西安市城市污泥處理與處置對(duì)策分析

1、11西安市城市污泥處理與處置對(duì)策分析 西安市城市污泥處理與處置對(duì)策分析張?jiān)鰪?qiáng)，孟昭福，孫西寧，康軍（西北農(nóng)林科技大學(xué)理學(xué)院，陜西楊凌，712100）1、概述 、概述改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展和城市化步伐的加快, 城市污水處理事業(yè)發(fā)展迅速，污水處理廠數(shù)量快速增長(zhǎng)，隨之而來(lái)的是城市污泥的產(chǎn)量越來(lái)越大。城市污泥的處理和處置是我國(guó)污水處理行業(yè)中最薄弱的環(huán)節(jié)，由于城市污泥的處置成本較高，加之過(guò)去對(duì)城市污泥的出路問(wèn)題又沒(méi)有予以足夠的重

2、視，因此至今仍缺乏經(jīng)濟(jì)可行的處置技術(shù)，使我國(guó)城市污泥處置問(wèn)題日益發(fā)展成制約污水處理行業(yè)迅速發(fā)展的“瓶頸”（張?jiān)鰪?qiáng)等，2004） 。截至 2008 年底，西安市已建成并運(yùn)行的污水處理廠有 5 座，分別為鄧家村污水處理廠(16 萬(wàn)噸/日)、北石橋污水凈化中心(15 萬(wàn)噸/日)、第三污水處理廠(10 萬(wàn)噸/日)、第四污水處理廠(25 萬(wàn)噸/日)和長(zhǎng)安污水處理廠(5 萬(wàn)噸/日)，總污水處理量達(dá)到 71 萬(wàn)噸/日，按照污水處理能力估計(jì)，每天污泥產(chǎn)

3、生量達(dá)到 500 余噸(含水率80%)。隨著本市污水量的逐年增加和污水處理水平的提升，污泥產(chǎn)量將進(jìn)一步增加，預(yù)計(jì)到 2015年全市污水廠將產(chǎn)生泥餅 800 噸/日，污泥處置的壓力將進(jìn)一步增大。由于在城市污泥的處理與處置方面投入嚴(yán)重不足，加之污泥的產(chǎn)量越來(lái)越大，帶來(lái)一系列比較嚴(yán)峻的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：①處置能力不足，城區(qū)的污泥只能通過(guò)荒地、砂石坑、垃圾場(chǎng)簡(jiǎn)易處置，容易產(chǎn)生二次污染，周邊居民反映強(qiáng)烈；②進(jìn)行簡(jiǎn)易處置的地點(diǎn)越來(lái)越遠(yuǎn)，運(yùn)距也越來(lái)越

4、長(zhǎng)，因泥餅仍然有較高的含水率（80％） ，污泥體積相對(duì)較大，致使運(yùn)輸成本較高，交通限制和運(yùn)輸安全風(fēng)險(xiǎn)逐步增加，為污泥的運(yùn)輸帶來(lái)困難；③采用簡(jiǎn)易處置方式會(huì)占用大量場(chǎng)地和空間，由于可用于堆置的土地面積不斷減少，以及污泥進(jìn)入填埋場(chǎng)受到了限制，使城市污泥面臨無(wú)處消納的處境，給污水處理廠的正常運(yùn)行造成很大壓力。大量的未經(jīng)處理的污泥沒(méi)有正常的出路，已成為污水處理廠的沉重負(fù)擔(dān)，而且污泥中含有大量的有機(jī)物、重金屬以及致病菌等，不加處理任意堆放和排放，對(duì)

5、生態(tài)環(huán)境又造成新的污染，使之建成的污水處理廠不能發(fā)揮其徹底消除污染的作用。所以對(duì)污泥進(jìn)行處理與處置已成為一個(gè)十分迫切的問(wèn)題(張?jiān)鰪?qiáng)等, 2004)。2、污泥的來(lái)源與組成特點(diǎn) 、污泥的來(lái)源與組成特點(diǎn)污泥是廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)，它包括混入生活污水或工礦廢水中的泥沙、纖維、動(dòng)植物殘?bào)w等固體顆粒及其凝結(jié)的絮狀物、各種膠體、有機(jī)質(zhì)及吸附的金屬元素、微生物、病菌、蟲(chóng)卵等物質(zhì)的綜合固體物質(zhì)，簡(jiǎn)單地說(shuō)，它是污水的固體部分（Vesilind e

6、t al.,1986; 張?jiān)鰪?qiáng)等,1997） 。污泥(指含水率為 80%左右的濕污泥)量通常占污水量的 0.7‰~1‰，隨著污水處理效率的提高，污泥的產(chǎn)量會(huì)進(jìn)一步增加。在確定污泥最終處置方式之前，通過(guò)分析測(cè)定以了解污泥的泥質(zhì)是十分必要的。具體分析指標(biāo)的確定可以按照以下的原則進(jìn)行。按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的控制指標(biāo)如《城鎮(zhèn)污水處理廠污染1 張?jiān)鰪?qiáng) 電話：13609254113E-mail: zhangzq58@126.com33.1

7、 污泥土地利用 污泥土地利用污泥的土地利用是指污泥經(jīng)過(guò)穩(wěn)定化處理后，使污泥中的營(yíng)養(yǎng)成份又回用于土地的處置方式。堆肥、堿性穩(wěn)定和污泥熱干化等是這種處置方式通常采用的污泥處理方法。污泥土地利用的處置方式投資少、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低，污泥中的養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)可培肥土壤，因此污泥土地利用也被認(rèn)為是具有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式（Page et al. 1987;張?jiān)鰪?qiáng)等, 2004;李季等, 2005） 。這種處置方式是把污泥應(yīng)用于農(nóng)田、菜地、果園、林地

