处置污水厂污泥的方法浅析--新型干法水泥熟料生产线大规模处置城市污水厂污泥一、污泥的介绍污泥的种类很多，主要包括工业企业产生的污泥，如电镀污泥、印染污泥等；河道污泥；自来水厂污泥；污水厂污泥等。

其中污水厂污泥（也称市政污泥）是随着城市污水处理量的增长而长期、稳定、大量的产生的污泥；因其独特的理化性质，如不得到妥善的处理处置，对环境的危害是非常严重的。

本文主要针对污水厂污泥的处理处置进行简要论述。

1、污水厂污泥的基本特征污水厂污泥主要来源是居民的生活污水、市政污水等净化过程的产物，与自来水厂污泥等土质污泥不同，其有机质含量较高，一般占其干基含量的50%以上，同时还含有大量的氮磷等营养物质；由于污水厂还接纳一些工业废水，则其污泥中还含有一定比例的重金属离子和化学物质，特别是含有一定量的有害化学物质，如可吸附性有机卤素、阴离子合成洗涤剂、多氯联苯等，以及大量的病原微生物。

另一个方面的特征是污泥的含水率，通常，城市的污水处理厂都会对所产生的污泥进行脱水处理。

污泥是由液体和固体两部分组成的，分离污泥中的水分、减少污泥的体积是后续处理污泥最重要的步骤。

污泥中的水主要存在形式为自由水、间隙水、毛细水和细胞内的水合水，在一般的污水厂只能通过物理的浓缩的方式将自由水去除一部分，因此，污水厂污泥排出污水厂时的含水率基本保持在80%，一般这种污泥被称作脱水污泥或脱水泥饼。

2、污泥对环境的影响2.1 污泥盐分污染污泥含盐量较高，会明显提高土壤电导率，破坏植物养分平衡、抑制植物对养分的吸收，甚至对植物根系造成直接的伤害，而且离子间的拮抗作用会加速有效养分的淋失。

2.2 病原微生物污水中的病原体（病原微生物和寄生虫）经过处理还会进入污泥。

新鲜污泥中检测得到的病原体多达千种，其中危害较大的是寄生虫。

Polan和Jones（1992）认为污泥中病原体对人类或动物的污染途径大致有4条：①直接与污泥接触；②通过食物链与污泥直接接触而感染；③水源被病原体污染；④病原体首先污染了土壤，然后污染水体。

污泥农用引起的潜在疾病的流行，被认为主要与沙门氏菌和绦虫卵有关。

2.3 氮磷等养分的污染在降雨量较大地区的土质疏松土地上大量施用富含N、P等的污泥之后，当有机物分解速度大于植物对N、P的吸收速度时，N、P等养分就有可能随水流失而进入地表水体造成水体的富营养化，进入地下引起地下水的污染。

所以N、P等养分迁移对环境影响是一个需长期监测研究的工作。

2.4 有机物高聚物污染城市污泥中主要的有苯、氯酚等。

尽管目前国内外对城市污泥中有机污染物的研究并不多，但是一些国家对农用城市污泥中有机污染物的特征及其在农业环境中的行为、生态效应和调控措施等方面进行了一定的研究。

西方发达国家对污泥中有机污染物的浓度进行了一定的限制，并对PCBs、PCDD／Fs等提出了一些限量建议，但是除苯并〔a〕芘制定了控制标准外，我国还未能制订出较完善的城市污泥有机污染物限制标准。

