃縮池的面積At。2)固體通量法

① 固體通量的定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過濃縮池某一斷面單位面積的固體質(zhì)量，單位：kg/m2.h。在連續(xù)流濃縮池內(nèi)固體通量由兩部分組成：（1）污泥靜沉引起的固體通量Gs；（2）底部排泥引起的污泥向下的流動(dòng)：

G?G?G

tsb

G?vc

sii

圖 10.2-2 污泥濃縮過程中的固體通量曲線

分析vi和ci對(duì)Gs的貢獻(xiàn),開始成層沉降，界面勻速下降，濃度不變，接著進(jìn)入過渡層，界面下降速度降低，濃度逐漸增加，到壓縮層，界面下降速度和濃度增加都減小。如果底部排泥的排泥流量為Qu，則由底部排泥引起的污泥向下的流量是：

QCGb?0uiA0t?uCit當(dāng)固體通量為Gt，進(jìn)泥流量為Q0，進(jìn)泥濃度為C0，則有下式：

QC?GA

Q0C0 At?Gt由上式可計(jì)算濃縮池的水平面積At。

3）沉降曲線簡(jiǎn)化計(jì)算法和固體通量法的聯(lián)系

這兩種方法設(shè)計(jì)的結(jié)果是不是一致的呢？沉降曲線簡(jiǎn)化計(jì)算法是基于污泥的沉降規(guī)律，找出K點(diǎn)，根據(jù)K點(diǎn)的沉降速度求出達(dá)到濃縮濃度的濃縮時(shí)間，從而計(jì)算設(shè)計(jì)的At。而固

體通量法根據(jù)污泥濃縮的固體通量和底流排泥引起的固體通量，求出最小固體通量來求出At。顯然最小固體通量污泥濃縮的固體通量和底流排泥引起的固體通量有關(guān)，當(dāng)?shù)琢髋拍嗨俣却笥诨蛐∮贙點(diǎn)的沉降速度（濃縮速度），相應(yīng)濃縮的污泥濃度就小于或大于沉降曲線簡(jiǎn)化計(jì)算法設(shè)計(jì)的污泥濃縮濃度。當(dāng)?shù)琢髋拍嗨俣鹊扔贙點(diǎn)的沉降速度（濃縮速度），這兩個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)果一樣。從式（10.2-3）和（10.2-8）可以得出：

Q0tuQ0C0=(10.2-9)H0Gt由這兩種計(jì)算方法結(jié)果的推論：

tu=

AtH0V=(10.2-10)Q0Q0

QC或 Gt=00(10.2-11)At因此底流排泥速度一定要合理，否則沉降曲線簡(jiǎn)化計(jì)算法和固體通量法設(shè)計(jì)的污泥濃縮效果不一樣。

4）重力濃縮池。分類：連續(xù)式重力濃縮池和間歇式重力濃縮池

① 連續(xù)式重力濃縮池, 多采用輻流式和豎流式重力濃縮池。

② 間歇式重力濃縮池 特點(diǎn)：

a.多采用豎流式

b.在濃縮池深度方向的不同高度設(shè)上清液排放管。c、濃縮時(shí)間一般采用8—12h。2 污泥氣浮濃縮

適用于污泥顆粒比重接近于1的、沉降濃縮效果不好的活性污泥。

原理與氣浮法去除水中的SS基本相同：在加壓情況下，將空氣溶解在澄清水中，在濃縮池中降至常壓后，所溶解空氣即可變成微小氣泡，從液體中釋放出來，大量微小氣泡附著在污泥顆粒周圍，使污泥顆粒比重減小而被強(qiáng)制上浮，達(dá)到濃縮目的。常用的氣浮濃縮污泥的流程是部分回流水加壓溶氣氣浮。.計(jì)算題：某污水處理廠的剩余污泥量為240m3/d，含水率99.3%，泥溫20℃。,現(xiàn)用部分回流水加壓溶氣氣浮濃縮污泥，得到含固率4%，壓力溶氣罐表壓3×105pa,計(jì)算氣浮濃縮池的面積A和回流比R。解題的思維要點(diǎn)： 氣固比的概念和公式；

氣浮濃縮流程圖.swf2 把污泥的百分濃度轉(zhuǎn)化為重量/體積濃度； 3 回流概念； 水力負(fù)荷的校核。解：（1）計(jì)算面積A 污泥負(fù)荷75 kg/m3.d，Ls?Q?s?1?p?Q?s?Q?sp?AA 33240(m/d)?1000(kg/m)??1?99.3%?A?75kg/m2.d ?22.4m2(2)計(jì)算回流比R QgQs?Csfp0QR?Cs?1?QRCs(fp0?1)R?QC0C0氣固比0.02，f=0.9,20℃空氣溶解度21.8mg/L。從含水率99.3%得到固體濃度7000g/m3。

0.02?21.8?R(0.9?3?1)7000R?380%

水力負(fù)荷校核。

10.2.2 污泥的穩(wěn)定

概述：污泥穩(wěn)定的目的：消除污泥中臭氣、消化有機(jī)物和殺滅污泥中的病原微生物。一 污泥穩(wěn)定的方法：

（1）厭氧消化、（2）好氧消化（3）藥劑氧化、（4）藥劑穩(wěn)定

本節(jié)重點(diǎn)介紹厭氧消化法：

一、厭氧消化

所謂厭氧消化：是指污泥在無氧的條件下，由兼性菌和專性厭氧菌將污泥中可生物降解的有機(jī)物分解成CO2和CH4，使污泥得到穩(wěn)定.故厭氧消化又稱污泥生物穩(wěn)定。采用的構(gòu)筑物稱消化池。

（一）厭氧消化機(jī)理

見前。

① 第三階段主要通過兩組生理上不同的甲烷作用。

一組：H2?CO2?CH4?H2O

另一組：對(duì)乙酸脫酸產(chǎn)生甲烷：CH3OOH?CH4?CO2

② 污泥中的水溶性BOD已經(jīng)不高，主要是固體形態(tài)的有機(jī)物。污泥固體細(xì)胞分解和胞內(nèi)生物大分子水解為小分子, 是厭氧消化的限速步驟, 這一點(diǎn)與廢水厭氧處理的限速步驟不同。提高厭氧消化效率的主要途徑之一是促進(jìn)污泥細(xì)胞的破裂, 增強(qiáng)其生物可降解性。盡

管如此消化條件還是要以產(chǎn)甲烷菌的生存繁殖條件為準(zhǔn)。

（二）、厭氧消化的影響因素

1、溫度影響根據(jù)甲烷菌對(duì)溫度影響適應(yīng)性，中溫甲烷菌，中溫消化，適應(yīng)溫度區(qū)：30—36℃。高溫甲烷菌，高溫消化，適應(yīng)溫度區(qū)：50—53℃。

一般多采用中溫消化，由于生污泥溫度較低，故消化時(shí)需加熱。加熱方法：蒸氣加熱，盤管加熱。

2、污泥投配率：定義：每日投加新鮮的污泥體積占消化池有效容積的百分?jǐn)?shù)。由此可知：n是消化時(shí)間的倒數(shù)，如n=5% 消化時(shí)間T=1/n=1/5%=20d, n是消化池的重要參數(shù)。中溫消化適宜n=5%--8%，相應(yīng)T為20d—12.5d。

