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污水处理厂污泥处理与处置策略分析

文档作者：孟凡松文档来源：广东省建筑设计研究院		点击数：	更新时间： 2024年04月29日
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建 材 与 装 饰 2015 年 1 月
污水处理厂污泥处理与处置策略分析
孟凡松
（广东省建筑设计研究院广东广州510010）
摘要：随着国家对于水污染的重视，国内各地区正逐步加强污水处理厂及配套管网设施的建设，相应的污水处理厂
产生的污泥量也逐渐增大。笔者根据污泥本身的特性，分析了国内外污泥处理处置方法，提出了现阶段各地可行的污泥处
理处置策略。
关键词：污水处理厂；污泥；处理与处置
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1673-0038（2015）04-0036-02
1 污泥处理与处置的背景与目的
在污水处理厂处理污水的同时，将产生大量的污泥，包括沉
砂池、初沉池以及二沉池污泥。污泥处理、处置的投资和运行费
较高，且处置不当，会造成二次污染，污泥处理、处置已成为世界
难题。
污泥具有不稳定、有恶臭、含水量高、易腐烂、来源和成分较
复杂等特点。它聚集了处理过程中难以消解的重金属等污染物。
同时还包含大量的有毒有害物质（二嗯英）、致癌物质、难降解的
有机物（多氯联苯等）、寄生虫卵、病原微生物、细菌及其他一些
无法预见的有害物质，若不进行妥善的处理，将会直接导致对大
气环境和水资源的二次污染，将会对生态环境和人类的日常生
活构成严重的威胁。
同时污泥中也含有大量可以利用的物质，如有机质、氮、磷、
钾等资源可为农作物生长提供不可缺少的营养物；污泥本身还
可作为低热值的燃料；污泥中易腐化发臭的有机物可分解产生
腐殖质，起到改良土壤、避免板结的作用。随着我国城市化进程
的推进，污水处理厂正在大规模兴建，但同时，较少有城市重视
污泥的处理与处置，许多污泥的去向均缺乏记录，存在潜在的污
染隐患。近年来，污泥的处置问题才逐渐引起政府与人们的关
注。
污泥的处理与处置目的就在于通过经济合理的方式方法对
污水处理厂所产生的污泥进行减量消纳，以避免污泥随意堆放、
丢弃造成的环境污染。本文通过对国内外常用的污泥处理处置
方法的探讨，在现阶段的经济和政策背景下，对污泥的处理处置
提出可行的解决策略与方法。
2 污泥常用处置方法
2.1 填埋（如图2）
这种处置方法简单易行、投资少，应用也较为广泛。但是根据
《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008），填埋物含水
率需低于30%。而现在国内出厂污泥含水率一般为80%，污泥与
生活垃圾一并填埋往往给填埋操作带来困难，导致填埋工艺如
推平、压实、覆盖很难进行，并且污泥填埋引入的水分也增大了填
埋场渗滤液产量，导致渗滤液处理成本增加，所以一般填埋场均不
允许污泥进入填埋场填埋。另一方面，如今因土地资源日趋紧张，
填埋场的兴建也日趋受限，污泥填埋处理也面临场地的问题。
2.2 焚烧
焚烧对于污泥的减量化成效明显，污泥经焚烧后有机物等可
燃成分充分燃烧，完全炭化，成为稳定的灰渣，可作为建材材料
等，同时焚烧也可用于发电或者供热。污泥的焚烧又分为单独焚
烧以及与生活垃圾一并焚烧两种方式，均需要污泥充分干化（往
往需要污泥含水率低于40%）。因此污泥采用焚烧处理的前提是
需对现阶段的污泥浓缩-脱水工艺进行改良，增加热干化等深度
脱水工艺，大道焚烧厂焚烧要求。因此，相对投资成本较大，同时
干化过程以及焚烧厂的烟气、臭气需要加强管理与控制。
2.3 堆肥
堆肥是在一定条件下通过微生物的作用，使有机物不断被降
解和稳定，并生产出一种适宜于土地利用的过程。一般分为好氧
堆肥和厌氧堆肥两种方式。好氧堆肥，顾名思义，是在有氧条件
图1 随意丢弃与堆放的污泥图
图2 污泥填埋图
图3 污泥焚烧图
图4 堆肥图
规划与设计
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下的有机物分解过程，产物为二氧化碳、水和热。厌氧堆肥则是
在厌氧条件下的有机物分解过程，产物为甲烷、二氧化碳及部分
小分子中间产物。一般用于污泥堆肥的是好氧堆肥，如北京庞各
庄污泥堆肥厂。污泥堆肥后的产品可作为肥料出售，以补贴处理
成本，但堆肥受限于温度变化以及市场行情，其处理效果以及销
路往往并不稳定。
2.4 土地利用
污泥的土地利用是一种资源化的、化害为利、最有发展潜力
的处置方式。污泥含有丰富的氮、磷资源，作为营养物质应用于
园林、农田等也实现了资源的循环利用。目前土地利用的方式在
发达国家应用较广，如欧盟27 国污泥农用比例达到39%，北美
