李 鑫， 王 刚

(1.菏泽学院 化学化工学院,山东 菏泽 274000；2.菏泽众兴水环境有限公司，山东 菏泽 274000)

随着我国经济持续快速稳定发展与生态环境保护工作的逐步深入，对污水处理的要求越来越高，城镇排水与污水处理事业规模逐渐扩大。城镇污水处理厂污泥是污水处理的重要产物，其构成除了氮、磷等营养物质还有各类病菌、重金属和特殊有机物等有毒有害物质。随着污泥总产量日益增加，污泥的处理处置问题日渐突出。污泥的减量化、无害化和资源化处理处置亟待进行。如何在污泥减量化、稳定化处理的同时实现其资源化开发利用是解决污泥问题的关键。

处理和处置是污泥处理处置的两个阶段，处理主要指污泥的减量化、稳定化和无害化过程；处置是对处理后的污泥进一步消纳，资源化和能源化的过程[1]。处理处置基本原则是：安全环保、循环利用、节能降耗、因地制宜和稳妥可靠[1]。基于此，本文简要综述污泥处理处置的常用方法以及新进发展技术，以期为真正实现"污泥全消纳"提供一定的理论和技术支撑。

1 污泥处理处置传统技术

1.1 污泥处理传统技术

污泥处理的基本技术主要包括：污泥浓缩技术、厌氧消化技术、高温好氧发酵技术、污泥热干化技术、污泥水热处理技术等。各处理技术的技术特征见表1。

表1 污泥处理的主要技术及特点

1.2 污泥处置传统技术

目前，污泥处置的基本技术主要包括土地利用、焚烧、建材利用(制作陶粒和水泥等)、卫生填埋及其它等。各技术特征介绍如下：

(1)土地利用：一方面污泥中所含的腐殖质以及各类营养元素可利于改善土壤性能，但另一方面部分污泥成分复杂，部分污染物超标严重，极大制约了其土地利用的领域和范围。以泰安市污水处理厂脱水污泥为例，利用城市污泥替代草炭作为花卉苗木基质可将污泥分散利用，重金属不进入食物链，环境风险小[2]。

(2)焚烧：对污泥中的病原微生物消灭彻底，有效减小污泥占地，且可回收再利用部分燃烧能量，但焚烧带来的气体污染现象不容忽视，安全环保的烟气排放技术亟待开发。焚烧方式有单独干化焚烧和与垃圾混烧等，目前相关技术的选择运用还不十分合理[3]。

(3)建材利用：污泥资源化的一种有效方式。城市污泥燃烧后的污泥灰分化学性质与黏土相似，因此可用于建筑材料的制作。目前，在制作过程中污泥代替部分黏土掺入原料中，即宜采取混烧的形式。建材性能如何改善和怎样提高干污泥的掺入量一直是研究的热点和重点，也是提高污泥资源化利用效率的关键。

(4)卫生填埋：一次性建设填埋场，操作简单，成本低；但是容易造成二次污染，且本质上属于资源浪费，与资源节约及环境友好大方向相违背。

1.3 污泥处理处置典型组合技术

在确定污泥综合处理处置方案时，需综合考虑污泥的泥质特点和当地的环境背景状况以及经济发展水平等，因地制宜。目前，涉及的污泥处理处置组合技术路线多样，部分列举如下：(1)浓缩+厌氧消化+脱水+干化或好氧发酵+土地利用；(2)浓缩+脱水+热干化+焚烧+灰渣建材利用或填埋；(3)浓缩+脱水+石灰稳定+工业窑炉协同焚烧。