3、攪拌和混合 目的：

（1）生、熟污泥充分混合。（2）避免污泥結(jié)塊，加速消化氣釋放。

方法有：

（1）泵加水?dāng)嚢璺?（2）消化氣循環(huán)攪拌法;（3）混合攪拌法。

4、營(yíng)養(yǎng)與C/N比營(yíng)養(yǎng)由污泥提供，污泥中C/N應(yīng)為（10—20）：1為宜。

5、有毒物質(zhì)

有抑制作用主要有重金屬離子、S2-等。

（1）重金屬離子抑制作用。來源于工業(yè)廢水：

1）與酶結(jié)合產(chǎn)生變性物質(zhì)，酶變性，如：R-SH + Me+=R-S-Me + H+

2)使酶沉淀。

（2）S2-的抑制作用：它與重金屬形成沉淀，減弱重金屬離子的危害。若S2-溶液過高，產(chǎn)

生H2S有抑制作用。

6、酸堿度、pH值和消化液的緩沖作用。由厭氧消化過程可知：第一階段、二階段產(chǎn)物為酸，pH值下降。第三階段有機(jī)酸分解，pH值上升。若第一、二階段反應(yīng)速度超過第三階段，有機(jī)酸積累，pH值下降，影響甲烷菌生活環(huán)境。消化液的緩沖作用：原因：有機(jī)物分解產(chǎn)生CO2和NH3（以NH4HCO3形式）。

（三）消化池的構(gòu)造

池形有兩種：園柱形與蛋形

構(gòu)造組成：集氣罩、池蓋、池體、下錐體。尺寸要求：池徑一般為6—35m，池總的高度為池徑的0.8-1.0；集氣罩高1-3m, 直徑2-5m池底、池蓋傾角為15—200。

附屬設(shè)備：

1、污泥投配、排泥及溢流系統(tǒng)投配管設(shè)在泥位上層。排泥管設(shè)在池底部。

2、沼氣排出，收集與儲(chǔ)氣設(shè)備。

3、攪拌設(shè)備

2-5h將全池污泥攪拌一次。

沼氣攪拌：由貯氣柜通過壓縮機(jī)加壓通過配氣環(huán)管通到每根立管，立管末端在同一

標(biāo)高上，距池底1-2m。

4、加溫設(shè)備：池內(nèi)蒸汽直接加熱。池外盤管間接加熱。總耗熱量：

Qmax=Q1max+Q2max+Q3max(kJ/h)

Q1max---提高生污泥溫度所需要最大耗熱量。Q2max------池體耗熱量（kJ/h）Q3max-----熱

交換的耗熱量（kJ/h）。為了保持消化溫度，需注意熱量衡算。(四)工藝：

1）低負(fù)荷率消化池不加熱、不攪拌； 2）高速消化池； 3）厭氧接觸消化池。(五)消化池的計(jì)算

1)容積計(jì)算: 從平均停留時(shí)間、污泥負(fù)荷或污泥投配率計(jì)算。2)產(chǎn)氣量計(jì)算和熱量平衡計(jì)算。1 二 污泥好氧消化

污泥中的BOD主要是細(xì)胞形式，假設(shè)污泥好氧消化速度是d(ss)/dt, 消化池的有效容積是V，則有下式：

Qss0?Qsse?Vd(ss)(10.2-1)dt

Vd(ss)V?ss0?sse??(10.2-2)dt?c

ss0?sseQss0?Qsse?V?c(10.2-3)

?c?V(10.2-4)Q

在好氧硝化池污泥的停留時(shí)間就是污泥齡。

10.3 污泥的脫水和調(diào)理

概述

穩(wěn)定后的污泥中的固體主要是腐殖質(zhì)。網(wǎng)狀network, 親水強(qiáng)，難脫水。

10.3.1 脫水性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)

（1）比阻抗值r

Darcy方程

dVpA2?(10.3-1)dt?(rcV?RA)

t?rc?R?V?(10.3-2)

V2ppA

當(dāng)忽略過濾介質(zhì)的阻力，則：

t?rc?V(10.3-3)

V2p

比阻抗值r與壓力的關(guān)系：

r?r'ps(10.3-4)對(duì)上式取對(duì)數(shù)，得：

log(r)?slog(p)?log(r)(10.3-5)

測(cè)定不同壓力下的比阻，通過上式就可求出s。（2）毛細(xì)吸水時(shí)間（CST)

測(cè)定污泥比阻相當(dāng)麻煩、費(fèi)時(shí)，因此人們開始注意到另一個(gè)污泥脫水指標(biāo)即毛細(xì)吸水時(shí)間，雖然該指標(biāo)測(cè)定簡(jiǎn)便，目前還沒有解決技術(shù)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)上的問題。

'污泥比阻擴(kuò)展閱讀

污泥比阻是目前被人廣泛采用的衡量污泥脫水性能的指標(biāo)，它是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性指標(biāo)，其常用單位是m/kg和s2/g，一個(gè)物理量的單位是理解其含義的角度之一，但是從污泥比阻的常用單位看不出其含義所在。實(shí)際上通常所用的污泥比阻r并不是原始污泥比阻的定義，后者也是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性物理量。

1污泥比阻的原始含義和含義演變

從毛細(xì)管流概念可推導(dǎo)出脫水速率達(dá)式[1]：

1dV（單位時(shí)間單位脫水面積上脫水體積）的表Adt1dVP?nd4P?nd式（1）???Adt128?????128?10

式中A污泥脫水的過水面積；V脫水體積；P脫水壓力；α—毛細(xì)管彎曲程度的校正系數(shù)；n—單位脫水面積上的毛細(xì)管數(shù)；d—毛細(xì)管徑；δ污泥濾餅厚度；μ介質(zhì)粘度系數(shù)。α、n、?nd4d這三個(gè)參數(shù)是污泥內(nèi)在性質(zhì)，無法直接測(cè)定，把它們整合成一個(gè)參數(shù)，令：??，128?改寫式（1），1dVP

式（2）??Adt??β是與污泥內(nèi)在性質(zhì)相關(guān)的一部分脫水速率常數(shù)，單位是個(gè)·(長(zhǎng)度單位)2，實(shí)際表達(dá)時(shí)把單位“個(gè)”省略了。用1/β來表示脫水阻力，β數(shù)值越大表示污泥內(nèi)在性質(zhì)引起的脫水阻力越小，1/β就是污泥比阻的原始定義：

R?1??128?

式（3）4?ndR的單位是1/(長(zhǎng)度單位)2，從式（2）看R的物理含義可解釋為污泥內(nèi)在性質(zhì)對(duì)脫水速率的阻力。這幾個(gè)污泥內(nèi)在性質(zhì)受許多其它因素的影響，因此它與許多因素有關(guān)，如污泥成分、顆粒分布、污泥的可壓縮性、壓力、pH、調(diào)理處理、表面性質(zhì)、溫度、脫水時(shí)間等。特別需要指出的是與脫水的進(jìn)程的關(guān)系，測(cè)定的污泥比阻是合理脫水時(shí)間范圍的平均值。

從式（3）可改寫

式（2）得下式：

dVPA?