达到近60%。但我国因受限于重金属元素超标以及管理缺位，污
泥的土地利用受到较大限制。
2.5 建筑材料利用
污泥中含有20耀30豫的无机物，经焚烧后，灰渣中主要含有
硅、铝、铁、钙等化合物，是普通硅酸盐水泥成分，可用作水泥添
加料和制轻质骨料等：将湿污泥与黏土掺混后，可直接用于烧制
红砖，既节约了黏土和水的用量，也实现了污泥的无害化处置。
目前，污泥在建筑材料方面可以用来制砖、烧制轻质陶粒、生态
水泥等。除上述建材利用以外，还有研究报道：污泥被高分子聚
合物吸收水分后，在添入固化剂后污泥可用来造沙以及制纤维
板、生产融熔微晶玻璃以及铺路等，可见污泥的建筑材料利用有
着良好的发展前景。
2.6 其他
污泥的成分最主要的是微生物菌体，尤其是剩余污泥，蛋白
质、糖类的含量比较丰富。因此如果用以厌氧消化、低温热解等
工艺，则可用以生产沼气、油类等燃料。通过对污泥细菌蛋白的
利用，可制作蛋白塑料、胶合纤维等材料。但目前这些方面的利
用大多停留在科学研究层面，受限于成本以及技术的成熟度，还
需要一定的时间才能真正用于污泥的大规模处理。
3 推荐污泥处理处置策略
鉴于目前国内的污泥产生、管理及处置情况，本文就此提出
现阶段可行的污泥处理处置策略。
3.1 污泥焚烧
污泥处理设施作为厌恶性市政设施，其选址受到很大限制，
往往因居民的强烈反对导致落地困难。同样，国内生活垃圾焚烧
发电厂也遇到落地的困难。目前，因受限于垃圾填埋场容积有
限，土地资源紧张，各地正全面推进垃圾焚烧发电厂的建设。从
可行性角度考虑，污泥处理处置若与生活垃圾一并焚烧处理，则
省去了污泥处理设施选址的困难，在现阶段，结合各地垃圾焚烧
厂的建设，推进污泥的焚烧处置，应是现阶段我国垃圾处理处置
较为可行的策略。
结合垃圾焚烧对于含水率的要求，应要求污水处理厂将污泥
含水率控制在40%以内。目前国内浓缩-机械脱水的工艺基本只
能将污泥含水率控制在80%。因此需要引入目前较为成熟的热
干化工艺，热干化的燃料尽量取用污水处理厂厌氧段以及污泥
厌氧消化产生的沼气能源，以降低成本。含水率40%的污泥已成
为固态，也便于运输，由运输车运往垃圾焚烧发电厂与生活垃圾
一并焚烧处理。
3.2 污泥堆肥及土地利用
目前这种污泥处置方法在发达国家尤其是土地资源较为丰
富的美国、北欧等国家应用较为广泛。污泥本身作为一种生物质
固体废弃物，若用作肥料、营养土等回归园林、农场，从生态循环
尤其是氮、磷循环角度是非常有意义的。但国内因监管缺位，园
林、农场普遍对于污泥土地利用较为抵触，且污泥堆肥及土地利
用的前提是重金属应达标，我国一些工业废水比重大的污水处
理厂生产的污泥难以达标。因此污泥堆肥以及土地利用应是我
国污泥远期处置的重要方法，但前提是完善污泥的重金属指标
检测以及对污泥生产、运输、处置的全过程监管，防止污泥的堆
肥及土地利用成为污泥随意丢弃、堆放的方便之门。
3.3 污泥的建材利用
污泥含有丰富碳元素以及无机物资源，目前国内已经有部分
水泥厂采用污泥作为原材料的一部分。但污泥本身含水率高，以
污泥作为生产原料首先应降低污泥含水率。因水泥厂等生产过
程中会产生一定的预热，可用作污泥热干化的热源。因此污水处
理厂可将出厂污泥含水率控制在80%，有条件的地方可采用隔
膜板框压滤机等将污泥含水率控制在60%，之后运输至水泥厂，
利用水泥厂的余热对污泥进行热干化，达到水泥生产所需的含
水率。污泥的建材利用是一种资源化利用措施，在国内已有一定
程度的利用，各地污水处理厂应积极联系有关生产企业，实现污
泥资源的有效利用，但需要加强对污泥热干化过程的环境尤其
是废气管理。
3.4 污泥填埋
前已叙及，污泥本身含水率高的特点非常不适合进行填埋处
理。建议填埋作为污泥焚烧处理的后续以及应急环节。用以污泥
焚烧后废渣的处置以及作为焚烧处理的应急及备用方法。国内
应尽量降低污泥填埋的比例，珍惜有限的土地资源。
4 结论与建议
总之，在目前国内污泥生产、运输、处置以及管理情况下，各
地应优先考虑污泥的焚烧与建材利用，实现污泥的资源化处置。
尤其是现阶段污泥产量大的地区，结合生活垃圾焚烧厂的建设
实现污泥的焚烧处置，将是现阶段较为可行的污泥处理处置方
案。此外，在国内相关管理机制完善之后，污泥堆肥及土地利用
应逐渐成为污泥处理处置的重要方法。
参考文献
[1]钱雯婕，王妙星，等.城市污泥处置与其资源化利用分析[J].现代农业科
技，2014（16）.
[2]陈志德.污水处理厂污泥处置现状及对策分析[J].资源节约与环保，
2014（7）.
[3]肖昌龙.浅谈污泥的处理和处置[J].科技创新导报，2012（12）.
收稿日期：2015-1-8
作者简介：孟凡松（1989-），男，硕士，主要从事给排水规划设计
工作。
图5 污泥土地利用图
规划与设计
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