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青島市污水處理廠污泥處理與處置方式分析

文檔作者：劉杰萬鵬文檔來源：青島理工大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年03月03日
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青島市污水處理廠污泥處理與處置方式分析
劉杰，萬鵬
（青島理工大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，山東青島266033）
摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥量越來越大，污泥處理與處置現(xiàn)已經(jīng)成為評價城市污
水處理廠的重要內(nèi)容。文中綜述了國內(nèi)污泥處理與處置的主要方式，并對青島市目前的污泥處理現(xiàn)狀進(jìn)行分析，目的是
為青島市的污泥處理與處置方式提供優(yōu)化建議。
關(guān)鍵詞：城市污水處理廠；污泥處理與處置；資源化利用
中圖分類號：TK09 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B
文章編號：1001-5523（2018）01-0028-03
污泥作為城市污水處理廠的附加產(chǎn)物，大量污泥難
以處理的問題引起了越來越多人的關(guān)注。這些污
泥主要是來自初沉池污泥和二沉污泥（或稱生物
污泥）， 在一些特殊的廢水處理過程中投加的化學(xué)藥劑也可
能產(chǎn)生化學(xué)污泥。隨著城市污水處理廠工藝的優(yōu)化，污水進(jìn)
水濃度和負(fù)荷率不斷增加，污水處理廠的污泥量也將快速增
加[1]。而且，污泥處理與處置不當(dāng)?shù)脑挷粌H會產(chǎn)生二次環(huán)境污
染， 還會抵消污水處理減排效果并對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境構(gòu)成威
脅。污泥不應(yīng)當(dāng)完全被看作廢棄物，因為污泥中含有大量的
氮磷鉀和可利用的有機(jī)物，如果能把這些資源回收并加以利
用，將會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，造福人類。國內(nèi)已有成
功的工程實踐案例，如襄陽市對污泥的處理，該市利用污泥
發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣供車輛使用，同時將剩下的污泥做成生物質(zhì)
炭土實現(xiàn)了污泥的清潔處置[2]。國外在實現(xiàn)污泥安全處置的
基礎(chǔ)上，已經(jīng)開始結(jié)合各國的國情向低碳與資源化的方向發(fā)
展，美國污泥處置方式傾向于土地利用，英國污泥處置方式
中土地化利用的比例也一直處于較高水平，日本也由注重污
泥焚燒逐漸偏向土地化利用[3]。由于我國污泥處理與處置技
術(shù)發(fā)展起步較晚，污泥的最終處置目標(biāo)正面臨著安全處置和
資源化利用的雙重選擇[4]。從長遠(yuǎn)趨勢來看，污泥的最終去向
必將是資源化利用。因此，通過了解我國污泥處理與處置方
式的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢，同時結(jié)合青島市污泥處理與處置現(xiàn)狀
和青島市自身特點，分析青島市污水處理廠污泥最佳的處理
與處置方式，對青島市污泥的處理與處置具有一定的指導(dǎo)意
義。
1 污泥處理與處置發(fā)展現(xiàn)狀
污泥的處理與處置是污泥進(jìn)入環(huán)境之前和進(jìn)入環(huán)境之
后的兩個不同階段。污泥處理是指為了滿足污泥產(chǎn)物被環(huán)境
消納要求，而采取的必要措施，以使其在處置時不會對環(huán)境
產(chǎn)生有害的影響，該過程一般在污水處理廠完成[5-6]；污泥處
置是指處理后的污泥產(chǎn)物（而非原生污泥）在環(huán)境中的消納
措施。污泥在處理廠的處理是后續(xù)污泥處置的基礎(chǔ)，后續(xù)污
泥處置也反過來需要污泥的預(yù)處理。
污泥處理是在污水處理廠完成的，包括污泥濃縮、污泥
穩(wěn)定、污泥脫水、污泥混合、污泥儲存以及污泥調(diào)理等。由于
目前我國對污泥處理與處置的概念及重要性認(rèn)識不足，“重
水輕泥”的現(xiàn)象十分普遍，污泥處理與處置現(xiàn)狀存在標(biāo)準(zhǔn)體
系不健全，監(jiān)管體系不完善，處理與處置技術(shù)落后等問題[5- 6]。
因此，造成我國污泥處理現(xiàn)狀不容樂觀。而污泥厭氧消化處
理技術(shù)在國外廣泛普及，不僅經(jīng)濟(jì)性好，而且在實現(xiàn)污泥穩(wěn)
定化及衛(wèi)生化的同時還可以產(chǎn)生清潔能源甲烷[7]。
28 能源研究與利用
ENERGY RESEARCH &amp;amp; UTILIZATION
·2018年第1期
Ｊ節(jié)能科技
ＩＥＮＥＮＧＫＥＪＩ
萬方數(shù)據(jù)
目前，我國污泥的處置方式有污泥衛(wèi)生填埋、土地利用
和污泥堆肥等。污泥衛(wèi)生填埋分為單獨土地填埋和與生活垃
圾混合土地填埋兩種方式，我國一般采用第二種。土地填埋
具有成本低、處理量大和效果明顯的優(yōu)點[8]。土地利用可以利
用污泥良好的土地改良性，用于土地修復(fù)、農(nóng)地利用、林地利
用、園林綠化和治理土地荒漠化等。它的不足是污泥成分非
常復(fù)雜， 存在一定量的有毒有害物質(zhì)和難降解的有機(jī)污染
物。所以土地利用要嚴(yán)格遵循相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，做到土地安
全利用，防止污泥二次污染。污泥堆肥是一種無害化、減容
化、穩(wěn)定化的綜合處理技術(shù)，將不穩(wěn)定的有機(jī)質(zhì)降解和轉(zhuǎn)化
成較穩(wěn)定的有機(jī)質(zhì)。高溫堆肥還可以殺死堆料中的病原菌、
蟲卵和草籽，使堆肥產(chǎn)品更適合作為土壤改良劑和植物營養(yǎng)
源。此外，污泥處置方法還有水體消納、污泥低溫?zé)峤庥?、?