式（4）dt?R?R、δ和μ分別是污泥內(nèi)在性質(zhì)、污泥尺度參數(shù)和介質(zhì)對(duì)脫水阻力的貢獻(xiàn)。引入過濾介質(zhì)對(duì)污泥脫水的阻力Rf，其單位應(yīng)該與污泥參數(shù)組合Rδ的單位1/m一樣，則式（4）改寫為[]：

dVPA

式（5）?dt?(R??Rf)假設(shè)過濾單位體積濾液在過濾介質(zhì)上留下的濾餅體積是v，因此δA=vV，從而將上式改寫為[]：

dVPA式（5）?dt?(RvV?RfA)v不能準(zhǔn)確測(cè)定，那么當(dāng)把過濾單位體積濾液在過濾介質(zhì)上留下的濾餅重量ω替代v時(shí)，R被改寫為r，把RvV轉(zhuǎn)換為ωrV，這就是人們廣泛采用的污泥比阻，以下是轉(zhuǎn)換后的關(guān)系：

dVPA2?

式（6）dt?(r?V?RfA)RvV的量綱為m。RvV轉(zhuǎn)換為ωrV后，為了維持其原來的量綱不變，r的單位應(yīng)該為m/kg，1kg重力等于9.8N, 將這個(gè)單位變換為m/(103 g×9.81m×s-2)，就轉(zhuǎn)換為單位s2/g。直接從這兩個(gè)單位看不出它含有污泥比阻的含義，它們是經(jīng)過多步演變后的衍生單位。對(duì)式（6）積分就得到被人們廣泛采用的線性關(guān)系：

Rf?t?r??V?2V2PAP11

式（7）那么同樣可對(duì)式（5）積分，得到以下關(guān)系式：

Rf?t?Rv

式（8）?V?V2PA2P式（5）和 式（6）的積分的假設(shè)條件是v、R、ω、r與脫水時(shí)間或脫水的體積無關(guān)，這個(gè)假設(shè)對(duì)可壓縮污泥是不能完全成立的。在顆粒間的水基本脫盡的情況下，自然進(jìn)入到毛細(xì)管水脫水階段，而對(duì)可壓縮污泥在不同壓力下，污泥樣品的內(nèi)在性質(zhì)參數(shù)n和d自然發(fā)生不同的變化，到托毛細(xì)管水階段，污泥樣品的毛細(xì)管參數(shù)n和d并不是瞬間達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因此這個(gè)階段不屬于線性范圍。在脫顆粒間水階段，毛細(xì)管參數(shù)發(fā)生了多大程度的變化，它們的變化又在多大程度上影響脫水，在誤差許可的情況下把它看做是在脫水期間的平均值。式（7）和式（8）的斜率應(yīng)該相等，即：

Rv＝ωr 因此R與r存在以下關(guān)系：

R??vr

式（9）

但是在技術(shù)上直接用比阻r表示污泥脫水的性能，而不用R。

比阻不能準(zhǔn)確地反映污泥的離心脫水性能，因?yàn)殡x心脫水過程與比阻測(cè)定過程相差甚遠(yuǎn)。比阻測(cè)定過程與真空過濾脫水過程基本相近，也能比較準(zhǔn)確地反映出污泥的壓濾脫水性能；

三

污泥調(diào)理（1）加藥調(diào)理法

有機(jī)調(diào)理劑。

無機(jī)調(diào)理劑。

實(shí)驗(yàn)方法（不同于廢水絮凝法）

影響因素：調(diào)理劑、污泥性質(zhì)、pH、溫度、攪拌條件、介質(zhì)粘度系數(shù)。

加藥調(diào)理改善脫水性能的解釋：

從界面、毛細(xì)管的變化。水的物理形態(tài)發(fā)生變化，更多的毛細(xì)水成為間隙水。對(duì)過濾介質(zhì)孔隙堵塞也有所減小。（2）物理調(diào)理法

加熱、冷凍和加惰性助劑、淘洗法

10.3.2 污泥的脫水設(shè)備

主要毛細(xì)水和部分間隙水。含水率從96％降為60－80％。1 帶式壓濾機(jī) 設(shè)備：帶式壓濾機(jī)

原理：在過濾介質(zhì)一面加壓為推動(dòng)力而脫水，適用于各種污泥。

滾壓帶式脫水機(jī).avi

帶式壓濾機(jī)運(yùn)行鏈接http://v.ku6.com/show/XUpQTiDr55-rW1YrvzpByQ...html 2 板框壓濾機(jī)

原理：在過濾介質(zhì)一面加壓作為推動(dòng)力而脫水，適用于各種污泥。

板框式壓濾機(jī)構(gòu)造運(yùn)行步驟和發(fā)展.flv板框式壓濾機(jī).swf 離心脫水

設(shè)備：轉(zhuǎn)筒式離心機(jī)

大坦沙曝氣池和厭土地凈化污水處理氧池加蓋.avi廠臭氣.avi

10.4 污泥的處置

污泥的處置有填埋、焚燒、農(nóng)用等。

第四篇：城市污水處理廠污泥處理處置的政策分析

ｓｕｎｓｈｉｎｅ

城市污水處理廠污泥處理處置的政策分析

岑超平，張德見，韓

琪

國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局華南環(huán)境科學(xué)研究所，廣東 廣州 510655

摘要：簡(jiǎn)要介紹了城市污水處理廠污泥處理處置技術(shù)，提出污泥產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的建議，指出土地利用是符合我國(guó)國(guó)情的污泥處置的方向之一。污泥處理技術(shù)主要有減量化、濃縮、脫水、消化、堆肥等；污泥處置技術(shù)主要有焚燒、填埋、土地利用、建材利用等。污泥處理處置應(yīng)按照減量化、穩(wěn)定化、無害化原則，鼓勵(lì)污泥資源化綜合利用。合理確定污水處理廠污泥處理處置設(shè)施的布局和設(shè)計(jì)規(guī)模；鼓勵(lì)對(duì)污泥處理處置給與稅、費(fèi)優(yōu)惠政策，明確將污泥處理處置的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用列入污水排污收費(fèi)范圍，建立科學(xué)的價(jià)格補(bǔ)償機(jī)制；政府在污泥產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著較為重要的作用，主要體現(xiàn)為服務(wù)與監(jiān)督，包括承諾、保障和協(xié)調(diào)三個(gè)方面。

關(guān)鍵詞：城市污水處理廠；污泥；處理處置；政策

中圖分類號(hào)：X703

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-2175（2005）05-0803-04目前全國(guó)每年產(chǎn)生的污泥量大約為300萬t[1]，污泥的儲(chǔ)存、處理處置及資源化過程中均可能危害環(huán)境，污泥的處理處置已成為一個(gè)世界性的社會(huì)和環(huán)境問題。本文旨在通過對(duì)當(dāng)前污泥處理處置技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)的分析，探討我國(guó)城市污水處理廠污泥處理處置的有關(guān)政策。污泥處理處置現(xiàn)狀及問題分析

1.1 城市污水污泥處理技術(shù) 1.1.1 污泥減量化

污泥減量技術(shù)指在污水處理過程中，保證污水處理效果的前提下，采用適當(dāng)?shù)拇胧┦刮勰嗔拷档偷母鞣N技術(shù)，包括物理法、化學(xué)法、生化法。其中生化法減量技術(shù)應(yīng)得到大力推廣[2]。1.1.2 污泥濃縮