8、、草地、市政綠化、育苗基質(zhì)及嚴(yán)重?cái)_動(dòng)的土地修復(fù)與重建等（張?jiān)鰪?qiáng)等,1997 , 2004） ?？茖W(xué)合理地土地利用，可減少污泥帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)。林地和市政綠化的利用是一條很有發(fā)展前途的利用方式，因?yàn)樗灰自斐墒澄镦湹奈廴尽Ｎ勰噙€可以用于嚴(yán)重?cái)_動(dòng)的土地如礦場(chǎng)土地、建筑排廢深坑、森林采伐場(chǎng)、垃圾填埋場(chǎng)、地表嚴(yán)重破壞區(qū)等需要復(fù)墾的土地(張?jiān)鰪?qiáng)等,1997,2004） 。這些污泥利用方式減少了污泥對(duì)人類(lèi)生活的潛在威脅，既處置了污泥、又恢復(fù)了生態(tài)環(huán)境

9、（李艷霞等, 2003） 。影響污泥土地利用的主要因素是重金屬污染、病原體、難降解有機(jī)物及 N、P 的流失對(duì)地表水和地下水的污染（張?jiān)鰪?qiáng)等, 2004） 。目前對(duì)重金屬污染研究較多，主要集中在污泥施用后土壤耕作層重金屬的變化，作物各部位富積量，存在形態(tài)及其影響等（周立祥等, 1999; 張?jiān)鰪?qiáng)等, 2004） 。大量的研究表明：近十幾年來(lái)，城市污泥中重金屬含量呈下降趨勢(shì)，只要嚴(yán)格控制污泥堆肥質(zhì)量，合理施用，一般不會(huì)造成重金屬污染（陳同斌

10、等, 2009） 。但不同國(guó)家、地區(qū)污泥的重金屬含量具有較大差異，因此需要進(jìn)行嚴(yán)格定期監(jiān)測(cè)并進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤。為提高污泥農(nóng)用效率、減少有害物的含量也可采取將污泥制成有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合肥料，并適當(dāng)添加鉀肥以補(bǔ)充肥料中鉀的不足。近年來(lái)，隨著污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)（如合成有機(jī)物和重金屬含量）日益嚴(yán)格的趨勢(shì)，許多國(guó)家，如德國(guó)、意大利、丹麥等污泥農(nóng)用的比例不斷降低，但也有一些國(guó)家，如美國(guó)、英國(guó)和日本等污泥農(nóng)用的比例呈增加趨勢(shì)。根據(jù)國(guó)內(nèi)污泥分類(lèi)規(guī)范，污泥的土地利用分

11、為園林綠化、農(nóng)用以及土地的改良三種利用方式。目前我國(guó)污泥農(nóng)用肥的利用以及污泥土地改良的利用國(guó)家相關(guān)的新標(biāo)準(zhǔn)尚未頒布，污泥的園林綠化標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)?？傮w上我國(guó)城市污泥土地利用方面的管理和經(jīng)驗(yàn)還不十分成熟，也存在季節(jié)性應(yīng)用的矛盾等。由于城市污泥含水率高，易腐敗，有惡臭，不便于施用，因此在土地利用之前對(duì)污泥進(jìn)行穩(wěn)定化處理時(shí)非常必要的。在不同的污泥穩(wěn)定化處理方法中，堆肥化處理比較適合我國(guó)國(guó)情（張?jiān)鰪?qiáng)等,1997） 。堆肥化是一種生物化

12、學(xué)過(guò)程，在其過(guò)程中脫水污泥中的有機(jī)物進(jìn)行生物降解轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的最終產(chǎn)物。經(jīng)過(guò)科學(xué)堆肥的污泥密度減小，質(zhì)地疏松，可被植物利用的養(yǎng)分增加，病毒、病菌、蟲(chóng)卵的存活率幾乎為零(Haug,1993)。按照美國(guó)聯(lián)邦政府《有機(jī)固體廢棄物（污泥部分）處置規(guī)定》(USEPA)，經(jīng)脫水、高溫堆肥處理后的污泥為 A 類(lèi)，可用作肥料、園林植土、生活垃圾填埋覆土等。而經(jīng)簡(jiǎn)單脫水處理后的污泥為 B 類(lèi)，只能用作林業(yè)用土?？梢?jiàn)堆肥是一種穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化的綜合處理

13、技術(shù)。作為還處于發(fā)展中的農(nóng)業(yè)大國(guó)，可以預(yù)測(cè)，污泥堆肥化處理在我國(guó)應(yīng)有很好的前景。圖 2 為污泥堆肥處理的主要工藝流程。根據(jù)堆肥化過(guò)程中氧氣的供應(yīng)情況可以把堆肥化過(guò)程分成好氧堆肥和厭氧堆肥兩種。好氧堆肥是在通氣條件好，氧氣充足的條件下借助好氧微生物的生命活動(dòng)降解有機(jī)物，通常好氧堆肥堆溫高，一般在 55～60℃時(shí)比較好，有時(shí)可高達(dá) 80～90℃，堆制周期短，所以好氧堆肥也稱(chēng)為高溫堆肥(Haug,1993)；厭氧堆肥則是在氧氣不足的條件下借助