泥制動物飼料和污泥改性制吸附劑等。
國內(nèi)也出現(xiàn)了污泥處理和處置相結(jié)合的方法：污泥干化
焚燒、污泥消化-土地利用、污泥作為建筑材料利用等，有的
在工程實踐中已經(jīng)取得良好的效果，如溫州市污泥干化焚燒
處理工程[9]及上海市竹園污泥干化焚燒工程[10]等。
污泥干化焚燒有脫水直接焚燒，或者脫水、干化再焚燒。
污泥中含有大量的有機(jī)物和一定量的纖維木質(zhì)素，含有一定
的熱值，可以用來焚燒發(fā)電。污泥焚燒的最終產(chǎn)物為含固率
99％以上的無機(jī)灰燼，具有吸水性和凝固性，不僅可以最大
限度地減少污泥體積，還可以用來改良土壤、筑路和作為建
筑材料等。這種方法充分利用了污泥所含的熱能，實現(xiàn)了污
泥的資源化利用。但是污泥焚燒時會產(chǎn)生二氧化硫和二噁英
等氣體造成空氣污染，污染中的重金屬也會隨煙塵的擴(kuò)散污
染空氣，因此需要配置相應(yīng)的尾氣處理裝置，但污泥焚燒的
投資和運行成本較高。污泥消化- 土地利用：污泥厭氧消化
把污泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣和二氧化碳，穩(wěn)定了污泥的泥
性，方便污泥的后續(xù)處理。沼氣是一種高品質(zhì)的清潔能源，消
化處理后的污泥經(jīng)過進(jìn)一步加工處理可用于土地利用，同樣
實現(xiàn)污泥的資源化利用。
污泥治理的良性循環(huán)需要污泥資源化利用，污泥資源化
利用是污泥治理良性循環(huán)的推進(jìn)劑。污泥處理與處置方式的
選擇要遵循因地制宜的準(zhǔn)則，源頭控制是前提，處置接納量
也需要考慮[11]。各地區(qū)對于污泥處理與處置方法應(yīng)該與本地
區(qū)相適宜， 目前適用于我國的污泥處置方式主要有土地利
用、建材利用和填埋。
2 青島市污水處理廠污泥處理與處置現(xiàn)狀及
建議
城市污水處理廠污泥量決定于排水體制、進(jìn)水濃度、污
水和污泥處理與處置工藝等因素，一般其產(chǎn)生量約為（按含
水率80%計算）5～10 t/ 萬m3[12]。
2010 年-2015 年青島市的污水量年均增長率約為
5.7%[13]。截至2016 年，該市（六區(qū)四市）污水處理廠有24 家，
污水處理總設(shè)計處理能力為192.32 萬m3/d。2016 年該市
污水處理廠處理污水總量為5.67 億t， 約產(chǎn)生污泥28.35～
56.7 萬t。目前，該市總污水處理率高達(dá)98.95%，污泥日
產(chǎn)量約為1 700 t，年產(chǎn)污泥量約為62.05 萬t。預(yù)計未來幾年
該市污泥量還將持續(xù)增長，如何合理處理如此多的污泥量的
問題已經(jīng)迫在眉睫。
目前，該市一部分規(guī)模大些的污水處理廠采用污泥熱電
聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，將污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)電自用，每年
可節(jié)省一筆可觀的電費，如青島光大水務(wù)運營有限公司（海
泊河污水處理廠）； 也有部分污水處理廠將污泥厭氧消化產(chǎn)
生的沼氣發(fā)電并將所發(fā)電量并入電網(wǎng)，享受國家發(fā)電并網(wǎng)補(bǔ)
貼，從而增加污水處理廠的經(jīng)濟(jì)收益，如青島市團(tuán)島污水處
理廠。至今，這些污水處理廠運行正常，都較好地實現(xiàn)了污泥
資源化利用。但是該市污水處理廠有幾十家，大部分污水處
理廠的污泥處理結(jié)果不甚理想。由于污泥在污水處理廠的處
理較粗糙，這給污泥的后續(xù)處理帶來困難，因此，污泥的處置
大多只進(jìn)行穩(wěn)定化和無害化處理。目前，青島市污泥處理與
處置方式主要有厭氧消化、干化焚燒、土地利用、堆肥、焚燒
和建材利用等，青島市污泥處置方式如圖1。
污泥衛(wèi)生填埋可以作為短期污泥處置方式，但是青島周
邊缺少填埋場地，不宜長期采用。污泥堆肥會占用較大的面
積，而且產(chǎn)生的臭氣等會污染周邊大氣環(huán)境，影響周邊居民
能源研究與利用 29
ENERGY RESEARCH &amp;amp; UTILIZATION
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圖1 青島市污泥處置方式
萬方數(shù)據(jù)
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30 能源研究與利用
ENERGY RESEARCH &amp;amp; UTILIZATION
·2018年第1期