污泥濃縮包括重力濃縮、氣浮濃縮、離心濃縮、帶式濃縮機(jī)濃縮、轉(zhuǎn)鼓機(jī)械濃縮等技術(shù)。污水處理廠含有除磷脫氮等深度處理工藝段生產(chǎn)的富磷污泥宜采用機(jī)械濃縮或采用重力濃縮后進(jìn)行上清液除磷處理以免影響總體脫磷效果。1.1.3 污泥脫水

污泥經(jīng)脫水后，其體積減至濃縮前的1/10，脫水前的1/5，大大降低了后續(xù)污泥處置的難度。目前國(guó)內(nèi)新建的處理廠，絕大部分采用帶式壓濾脫水機(jī)，具有出泥含水率低且穩(wěn)定、能耗少、管理不復(fù)雜等特點(diǎn)。

1.1.4 污泥消化

污泥消化分為厭氧消化和好氧消化。厭氧消化是目前國(guó)際上最為常用的污泥生物處理方法，同時(shí)也是大型污水處理廠最為經(jīng)濟(jì)的污泥處理方法。好氧消化適合于中小型污水處理廠，近年來，高溫好氧消化開始作為污泥中溫厭氧消化的預(yù)處理。

ｓｕｎｓｈｉｎｅ

1.1.5 污泥堆肥

堆肥化，實(shí)質(zhì)上是利用污泥中的好氧微生物進(jìn)行好氧發(fā)酵的過程，使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為類腐殖質(zhì)[3]。堆肥的環(huán)境條件是適當(dāng)?shù)暮省⒀鯕狻囟群吞嫉取Ｎ勰嗪醚醺邷囟逊实耐夤┭醴椒ǔ２捎脧?qiáng)制通風(fēng)加定期翻堆來完成[4]。1.2 城市污水污泥處置狀況 1.2.1 焚燒

焚燒法是最徹底的處理方法。近年來，焚燒法采用了合適的預(yù)處理工藝和先進(jìn)的焚燒方法，滿足了越來越嚴(yán)格的環(huán)境要求。污泥焚燒過程中的核心設(shè)備是焚燒爐。日本、美國(guó)、歐盟各國(guó)都非常重視流化床焚燒爐技術(shù)的發(fā)展[5]。為防治焚燒產(chǎn)生二噁英等有害氣體，要求焚燒溫度高于850 ℃。焚燒后產(chǎn)生的焚燒灰可以改良土壤、筑路，制磚瓦、陶瓷、混凝土填料等。1.2.2 填埋

污泥填埋分為單獨(dú)填埋和混合填埋，脫水污泥與城市垃圾混合填埋比較多，而在美國(guó)多數(shù)采用單獨(dú)填埋[6]。污泥能填埋主要考慮兩個(gè)因素：污泥本身的土力學(xué)性質(zhì)，填埋對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響。由于垃圾和污泥分屬環(huán)衛(wèi)和市政兩個(gè)不同的行政部門管理，在管理體制上需進(jìn)一步理順。技術(shù)方面，脫水后污泥含水率一般在57％以上，不能滿足填埋場(chǎng)的要求，需要進(jìn)行預(yù)處理后才能進(jìn)入填埋場(chǎng)填埋[7]。1.2.3 土地利用

基于經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的壓力以及資源化考慮，污泥土地利用在發(fā)達(dá)國(guó)家已成為一條重要的處理途徑[8]。同樣在我國(guó)土地利用是適合國(guó)情及經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的一種積極的、生產(chǎn)性的處置方法，包括農(nóng)用、森林、園藝、生活垃圾填埋覆蓋土及廢棄礦場(chǎng)土地

ｓｕｎｓｈｉｎｅ

改良等。

污泥的土地利用存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，重金屬是限制污泥土地利用的主要因素之一[9–11]。通過一定的措施可以做到安全控制，如源頭控制，生物法處理[12]，選擇性地施用等。污泥土地利用應(yīng)建立嚴(yán)密的使用、管理、監(jiān)測(cè)和監(jiān)控體系，關(guān)注區(qū)域內(nèi)的土壤、地下水、地表水、作物等相關(guān)因子的狀態(tài)和變化，以確保安全有效。1.2.4 建材利用

有些工業(yè)廢水和生活污水混排處理后的污泥含有機(jī)廢物、重金屬和一些有害微生物，可用于制造磚塊、生態(tài)水泥、陶粒、填料等。污泥建材利用應(yīng)考慮重金屬津出率及放射性污染物、有機(jī)污染物的影響。

1.3 城市污水污泥處理處置中存在的問題

我國(guó)存在著重廢水處理，輕污泥處理處置的傾向，污泥的處理處置起步較晚，且存在一些問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：污泥處理技術(shù)設(shè)備落后；污泥處理管理、設(shè)計(jì)水平低；污泥處理處置投資低；污泥處理處置狀況較為混亂；除幾個(gè)大型城市外，國(guó)內(nèi)各城市的總體規(guī)劃中缺少污泥處理處置內(nèi)容，更無專項(xiàng)規(guī)劃。產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策

牢固樹立和落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，解放思想，改變觀念，切實(shí)推進(jìn)我國(guó)污泥處理處置設(shè)施建設(shè)、運(yùn)營(yíng)的市場(chǎng)化進(jìn)程。改革現(xiàn)有的管理體制和價(jià)格機(jī)制，根據(jù)國(guó)家開放市政基礎(chǔ)公用設(shè)施建設(shè)與運(yùn)營(yíng)的有關(guān)政策，鼓勵(lì)外資與民企參與經(jīng)營(yíng)污泥處理處置過程，實(shí)現(xiàn)污泥處理處置設(shè)施建設(shè)的投資多元化、運(yùn)營(yíng)企業(yè)化、管理市場(chǎng)化的開放式、競(jìng)爭(zhēng)性的建設(shè)運(yùn)營(yíng)格局。

2.1 技術(shù)政策

污泥處理處置應(yīng)促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，按照地區(qū)差別實(shí)行分類指導(dǎo)，根據(jù)本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和自然環(huán)境條件及地理位置等因素，合理選擇處理處置方式。禁止污泥隨意傾倒和無控制堆放。

污泥處理處置應(yīng)按照減量化、穩(wěn)定化、無害化原則，鼓勵(lì)污泥資源化綜合利用，盡可能利用過程中的能量和物質(zhì)。

污泥處理處置設(shè)施建設(shè)，應(yīng)依據(jù)城市總體規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃、固體廢棄物處理處置規(guī)劃及城市污水處理廠規(guī)劃的要求，按照在污水處理的同時(shí)，必須對(duì)污泥進(jìn)行最終處置的原則，做到規(guī)劃先行，合理確定污水處理廠污泥處理處置設(shè)施的布局和設(shè)計(jì)規(guī)模。

ｓｕｎｓｈｉｎｅ

污泥處理到最終處置是一系列工藝技術(shù)的組合系統(tǒng)，必須總體規(guī)劃考慮，不能分離整個(gè)處理處置過程而強(qiáng)調(diào)某一局部單元工藝技術(shù)的效果。其組合系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)環(huán)境納容量、污泥特性、處理處置規(guī)模及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)化組合確定。