2 污泥处理处置新技术

2.1 污泥处理新技术

近年来，污泥浓缩脱水在传统技术设备的基础上不断发展创新，如防释磷污泥浓缩塔节能环保优势突出，污泥膜分离技术及电渗析脱水技术脱颖而出等[4]。超滤、微滤膜等技术日趋成熟，用于剩余污泥的浓缩脱水，可提高污泥含固率，便于后续其它处理处置。目前限制膜分离技术规模化应用的关键是膜污染问题。因此众多学者的研究热点集中在膜污染的机理及防治方面。因为剩余污泥是由亲水性胶体和大颗粒凝聚体组成的非均相体系，因此外加直流电场可以增强物料的脱水性能，为电渗析脱水提供了更多可能。电渗析脱水的优点是：脱水范围宽，施加不同的电流强度和电压，可获得不同含水率的泥饼；装置独立性强，可在现有脱水装置基础上单独增设，节约成本[1]。

污泥好氧发酵的优点逐渐显现，因此其工程应用情况逐渐增多。为切实提高处理效率，多种污泥好氧发酵新技术已被开发。其中应用潜力较大的是膜覆盖好氧发酵技术和超高温好氧发酵技术。以HTU技术为代表的污泥热解技术成功应用于苏州市一家城镇污水处理厂的剩余污泥，产物热值和能源转化率均较可观，在中国应用前景广阔[5]。

水达到超临界状态，可与有机物完全互溶。近年来，亚/超临界水氧化技术用于污水处理领域实践越来越多。利用亚/超临界处理技术可彻底分解污泥中的有机质，消灭有害病菌，最终减容率高于90%，处理效果干净清洁，成本适中。2015年，廊坊市政污泥处理项目引入超临界水处理技术，日污泥处理能力240t，为污泥的无害化、减量化处理提供了成功的范例。

2.2 污泥处置新技术

对污泥的资源化利用技术研究一直方兴未艾。一些新的资源化利用技术逐渐见诸报道，如污泥低温制油、污泥制氢及从中提取蛋白质等。污泥中的大量含碳物质，为将其制备成各类活性炭吸附剂提供了可能。可通过直接热解、混合热解、气体活化法和化学活化法等制备性能优良的污泥吸附剂。如若尾气控制得当，吸附饱和的污泥吸附剂可进一步燃烧处理，固定重金属的同时分解有害物质，应用潜力巨大。有学者利用焦作市污水处理厂污泥制备了发电燃料，室内试验和现场工业化试验均取得了成功。当城市污水处理厂进水COD偏低时，为切实提高脱氮除磷效果，需要补充碳源。污泥经酸性发酵生成的挥发性脂肪酸(VFAs)可作为有机碳源利用，同时又处置了污泥[1]。因为能耗大、运行费用高，限制了该方法的推广应用，下一步还需完善和发展相关技术。

虽然创新技术的研发大都停留在理论和中试阶段，还缺乏成熟稳定的示范工程的运行数据来推动其工业化应用，但对推动我国污泥资源化和能源化处理处置事业的发展作用巨大。

3 污泥处理处置技术展望

我们要摒弃从前"轻泥重水"的观念。对症下药，寻找适合不同泥质的污泥处理方式。对新鲜脱水污泥需及时进行有效处理处置，不可长期堆置，否则脱水性能和卫生状况严重恶化会影响后续处理。由此最大程度实现污泥的减量化、无害化和资源化，防控二次污染并且杜绝资源浪费。

未来污泥处理处置技术的发展可考虑以下几个方向：(1)研发污泥源头减量技术，争取实现污泥零排放；(2)注重开发先进的污泥处置处理技术及推广应用，如高含固污泥厌氧消化技术、超临界水解技术和污泥中有用物质提取技术等；(3)开展污泥处理处置节能降耗研究；(4)在实践中探索污泥处理处置的高效组合形式等。

4 结语

目前，面对日益严峻的环境形式，世界各国都面临污泥处理处置的难题。在污泥减量化、稳定化处理处置的基础上，还要注重开发污泥的资源化、能源化技术。随着适合我国国情、成熟度高的技术推广应用，未来我国城镇污泥处理处置系统的建设和运行一定会取得更大的成功。