生活，因此也不宜采用。水體消納雖然成本極低，但是對水體
環(huán)境影響惡劣，考慮長遠(yuǎn)發(fā)展，盡可能不采用該種處置方式。
青島市污水處理水平位居全國前列， 可以充分利用自
身技術(shù)優(yōu)勢，以污泥資源化利用為目標(biāo)，選擇適宜的污泥處
理與處置方式。效仿國內(nèi)外污泥處理與處置成功案例，采用
污泥厭氧消化作為主要的處理方式，確保污泥在污水處理廠
內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定化、無害化、減量化和處理過程中的資源化，為后
續(xù)的處置過程奠定基礎(chǔ)。規(guī)模小或者無良好處理技術(shù)的污水
處理廠應(yīng)加快技術(shù)更新，同時做好污泥儲存并把污泥運輸至
有處理能力的污水處理廠，做到資源配置最優(yōu)化；各相關(guān)部
門需要做好協(xié)調(diào)和監(jiān)督監(jiān)管工作。污泥的處置方式應(yīng)逐漸增
加污泥焚燒的比重，不斷增加污泥焚燒發(fā)電量，同時進(jìn)行余
熱回收，提高能源綜合利用率，并且積極利用焚燒的污泥產(chǎn)
物用于建材生產(chǎn)，實現(xiàn)資源利用最大化。污泥處置方式也應(yīng)
逐步增加土地利用的比重，土地利用包括土地修復(fù)、林業(yè)利
用、城市綠化和農(nóng)田利用，嚴(yán)格遵守國家對于污泥土地利用
的相關(guān)指標(biāo)要求，并且逐漸減少或嚴(yán)禁采用污泥填埋，水體
消納和污泥堆肥等處置方式。
因此， 青島市應(yīng)該結(jié)合該市污水廠及自身技術(shù)和資金
等條件，積極采用污泥厭氧消化+ 土地利用和污泥厭氧消化
和污泥熱干化焚燒（協(xié)同焚燒）+ 建筑建材利用的污泥處理
與處置方法。前一種污泥處理與處置方法技術(shù)復(fù)雜并且消納
污泥的能力有限，但是運行成本低。而后一種污泥處理與處
置方法投資較高， 焚燒產(chǎn)生的煙氣會造成空氣污染的風(fēng)險，
但是污泥處理與處置徹底， 且燃燒灰燼可用于建材生產(chǎn)等。
上述兩種污泥處理與處置方法均可實現(xiàn)對處理產(chǎn)物的資源
化利用，具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
3 結(jié)語
污泥處理與處置的目的是實現(xiàn)污泥減量、穩(wěn)定、無害和
資源化。把污泥看作一種特殊的資源，做到污泥資源利用最
大化，必將成為污泥處理與處置的長遠(yuǎn)發(fā)展趨勢。各地區(qū)應(yīng)
因地制宜，采用適宜自身的污泥處理與處置方式，還應(yīng)考慮
短期目標(biāo)與長期目標(biāo)的漸進(jìn)銜接。文中從青島市自身情況出
發(fā)，結(jié)合其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，環(huán)境發(fā)展要求，技術(shù)水平等因素，
建議采用兩種較佳的污泥處理與處置的方式：污泥厭氧消化
+ 土地利用和污泥熱干化焚燒（協(xié)同焚燒）+ 建筑建材利用。
我國污泥處理與處置技術(shù)發(fā)展相對于國外起步晚，應(yīng)
加速相關(guān)技術(shù)研發(fā)從而縮短與國外的差距。青島市可以利用
自身經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和對外技術(shù)交流優(yōu)勢，對污泥處理與處置技術(shù)
進(jìn)行探索，如加強(qiáng)污泥土地利用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定，污泥焚燒煙
氣處理技術(shù)的優(yōu)化改進(jìn)等， 突破污泥處理與處置技術(shù)瓶頸，
更好地實現(xiàn)污泥處理與處置的四化和污泥資源利用最大化，
促進(jìn)污泥處理與處置形成良性循環(huán)。
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收稿日期：2017-11-29
基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目（21406127）；中國博
士后基金“基于太陽能與生物質(zhì)沼氣互補(bǔ)熱電聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)
熱力特性及優(yōu)化的研究”項目（2015M582062）；青島博士后應(yīng)
用研究項目資助（2015227）

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