污泥處理和處置技術(shù)選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括：處理單位干污泥量投資、處理單位干污泥量運(yùn)行成本、占地面積、系統(tǒng)技術(shù)運(yùn)行的可靠性、管理維護(hù)難易程度、總體環(huán)境效益和環(huán)境的危害性、資源化利用價(jià)值及其它因素。

開展我國(guó)污泥產(chǎn)量、污泥質(zhì)量、污泥處理處置及再利用現(xiàn)狀的調(diào)研與評(píng)價(jià)工作；加快城市污水處理廠污泥處理、處置技術(shù)政策的編制工作；抓緊建立污泥處理處置技術(shù)的評(píng)價(jià)體系和方法。鼓勵(lì)科技工作者研究開發(fā)和引進(jìn)高效實(shí)用的污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化處理技術(shù)與設(shè)備。2.2 產(chǎn)業(yè)政策

污泥處理處置產(chǎn)業(yè)政策及相關(guān)制度，要充分體現(xiàn)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，維護(hù)生態(tài)平衡。立足于我國(guó)實(shí)際情況，借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，瞄準(zhǔn)國(guó)際發(fā)展動(dòng)態(tài)，明確污泥處理處置產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本思路，制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和實(shí)施方案。把污泥處理處置產(chǎn)業(yè)的發(fā)展列入優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，將其作為一個(gè)重要的新興行業(yè)加以扶持，不斷增加投入。堅(jiān)持以市場(chǎng)為導(dǎo)向、以科技為先導(dǎo)、以效益為中心、以企業(yè)為主體的原則，強(qiáng)化政策法規(guī)引導(dǎo)，逐步建立與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制相適應(yīng)的污泥處理處置產(chǎn)業(yè)宏觀調(diào)控體系。從宏觀上，要建立合理的規(guī)章制度和科學(xué)的政策導(dǎo)向，堅(jiān)持政府服務(wù)、監(jiān)督與市場(chǎng)化運(yùn)作并舉的方針，積極推動(dòng)污泥處理處置產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展；微觀上，制定科學(xué)合理的污泥處理處置價(jià)格，限制高耗能、高污染的處置方式。

鼓勵(lì)污泥處理處置的投資、融資向多元化方向發(fā)展。首先，結(jié)合財(cái)政體制改革，爭(zhēng)取各級(jí)政府每年安排環(huán)保專項(xiàng)資金時(shí)優(yōu)先考慮污水廠污泥處理處置的費(fèi)用，并建立相應(yīng)的監(jiān)督檢查和考核制度，確保落實(shí)。同時(shí)，污泥處理處置的融資應(yīng)強(qiáng)調(diào)商業(yè)化與國(guó)際化，引進(jìn)BOT投資方式，廣泛吸納社會(huì)資金，鼓勵(lì)企業(yè)尤其是國(guó)內(nèi)銀行、上市公司和其他民間資本投資污泥產(chǎn)業(yè)，以改善相應(yīng)的投資結(jié)構(gòu)和引進(jìn)先進(jìn)的污泥處理處置技術(shù)，提高污泥處處理置效率。

鼓勵(lì)對(duì)污泥處理處置給與稅、費(fèi)優(yōu)惠政策。建立有利于污泥處理處置產(chǎn)業(yè)發(fā)展的減免稅、國(guó)債、ｓｕｎｓｈｉｎｅ

貸款貼息、設(shè)備折舊等稅收、財(cái)政措施，推動(dòng)污泥處理處置的發(fā)展。對(duì)于污泥處理處置過程新產(chǎn)品、新技術(shù)的研制及對(duì)外來技術(shù)消化吸收后生產(chǎn)的產(chǎn)品，在新產(chǎn)品、新技術(shù)投產(chǎn)后除享受法律、法規(guī)規(guī)定的減免稅待遇外，還應(yīng)該給予稅前還貸的優(yōu)惠條件。同時(shí)隨著污水領(lǐng)域政企分離逐步到位、污水收費(fèi)逐漸實(shí)施及技術(shù)路線逐步明確，應(yīng)在政策上明確污泥處理處置的直接承擔(dān)主體是污水處理企業(yè)，污水處理企業(yè)負(fù)有對(duì)本企業(yè)所產(chǎn)生污泥合理處理并最終達(dá)標(biāo)處置的責(zé)任。

明確將污泥處理處置的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用列入污水排污收費(fèi)范圍，單獨(dú)核算，切實(shí)保障處理經(jīng)費(fèi)的及時(shí)支付。由于我國(guó)目前大多數(shù)城市的污水處理收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)偏低，收取率不高，需要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況逐步實(shí)現(xiàn)污泥的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，以此為基礎(chǔ)建立科學(xué)的價(jià)格補(bǔ)償機(jī)制。合理的污泥處理價(jià)格有助于：①確保污泥達(dá)標(biāo)處理后對(duì)環(huán)境的零排放；②建立運(yùn)營(yíng)投資價(jià)格補(bǔ)償機(jī)制；③鼓勵(lì)技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)升級(jí)，不斷降低污泥處理運(yùn)行成本；④降低污泥肥料產(chǎn)品的市場(chǎng)銷售價(jià)格，提高污泥肥料產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，確保污泥得到及時(shí)有效的處置。

管理方面，政府在污泥產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著較為重要的作用，主要體現(xiàn)為服務(wù)與監(jiān)督，包括承諾、保障和協(xié)調(diào)三個(gè)方面。政府承諾涉及與特許項(xiàng)目有關(guān)的土地使用、相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的提供、防止不必要的重復(fù)性競(jìng)爭(zhēng)項(xiàng)目建設(shè)及必要的補(bǔ)貼，但不承諾商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)、固定投資回報(bào)率及法律、法規(guī)禁止的其他事項(xiàng)。政府為項(xiàng)目的建設(shè)與穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)提供資金、建設(shè)用地、電價(jià)、稅費(fèi)等方面的保障，協(xié)調(diào)污水凈化廠、運(yùn)輸及相關(guān)主管部門的關(guān)系，提供一個(gè)良好的環(huán)境。結(jié)語

目前國(guó)內(nèi)污泥處理利用技術(shù)還比較落后，人們對(duì)污泥處理處置必要性認(rèn)識(shí)還不夠，許多問題亟待解決。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，將經(jīng)過堆肥穩(wěn)定化后的污泥進(jìn)行土地利用，應(yīng)該是國(guó)內(nèi)污泥處置利用較有發(fā)展前景的一種途徑，同時(shí)積極發(fā)展其它污泥資源化利用方法。為了解決國(guó)內(nèi)污泥處理處置中存在的問題，充分利用污泥資源，必須大力發(fā)展污泥處理處置和利用的各種技術(shù)，建立與完善污泥處理處置相關(guān)的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)政策，制定污泥處理處置過程中相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)。鼓勵(lì)污泥處理處置的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，積極開發(fā)應(yīng)用新工藝、新材料和新設(shè)備。參考文獻(xiàn)：

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Policy analysis for sludge treatment and disposal in municipal wastewater treatment plant