2.5 重金属污染在污水处理过程中，70％～90％的重金属元素通过吸附或沉淀而转移到污泥中。

一些重金属元素主要来源于工业排放的废水如镉、铬；一些重金属来源于家庭生活的管道系统如铜、锌等重金属。

重金属是限制污泥大规模土地利用的重要因素，因为污泥施用于土壤后，重金属将积累于地表层。

另外重金属一般溶解度很小，性质较稳定、难去除，所以其潜在毒性易于在作物和动物以及人类中积累。

3、污水厂污泥处理处置的基本原则当今国内外污泥处理处置的原则均是“减量化、稳定化、无害化和资源化”。

处理要求是最终处置时对环境无害！按此要求，污泥可经过浓缩、稳定、调理、脱水、灭菌、干化、堆肥、焚烧等一个或多个处理手段组合的处理。

如前所述，我国的污水厂基本上对污泥处理处置到脱水阶段。

二、国内外污水厂污泥处理处置方法1、卫生填埋卫生填埋操作相对简单，投资费用较小，处理费用较低，适应性强。

但是其侵占土地严重，如果防渗技术不够，将导致潜在的土壤和地下水污染。

污泥卫生填埋始于20世纪60年代，到目前为止已经发展成为一项比较成熟的污泥处置技术。

污泥填埋是欧洲特别是希腊、德国、法国在前几年应用最广的处置工艺。

由于渗滤液对地下水的潜在污染和城市用地的减少等，对处理技术标准要求越来越高（例如德国从2000年起，要求填埋污泥的有机物含量小于5％），许多国家和地区甚至坚决反对新建填埋场。

近年来污泥填埋处置所占比例越来越小，填埋并不能最终避免环境污染，而只是延缓了污染产生的时间。

2、污泥农用和堆肥70年代以后由于污泥产生的环境问题和填埋技术的缺点日益突出，污泥堆肥技术引起了世界各国的广泛重视，并成为环保领域的一个研究热点。

我国在污泥堆肥工艺上接近国外的先进水平，但在机械设备上与国外存在很大差距。

总的来说，堆肥工艺效率低，成本也高。

各种堆肥工艺基本上都具有劳动强度大、设备维护复杂、占地大等缺点。

污水厂污泥进行堆肥节约了能源，有效地利用了资源，但因污泥中基本都不同程度的含有金属物质，如Zn、Fe、Mn、Cu、Pb、Cd、Hg等，如含量过高，在堆肥化过程中须有特殊的要求，否则成为不可用肥料。

污泥农用投资少，能耗低，运行费用低，其中有机部分可转化成土壤改良剂成份。

影响污泥农用的主要因素是重金属污染、病原体、难降解有机物及N、P的流失对地表水和地下水的污染。

目前对重金属污染研究较多，主要集中在污泥农用后土壤耕作层重金属的变化，作物各部位富积量，存在形态及其影响等。

因此，需要严格控制污泥堆肥质量，合理施用，才不会造成重金属污染。

但这需要对其中的重金属含量进行严格定期监测并进行长期跟踪。

近年来，随着污泥农用标准（如合成有机物和重金属含量）日益严格的趋势，许多国家，如德国、意大利、丹麦等污泥农用的比例不断降低。

3、污泥焚烧以焚烧为核心的处理方法是最彻底的处理方法，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，可最大限度地减少污泥体积，但是其缺点在于处理设施投资大，处理费用高，有机物焚烧会产生二噁英等剧毒物质。

