現行污泥處理工藝主要包括好氧發(fā)酵技術、厭氧發(fā)酵技術、焚燒技術等。通過列舉北京、天津、河北典型污泥處理廠的案例,從采用工藝、可處理最佳污泥種類、處理規(guī)模、投資及產生的主要污染物等方面,比較了3種污泥處理技術的環(huán)境影響和投資費用等指標。

污泥性質及來源

污泥是指在污水處理過程中產生的半固體或固態(tài)物質，不包括柵渣、浮渣和沉砂。污泥性質主要包括物理性質、化學性質和衛(wèi)生學指標等方面，污泥性質是選擇污泥處理處置工藝的重要依據。污泥的物理性質主要有含水率、比阻等指標;化學性質包括揮發(fā)分、植物營養(yǎng)成分、熱值、重金屬含量等;衛(wèi)生學指標主要包括細菌總數、糞大腸菌群數、寄生蟲卵含量等。

城鎮(zhèn)污水處理廠污泥是污水處理的產物，主要來源于初次沉淀池、二次沉淀池等工藝環(huán)節(jié)。每1.0×104m3污水經處理后污泥產生量 (按含水率

80%計) 一般為5～10t，具體產生量取決于排水體制、進水水質、污水及污泥處理工藝等因素。

我國現階段污泥處理的主要方法中，污泥農用約占44.83%，土地填埋約占 31.03%，焚燒處理占3.45%，其他處理約占6.90%，未經處理約占13.79%。由于大部分污水污泥處理不到位，直接農用會導致土壤或水體污染。另外隨著城市化進程的不斷加快和環(huán)保要求的逐漸嚴格，適宜填埋污泥的場地越來越少。

三種典型污泥處理工藝

好氧發(fā)酵技術

好氧發(fā)酵通常是指高溫好氧發(fā)酵，是通過好氧微生物的生物代謝作用，使污泥中有機物轉化成穩(wěn)定的腐殖質的過程。代謝過程中產生能量，可使堆料層溫度升高至55℃以上，可有效殺滅病原菌、寄生蟲卵和雜草種籽，并使水分蒸發(fā)，實現污泥穩(wěn)定化、無害化、減量化。基本反應如下：

北京某污泥廠采用“快速好氧堆肥 + 深度脫水”的工藝路線，并對脫水后的污泥進行烘干造粒，制成產品，出泥含水率為20%～45%，可用作農用肥田和園林綠化等。隨著國家產業(yè)政策的傾斜，好氧發(fā)酵技術將成為解決城市污泥處理的主流工藝。

厭氧消化技術

厭氧消化技術分為中溫厭氧消化和高溫厭氧消化。

1) 中溫厭氧消化：溫度維持在35±2℃，固體停留時間應大于20d，有機物容積負荷一般為2.0～4.0kg/(m3·d)，有機物分解率可達到35%～45%，產氣率一般為0.75～1.10m3/kg。

2) 高溫厭氧消化：溫度控制在 (55±2) ℃，適合嗜熱產甲烷菌生產。有機物分解速度快，可以有效殺滅各種致病菌和寄生蟲卵。一般情況下，

有機物分解率可達到35%～45%，停留時間可縮短至10～15d。缺點是能量消耗較大，運行費用較高，系統(tǒng)操作要求高。實際應用案例：天津某污泥處理廠，其工藝流程如圖2所示。

天津某污泥處理廠采用“中溫厭氧消化 + 板框脫水 + 熱干化”的處理工藝，污泥厭氧消化產生的沼氣生產熱水和蒸汽作為該項目污泥干化的熱源，實現了資源的有效利用。

污泥焚燒技術

污泥焚燒是一種高溫熱處理技術，它以過量的空氣與被處理的污泥在焚燒爐內進行氧化燃燒反應，使污泥中的全部有機質、病原體在800～1200 ℃的高溫下發(fā)生氧化、熱解而被破壞。同時，污泥焚燒還能最大限度地減少污泥的體積，焚燒殘渣僅為原有體積的10%左右。污泥焚燒的同時產生了大量的二次污染物，如灰渣中重金屬的富集、二惡英以及酸性氣體等。

實際應用案例：河北某污泥處理廠，其工藝流程如圖3所示。

干化至含水率為38%的污泥與輔助燃煤混配后通過給料裝置送入流化床焚燒爐內。污泥焚燒爐爐膛內的整體溫度保持在1100 ℃以上，停留時間2S以上。焚燒后污泥和煤釋放出來的熱能被鍋爐吸收，轉化為蒸汽的熱能，送到汽輪機內推動汽輪發(fā)電機組做功發(fā)電，部分蒸汽供給廠區(qū)冬季用熱。

三種典型污泥處理工藝環(huán)境影響比較

本研究涉及的污泥處理工藝有好氧發(fā)酵技術、厭氧消化技術、焚燒技術，其環(huán)境影響分析比較見表1。

通過分析可知：

①相比于厭氧消化技術和焚燒技術，好氧發(fā)酵技術噸泥投資最低，為30.0萬元/t;

②好氧發(fā)酵技術和厭氧消化技術出泥含水率為20%～60%，其產品均可以進行土地綜合利用;

③雖然污泥焚燒能最大限度地減少污泥的體積，但在焚燒過程中需要添加 10.5%煤，同時產生二惡英、重金屬及酸性氣體等二次污染物，而且需要

配套“低氮燃燒技術+SNCR脫硝+半干法脫硫酸+活性炭吸附+布袋除塵器”等煙氣凈化系統(tǒng)，環(huán)保投資大。

因此，綜合考慮環(huán)境影響和投資費用，優(yōu)先推薦好氧發(fā)酵污泥處理技術。