CEN Chao-ping, ZHANG De-jian, HAN Qi South China Institute of Environmental Sciences SEPA, Guangzhou 510655, China

Abstract: The techniques for sludge treatment and disposal in municipal wastewater treatment plant are introduced, the advice for sludge industrial development policy is indicated.It is pointed out that land application is one of the appropriate approaches for sludge disposal in China.Sludge treatment technologies include minimization, thickening, dewatering, digestion and compost.Whereas, Sludge disposal technologies include incineration, land filling, land application and building materials.The principle of sludge treatment and disposal is to be minimum, steady and innocuous and resourceful use is advocated.The arrangement and design scale of establishments for sludge treatment and disposal should be suitably confirmed.The preferential policy of revenue and fee should be established for sludge treatment and disposal.The operational expenses of sludge treatment and disposal should be definitely comprised in the charge of sewage water discharge.And the scientific compensatory mechanism of price should also be established.Government plays an important role in the development of sludge treatment and disposal industry, which includes service and supervise, that is promise, guarantee and correspond.Key word: municipal wastewater treatment plant;sludge;treatment and disposal;policy

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ｓｕｎｓｈｉｎｅ

第五篇：城市污水處理廠污泥的處理處置

城市污水處理廠污泥的處理處置

方法探究

城市污水處理廠污泥的處理處置方法探究

引言

水環(huán)境污染問題是我國(guó)的大環(huán)境問題之一，為了減少污染物的排放，對(duì)城市生活污水、工業(yè)廢水等必須經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后才能排放進(jìn)入水體，而城市污水處理廠在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的污泥。近年來，為了改善污水處理現(xiàn)狀，在全國(guó)范圍內(nèi)有許多大規(guī)模的污水處理廠投入使用，許多新的污水處理項(xiàng)目也在規(guī)劃和建設(shè)中，這使得城市的污水處理能力有了進(jìn)一步的提高，隨之污泥的產(chǎn)生量也在不斷的增大。污泥中含有大量的有機(jī)物、豐富的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、重金屬、多氯聯(lián)苯以及致病菌和病原菌等。這些污泥未及時(shí)處理或者隨意堆放、拋棄都會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。因此，要根據(jù)“無害化、資源化、穩(wěn)定化、減量化”的原則，對(duì)污泥處理處置的過程實(shí)行全面管理，綜合考慮環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素的影響，采用切實(shí)的污泥處理處置技術(shù)，對(duì)污泥進(jìn)行綜合利用，回收和利用污泥中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。

1、國(guó)內(nèi)外污泥處理處置的基本情況

城市污水處理過程必然產(chǎn)生污泥，而隨著城市污水處理率的不斷提高，污泥的產(chǎn)生量也在不斷的增大。據(jù)了解，目前我們國(guó)家每年的污泥產(chǎn)生總量約為900萬噸，在城市污泥處理處置的方法中，污泥的農(nóng)用約占44.8%，污泥的衛(wèi)生填埋約占31%，其他處置約占10.5%，沒有處置的約占13.7%。但這些污泥處理或者處置的數(shù)據(jù)都是在特定的條件下進(jìn)行估算得出來的，嚴(yán)格來說會(huì)有較大的變動(dòng)。資料統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)的污泥處理處置投資在污水處理廠總投資中所占的比例為20%-50%，可以看出，污泥的處理處置處于嚴(yán)重的滯后狀態(tài)。

對(duì)于解決城市水污染問題來說，污水處理和污泥處理處置是兩個(gè)緊密關(guān)聯(lián)又同等重要的系統(tǒng)。在國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家，污泥的處理處置是極為重要的環(huán)節(jié)，其投資在污水處理廠總投資中所占比例為50%-70%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出國(guó)內(nèi)投資力度。在國(guó)外，污泥的處理處置方法也包括污泥衛(wèi)生填埋、焚燒、土地利用和填海等。但由于填海造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，各國(guó)也基本都遵從國(guó)際海洋法廢止了。相比較而言，污泥焚燒所需要的技術(shù)難度較大，其投資成本也較高，并且還有尾氣等有害氣體產(chǎn)生 ；污泥衛(wèi)生填埋存在地下水污染的風(fēng)險(xiǎn)，土地利用存在重金屬和病原菌污染的風(fēng)險(xiǎn)，也不容小覷，但二者從技術(shù)難度和投資成本來說還是有一定優(yōu)勢(shì)的。因此，不同的國(guó)家和地區(qū)要根據(jù)本國(guó)的具體情況采用合適的污泥處理處置方法，使污水處理能夠畫上一個(gè)完滿的句號(hào)。

2、污泥處理處置方法的優(yōu)缺點(diǎn)分析 2.1污泥的土地利用

污泥中含有有機(jī)物和豐富的氮、磷、鉀、鈣等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以應(yīng)用于農(nóng)田、果園、草地、市政綠化、林地等，而且污泥直接利用投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ奶幹梅绞健？茖W(xué)合理的土地利用，可以使污泥作為一種資源從而減少其帶來的負(fù)面效應(yīng)，而市政綠化、林地的污泥使用不會(huì)引起食物鏈的污染成為污泥土地利用的一種有效方式。盡管污泥的土地利用有循環(huán)經(jīng)濟(jì)、能耗低、養(yǎng)分回收利用等優(yōu)點(diǎn)，但是污泥中重金屬（如：銅、鋅、鉻等）、病原菌等有害物質(zhì)的存在，使其在土地使用時(shí)還有一定的危險(xiǎn)性。因此農(nóng)用污泥重金屬濃度標(biāo)準(zhǔn)及單位面積徒弟污泥的應(yīng)用量各國(guó)政府都做了嚴(yán)格的限制。

2.2污泥衛(wèi)生填埋 污泥的衛(wèi)生填埋始于20世紀(jì)60年代,從保護(hù)環(huán)境角度出發(fā)在傳統(tǒng)填埋的基礎(chǔ)上, 經(jīng)過一系列科學(xué)選址和場(chǎng)地防護(hù)處理, 是一種具有嚴(yán)格管理制度的科學(xué)的工程操作方法。到目前為止, 已經(jīng)發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的污泥處置技術(shù), 其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、易行、成本低，污泥不需要高度脫水，適應(yīng)性強(qiáng)等。但由于污泥填埋對(duì)污泥的土力學(xué)性質(zhì)要求較高,需要的場(chǎng)地面積較大和運(yùn)輸費(fèi)用較高,同時(shí)對(duì)地基還需要作防滲透處理以免產(chǎn)生的滲濾液進(jìn)入地下水層污染地下水環(huán)境等, 同時(shí)還要采取適當(dāng)?shù)拇胧┓乐巩a(chǎn)生的氣體發(fā)生爆炸或者燃燒。隨著人口的增加，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得土地資源越來越緊張，污泥填埋處置所占比例越來越小。美國(guó)環(huán)保局估計(jì), 今后幾十年內(nèi), 美國(guó) 6500個(gè)填埋場(chǎng)將有 5000個(gè)被關(guān)閉。與1984年相比, 歐盟國(guó)家污泥填埋量增加了4%, 但同期污泥總量卻增加了16%。這說明，污泥填埋在發(fā)達(dá)國(guó)家正在減少。

