市政污泥资源化利用研究

56中国环保产业2019年第1期聚焦固废处理与处置FocusonTreatmentandDisposalofSolidWastes市政污泥资源化利用研究邱敬贤1，2，刘君1，2，黄安涛1，2（1.长沙环保（服务）工业技术研究院，长沙410100；2.航天凯天环保科技股份有限公司，长沙410100）摘要：随着市政污泥的大量增加，污泥的处置越来越受到关注。简介了污泥传统处置方法中存在的弊端，指出污泥资源化利用是解决污泥问题的发展方向，并对污泥在能源化、建材化和材料化等利用方面进行了描述，指出污泥资源化利用需根据实际情况因地制宜。关键词：市政污泥；资源化；能源化中图分类号：X703文献标志码：A文章编号：1006-5377（2019）01-0056-06引言随着我国城镇化进程的进行、城市生活污水排放量的增多以及水污染物排放标准要求的日益严格，污水处理设施建设得到了快速发展，但是随之也产生了大量的污泥。据统计，目前我国市政污泥年总产量已超过4000万吨，预计到2020年我国市政污泥年产量将达到6000万～9000万吨。但是国内水处理行业“重水轻泥”现象严重，使得污泥处置长期欠账，污泥处理率偏低，截至2016年全国污泥处理率仅达33%，远低于污水处理率。因此需要加大对污泥处置行业的投入。污泥中由于含有大量苯、氯酚、多氯联苯、多氯二苯并呋喃等有机物，以及寄生虫卵等病原微生物，镉、铬、铜、锌等重金属，如处理不当，易对水体、大气、土壤等造成环境污染，进而影响人类健康。除此之外，污泥中包含有潜在利用价值的有机物、N、P、K和各种微量元素等物质，随着资源短缺的加剧和资源化再利用行业的发展，对市政污泥进行资源化利用受到了广泛关注。因此，应在实现污泥“减量化、稳定化、无害化”的前提下，最大限度地对其进行资源化利用，实现变废为宝。本文简述了目前国内外有关污泥的传统处置方法，主要论述了污泥资源化利用的相关研究进展，包括能源化、建材化及材料化等，并对污泥资源化利用的发展进行了展望。1市政污泥的传统处置市政污泥传统处置方法主要包括填埋、焚烧、投海和土地利用。这几种方法在污泥处置中均起到了一定的作用，但随着环境标准的日益严格，这些传统处置方法逐渐出现了一些问题，不能适应当今的环保形势。1.1污泥填埋污泥填埋主要分为单独填埋和混合填埋。单独填埋是指在专用填埋场地对污泥进行单独填埋处置。在美国多采用污泥单独填埋，有许多类似的实例。混合填埋是指将污泥和生活垃圾混合在一起进行填埋，是一种通过填充、推平、压实、覆盖、再压实和封场等工序处置污泥的方法。在我国，大部分采用的都是混合填埋。污泥采取何种方式填埋主要取决于填埋场地特性、污泥含水率及填埋后对环境的影响等因素。污泥填埋具有投资低、处理量大、运行简单等优点，但同时也存在如占地面积大、选址困难、运输成本高等缺点，还可能导致渗滤液污染地下水及产生的沼气发生爆炸等风险。因此，目前已逐渐减少了以该种方法处理污泥。1.2污泥焚烧污泥焚烧是指在一定温度和氧气条件下，利用污泥57CHINAENVIRONMENTALPROTECTIONINDUSTRY2019.1聚焦固废处理与处置FocusonTreatmentandDisposalofSolidWastes中有机成分高、可燃烧的特点来处置污泥。该种方法具有减量化和无害化程度高等优点，使得污泥体积最大限度地减小以及病原微生物彻底被灭杀，处理较为彻底。但也存在处理成本高、设备复杂、操作要求高、焚烧过程中会产生二英、焚烧飞灰易造成二次污染等缺点。这些都限制了污泥焚烧工艺的发展。1.3污泥投海污泥投海是指将污泥倾倒入海洋，利用其洋流作用对污泥进行稀释、扩散的处理方式。美国、英国和日本等临海国家曾多次采用该种方式处理污泥。但是由于其污染物没有从根本上得到解决，投放到海洋后，会使得海洋生态系统受到严重破坏，并且会随着海水流动导致全球性污染。因此，该方法已逐渐被全面禁止。1.4土地利用市政污泥中由于含有大量的N、P、K等营养元素，可以作为土壤改良剂直接投入土地利用，不仅具有投资少、能耗低、运行费用低等优点，而且可实现污泥变废为宝，改良土壤。但由于污泥中还含有大量病原菌、重金属、多氯联苯等污染物，如不处理就直接投入土地利用，会导致土壤和水体等环境污染，使得土壤板结和重金属在植物上富集，进而影响人类健康。这在一定程度上限制了污泥在土地利用方面的应用进展。2市政污泥的资源化利用根据市政污泥资源化利用产品的不同，可将其分为：能源化利用、建材化利用、材料化利用等。2.1能源化利用2.1.1污泥制沼气污泥制沼气是指在厌氧条件下，由兼性菌和专用厌氧菌将污泥中的可生物降解有机物分解，生成甲烷、二氧化碳和水的过程。目前该方法是污泥资源化的研究热点之一，主要研究如何通过改进污泥预处理技术或添加某些物质来提高污泥产沼