自1962年德国率先建议并开始运行了欧洲第一座污泥焚烧厂以来的20年中，焚烧的污泥量大幅度增加。

在国外，特别是西欧和日本已得到了广泛的应用，在日本，污泥焚烧处理已经占污泥处理总量的60％以上，欧盟也在10％以上。

为防治焚烧产生二噁英等有害气体，要求焚烧温度高于850℃。

焚烧后产生的焚烧灰可以改良土壤、筑路，制砖瓦、陶瓷、混凝土填料等。

在国内由于其一次性投资和处理成本大、焚烧烟气需进一步处理而且处理工艺复杂、技术难度大、处理成本昂贵等问题而一直未得到应用。

4、海洋倾倒海洋倾倒操作简单、对于沿海城市来说其处理费用较低。

但是，随着生态环境意识的加强，人们越来越多地关注污泥海洋倾倒对海洋生态环境可能存在的影响。

美国于1988年已禁止污泥海洋倾倒，并于1991年全面加以禁止。

日本对污泥的海洋投弃作了严格的规定。

中国政府于1994年初接受3项国际协议，承诺于1994年2月20日起不再海上处置工业废物和污水污泥。

海洋倾倒在英国尤其流行，因为与其他方法相比，其费用相当低。

但是从1998年底，欧共体城市废水处理法令（91／271／EC）已经禁止其成员国向海洋倾倒污泥。

5、石灰稳定石灰稳定法是一种简单的方法，所需的基建费用不高。

但此法实际上没有直接降解有机物，而且不仅不能使污泥固体物的量减少，反而使固体物增加，因此对其进行最终处置时的费用往往要比别的方法要高。

石灰稳定主要是解决污泥的臭气问题和杀死病原体。

石灰与污泥间的复杂反应还不清楚，但复杂分子分解、皂化作用、酸碱中和等反应是存在的，这些反应大大降低了污泥的肥料价值和燃料价值。

6、污泥干化污泥干化能使污泥显著减容，体积可以减少4～5倍，产品稳定、无臭且无病原生物，干化处理后的污泥产品用途多，可以用作肥料、土壤改良剂、替代能源等。

经过几十年的发展，污泥干化技术的优点正逐步显现出来。

由于干化后污泥的含水率较低，污泥体积大大减少，方便运输和贮存；而且污泥干化后用途广泛：若与无机肥料掺混，可制成复合肥料；若与工业燃料掺合，其热值相当于褐煤；工艺及装备成熟的干化过程是在封闭的设备中进行，对环境的影响小，而且占地面积少。

污泥干化过程中可视为水的蒸发过程，需要外部提供热能。

目前，除了海洋倾倒、石灰稳定以外，其他的处置方法之前，基本上都对含水80%的污泥先进行一定程度的干化，以对其大幅度的减量。

一般来讲，含水率低于10%时成为全干化，介于60%~10%间称为半干化。

7、污泥熔融污泥的熔融技术是将干化后的污泥经过1300~1500℃的高温煅烧，燃尽其中的有机成分，并使重金属几乎完全丧失可溶出性。

在使用机械脱水机处理污泥时，一般要加凝聚剂，使得污泥的灰分碱度大，熔点也高。

因此，此种处置办法需要特制的熔融炉，目前，只有日本采用。

三、国内污泥处置概况污水处理中的污泥处理和处置技术在我国还处于起步阶段，在全国现有污水处理设施中有污泥稳定处理设施的还不到1／4，处理工艺和配套设备较为完善的还不到1／10，能够正常运行的为数不多，污泥直接排放造成的二次污染以及占用土地资源和削减生活垃圾填埋场正常使用容量等情况已经引起各地充分的重视。

我国存在大量小型污水处理厂，其污泥绝大部分未能得到妥善处置，污泥处置已经成为污水处理厂设计、运行中必须优先考虑的重要环节。

目前我国的污水厂污泥的主要去向是垃圾填埋场，随着污水处理率的不断提高，污泥大量的产出给垃圾填埋场带来巨大负担，缩短了使用年限，进而给城市垃圾处理又造成了影响，并使得适宜填埋的场所显得越来越有限。

而污泥经过减量、稳定和无害化处理后，可以作为资源综合利用的，在这方面还非常欠缺。

在污泥焚烧方面，限于经济承受能力，目前全国还没有真正意义上的污泥焚烧厂。

在污泥干化处理方面，上海石洞口污水厂已经建成运转了一座日处理干泥30吨的污泥干化厂；北京市清河污水厂已建成日处理干泥80吨（湿泥400吨）的污泥干化厂。

四、水泥窑协同处置污泥现代化水泥生产工艺即新型干法水泥熟料生产线具有如下特点：1、自身产能大；我国从90年代建设的新型干法水泥熟料单线产能基本都在2000吨/日、4000吨/日、5000吨/日甚至更大。

因此，熟料烧成系统的热容量、物料承载量大，生产余热量相对大，可以利用。

2、水泥熟料烧成温度高，其中物料煅烧温度大于1400℃，气体最高温度达到1700℃。

其中900℃~1700℃的高温段长达几十米。

以CaO和SiO2为主的物料的停留时间长达几十分钟，污泥的熔融温度就是由其自身的灰分比尤其是称之为碱度的CaO和SiO2的含量比决定的；烟气的停留时间长达几秒甚至十几秒，非常有利于有机物及挥发分等分解。

3、整个烧成系统呈碱性环境，可对各种酸性物质，如卤素有害物中和；4、烧成系统的烟气处理系统复杂，要求的排放水平高，完全满足污泥焚烧产生的烟气处理。