2.3污泥堆肥

堆肥化技術(shù)是從60年代迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)新興生物處理技術(shù)。7O年代以后由于污泥產(chǎn)生的環(huán)境問題和填埋技術(shù)的缺點(diǎn)日益突出，污泥堆肥技術(shù)引起了世界各國(guó)的廣泛重視，并成為環(huán)保領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，這時(shí)人們開始考慮利用堆肥化技術(shù)取代部分傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法。污泥中含有大量的有機(jī)物，經(jīng)過一定的處理可以成為適合農(nóng)作物耕種的有機(jī)肥料，因此污泥的堆肥利用將成為污泥處理的重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)。堆肥化是利用微生物在一定條件下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解的過程，因此根據(jù)微生物生長(zhǎng)的環(huán)境可以將堆肥分為好氧堆肥和厭氧堆肥兩種。但通常所說的堆肥化一般是指好氧堆肥，這是因?yàn)閰捬跷⑸飳?duì)有機(jī)物的分解速率緩慢，處理效率低，容易產(chǎn)生惡臭，其工藝條件也難以控制。

污泥的消化降解，建設(shè)污泥厭氧發(fā)酵池，由于建設(shè)費(fèi)用高，運(yùn)行不安全且費(fèi)用高，再則厭氧后的污泥還需進(jìn)一步處理，以達(dá)到進(jìn)一步減量化和穩(wěn)定化的目的。因此，大、中型城鎮(zhèn)污水處理廠應(yīng)優(yōu)先選用選用好氧堆肥處理工藝。通過污泥的好氧發(fā)酵，建陽光大棚發(fā)酵池、靜態(tài)發(fā)酵池或使用立式發(fā)酵器、臥式發(fā)酵器，可以把含水率60％左右含量的污泥降到20％-30％，很好的達(dá)到減量的目的，且通過高溫發(fā)酵，分解內(nèi)部的高分子有機(jī)物、纖維素、木質(zhì)素，增加有機(jī)質(zhì)含量，對(duì)污泥中的細(xì)菌、病毒、蛔蟲卵進(jìn)行了高效滅活，起到了污泥穩(wěn)定化、無害化的處置目的。例如鄭州市污水凈化有限公司建設(shè)的八崗污泥處置廠，對(duì)城市污水廠污泥的處置進(jìn)行了積極大膽的探索，使污水處理后產(chǎn)生的污泥在處置后最終達(dá)到“減量化、無害化、穩(wěn)定化”的要求。其處理工藝采用高溫固態(tài)好氧槽式（翻拋加好氧堆肥）工藝。秸稈與污泥混合，增加了孔隙率，保證曝氣時(shí)有充足的氧氣進(jìn)行好氧堆肥。出槽的腐熟料大腸桿菌被消除，重金屬合格，近期用作生產(chǎn)回填料、廠內(nèi)綠化、實(shí)用實(shí)驗(yàn)等自身循環(huán)使用，部分試用于市政綠化和當(dāng)?shù)厝罕娀ɑ茉灾病⒅矘湓炝值龋院蟀纯裳信鷱?fù)的途徑加以廣泛利用。只要污泥中的重金屬不超標(biāo)，利用好氧發(fā)酵堆肥法處置污泥，無論從污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化哪方面考慮。無異議是一種優(yōu)良的污泥處置方式。

2.4污泥焚燒

污泥焚燒法目前采用了流化床焚燒爐，當(dāng)污泥的含水率達(dá)到38％以下時(shí)就可不需要輔助燃料直接燃燒。通過焚燒，使污泥達(dá)到最大程度的減容，徹底殺滅病菌、病原體，有毒有害物質(zhì)被氧化分解。雖然焚燒灰可用作建材，使一部分重金屬被摻混在材料中，但是，污泥中的一部分重金屬已經(jīng)先隨著燃燒產(chǎn)生的煙塵而擴(kuò)散到空氣中，況且，焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生二噁英等空氣污染物。

污泥焚燒最佳可行技術(shù)主要技術(shù)關(guān)鍵內(nèi)容為“干化+焚燒”技術(shù)，同時(shí)包含污泥預(yù)處理過程、煙氣處理、煙氣余熱利用、廢水收集處理以及灰渣、飛灰收集處理環(huán)境管理實(shí)踐等相關(guān)內(nèi)容。污泥焚燒關(guān)鍵技術(shù)包含：干燥器、干污泥貯存?zhèn)}、焚燒爐、煙氣處理系統(tǒng)、煙氣再循環(huán)系統(tǒng)、廢水收集處理系統(tǒng)、灰渣、飛灰收集處理系統(tǒng)等。

2.5污泥的其他處理處置方法

國(guó)外對(duì)污泥的堿性穩(wěn)定化、低溫?zé)峤饧夹g(shù)、制動(dòng)物飼料、包埋處理、焚燒灰制磚等處置方法均有一定的研究。堿性穩(wěn)定化是在污泥中加入石灰或水泥窯灰等堿性物質(zhì)，使污泥pH＞12并保持一段時(shí)間，利用強(qiáng)堿性和石灰放出的大量熱能殺滅病原體、降低惡臭和鈍化重金屬，處理后的污泥可直接施用于農(nóng)田。

3、污泥減量化分析

根據(jù)污泥所在處理單元不同，采用的不同的方法達(dá)到污泥減量化的目的。在污水處理單元操作過程中產(chǎn)生的污泥通過減容、減量、穩(wěn)定以及無害化的過程稱為污泥處理。污泥處理工藝單元主要包括污泥濃縮、脫水、消化(厭氧消化和好氧消化)、堆肥、干化等工藝過程。

3.1城市污泥處理的減量化方法

調(diào)整污水處理工藝實(shí)現(xiàn)污泥減量化在污水處理過程中，可以通過調(diào)整污水處理工藝，增設(shè)污泥濃縮池或適當(dāng)增加污泥濃度和延長(zhǎng)污泥齡，使污泥自身氧化分解的能力增強(qiáng)，減少微生物的數(shù)量，達(dá)到污泥減量化的目的。

3.2利用膜處理裝置技術(shù)實(shí)現(xiàn)污泥減量化

污水處理中的活性污泥微生物一般由細(xì)菌(菌膠團(tuán))、真菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物等組成，其中以細(xì)菌為主，且種類繁多。微型動(dòng)物中以固著類纖毛蟲為主，如鐘蟲、蓋纖蟲、累枝蟲等原生動(dòng)物，以細(xì)菌為食料；后生動(dòng)物如纖毛蟲、線蟲、輪蟲等，以細(xì)菌、原生動(dòng)物為食料。采用填料裝置化設(shè)施．在氧化溝、二沉池中設(shè)置利于原生動(dòng)物和后生動(dòng)物寄生的生物膜，利用生物接觸氧化法技術(shù)，減少污泥的產(chǎn)量。通過膜裝置化技術(shù)在氧化溝、二沉池中的應(yīng)用，使活性污泥中的微生物通過系統(tǒng)內(nèi)部的生物鏈的物質(zhì)循環(huán)，消化部分污泥，達(dá)到污泥減量化的目的。

3.3利用臭氧或超聲波技術(shù)實(shí)現(xiàn)污泥減量化

利用紫外線高級(jí)氧化功能而發(fā)展起來的光化學(xué)氧化和光催化氧化都是近年來新興的水處理技術(shù)。光化學(xué)氧化法是在光的作用下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，采用臭氧或過氧化氫作為氧化劑。在紫外線的照射下使污染物氧化分解，從而達(dá)到水中污染物質(zhì)的高效降解。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑。能破壞存在于空氣中或水中的微生物的細(xì)胞壁。使微生物立刻死亡。通過在回流污泥中．利用臭氧發(fā)生器加入一定量的臭氧或紫外線照射，可使部分污泥分解再利用。達(dá)到污泥減量化的目的。超聲波使得污泥中的部分細(xì)胞體受熱膨脹而破裂。釋放出蛋白質(zhì)和膠質(zhì)、礦物質(zhì)以及細(xì)胞膜碎片，使部分污泥分解再利用，從而達(dá)到污泥減量化的目的。

3.4采用污泥干化處理、污泥消化、污泥發(fā)酵技術(shù)實(shí)現(xiàn)污泥減量化 脫水后剩余污泥污泥的干化處理，一是通過晾曬蒸發(fā)水分．是最簡(jiǎn)單的減量方法，但所需場(chǎng)地大，且受天氣的影響太大，不適合大規(guī)模的處理污泥：二是在污泥產(chǎn)生量比較大，且難以有效利用其它熱源的情況下，采用干化焚燒方式可稱為可行技術(shù)。污水污泥干化，最好是利用回收的焚燒熱量，在裝置正常運(yùn)行工況條件下，通常不需要添加輔助燃料(如：在此情況下，除開機(jī)、停機(jī)和偶爾使用輔助燃料維持燃燒溫度)。

4、污泥中重金屬的去除方法 4.1化學(xué)法 常用去除污泥中重金屬的化學(xué)方法主要有利用酸化法提取重金屬和加入改良劑使重金屬穩(wěn)定化兩種。酸化法去除重金屬是通過向污泥中投硫酸、鹽酸、硝酸等酸性化學(xué)物質(zhì)，降低污泥的pH值，是污泥中大部分重金屬轉(zhuǎn)化為離子型態(tài)溶出；或者用EDTA、檸檬酸等絡(luò)合劑等通過氧化作用、離子交換作用、酸化作用、螯合劑和表面活性劑的絡(luò)合作用，將其中的重金屬分離出來，達(dá)到減少污泥重金屬總量的目的。這種方法效果很好，而且所需要的時(shí)間較短，但處理中需消耗大量的酸，處理后需要大量的水和石灰來沖洗或中和污泥，同時(shí)儀器易被強(qiáng)酸腐蝕，使該工藝花費(fèi)較大，而且操運(yùn)煩瑣，使得化學(xué)法不能大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)際之中。

4.2電化學(xué)法

在污泥中插入電極對(duì)，在電極對(duì)上施加微弱直流電形成直流電場(chǎng)，污泥內(nèi)部的礦物質(zhì)顆粒、重金屬離子及其化合物、有機(jī)物等物質(zhì)在直流電場(chǎng)的作用下，發(fā)生一系列復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)，通過電激發(fā)、電化學(xué)溶解、電遷移、自由擴(kuò)散等方式發(fā)生遷移，并富集到電極兩端，使重金屬以沉淀或金屬形式析出，加以回收。此方法首先將不同形態(tài)的金屬污染物轉(zhuǎn)變成可溶態(tài)進(jìn)入液相系統(tǒng)，然后在電場(chǎng)作用下通過離子遷移和電滲定向遷移出土壤。該方法對(duì)可交換態(tài)或溶解態(tài)的重金屬去除效果較好，但是對(duì)于不溶態(tài)的重金屬首先需改變其存在狀態(tài)使其溶解再將其去除。因此重金屬的存在狀態(tài)對(duì)效果影響較大。

該方法對(duì)金屬的去除效果較好，所需的耗能也較低，去除過程中不需要添加任何對(duì)環(huán)境不利的物質(zhì)，但此方法也有很大的局限性，對(duì)于滲透性高傳導(dǎo)性差的污泥不太適用。該技術(shù)還處于起步階段，還需進(jìn)行大量的研究試驗(yàn)。

4.3重金屬固定技術(shù)

就是通過加入藥劑將重金屬加以固定，降低其生物有效性或活性，以使污泥土地使用后重金屬難以被植物吸收利用且不宜遷移轉(zhuǎn)化，從而減少對(duì)人類健康和環(huán)境的危害。固定作用的工藝主要有堆肥、減性穩(wěn)定和熱處理等。2010年我們環(huán)保事業(yè)部承擔(dān)的中新天津生態(tài)城污水庫治理項(xiàng)目，就使用了重金屬固化中的減性穩(wěn)定技術(shù)。

重金屬的固定作用在一定程度和一定時(shí)期內(nèi)能減輕重金屬的危害，但不能從根本上降低重金屬的含量，對(duì)人類健康和環(huán)境仍存在著潛在的威脅。

4.4生物淋濾法

生物淋濾法是指利用自然界的微生物的直接作用或其代謝產(chǎn)物的間接作用，產(chǎn)生氧化、還原、絡(luò)合、吸附或溶解作用，將固相中某些不溶成分（重金屬、硫及其它金屬）分離浸提出來的一種技術(shù)，最初用于難浸提礦石或貧礦中金屬的溶出或回收。目前全世界正將此技術(shù)擴(kuò)展應(yīng)用到環(huán)境污染治理領(lǐng)域，并做了大量的研究、試驗(yàn)工作。

污泥生物淋濾技術(shù)是通過向污泥中添加一定的底物使污泥中存在的特異化能自養(yǎng)型的嗜酸性硫桿菌獲得能量，加強(qiáng)催化、氧化作用，降低污泥體系的PH值，使難溶態(tài)的重金屬?gòu)墓滔嗳艹鲞M(jìn)入液相，再通過污泥脫水而達(dá)到去除污泥中重金屬的目的。此方法操作簡(jiǎn)單，去除效率較高，一般重金屬去除率達(dá)90%以上，成本費(fèi)用也較低。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

①生物淋濾不需要加酸對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)酸化，與化學(xué)瀝濾比可節(jié)省80%的耗酸量。

②啟動(dòng)迅速，瀝濾效益高、時(shí)間短，適用于處理任何污泥。③操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行過程無需特殊控制，在10-37度范圍內(nèi)均能瀝濾重金屬（最佳溫度是25-30度），冬季也無需加熱，所用基質(zhì)S和FeSO4.7H2O容易保存和運(yùn)輸。④污泥經(jīng)生物淋濾后，脫水性能大幅度提高，脫水時(shí)不需要添加絮凝劑，有效節(jié)省污泥脫水成本。生物淋濾污泥脫水性比厭氧消化污泥提高38倍。

⑤污泥中病原微生物易造成疾病傳播，生物淋濾既能去除重金屬又能殺滅病原菌，并使VSS下降。

通過比較上述幾種重金屬的去除方法，生物淋濾法去除重金屬較經(jīng)濟(jì)、有效、可行，它提高了污泥農(nóng)用的安全性，能使污泥變廢為寶，真正實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、無害化和資源化。