西安市环境保护科学研究院陕西西安710061
【摘要】随着城市化水平的提高，污水处理厂不断地建成和投入使用，很多未能得到妥善处置的污泥已成为负担，如何将数量庞大、含水量高、成分复杂的污泥进行稳妥的安全的处理，达到污泥的无害化和减量化，最终达到资源化，成为各界关注的问题。
【关键词】城市污水处理厂；污泥；综合利用
随着城市污水处理厂对生物技术的广泛运用，产生的污泥也明显增加，造成了一定程度的二次污染，在这种情况下，城市污水厂污泥处理问题成为了社会普遍关注的问题。但目前尽管污水处理厂的建设费用中用于处理污泥的大约占了20%～50%，是污水处理系统中的重要组成部分，但大多污泥仍没有被妥善处理，而是随意处置，这会造成环境污染，甚至危害人类健康。
一、城市污水处理厂污泥的特性
一是污泥量大。随着中国社会经济和城市化的发展，城市污水的产生及其数量在不断增长，随着中国污水处理事业的发展，污泥的处理处置问题在城市污水处理中占有的位置已日益突出；二是污泥性质安全稳定。一般城市污泥中都含有一定量的重金属，其含量的高低往往决定它是否可以农用。中国污水处理厂污泥中含有多种重金属，其含量的性质较为稳定，主要以Zn和Cu为主，其他重金属含量较低，一般的城市污水处理厂污泥有害成分比较低，因此，城市污水处理厂的污泥采用好氧堆肥之后土地利用是适宜的，也是安全的。污泥的pH值为6～7，一般不会明显影响后续处置及利用，随着人们环保意识的增强，污泥中重金属含量呈下降趋势；三是肥效较高。城市污水处理厂产生的污泥中含有大量的N、P、K及有机质，而且N、P以有机态为主，还含有植物所必须的多种微量元素，中国污泥的有机质平均含量为37.18%，N、P、K平均含量分别为3.03%、1.52%、0.69%，均超过国家堆肥需要的养分标准，在中国，不同地区污水处理厂污泥的养分含量相差较大，同一地区城市污泥中钾的含量变化并不大，从长远来看，中国污水处理厂的污泥中N、P的含量将随着脱氮除磷等二级污水处理工艺的增加而增加，这将有利于污泥土地利用和堆肥处理。
二、城市污水处理厂污泥的综合利用
1.污泥能源化利用。一是利用污泥厌氧消化制沼气。污泥厌氧消化制作沼气，是利用无氧环境下生长于污水、污泥中厌氧菌菌群的作用，使有机物分解成其他稳定物质，达到杀菌、无害化的目的。而沼气就是有机物在厌氧条件下经过厌氧菌的分解作用产生的以甲烷为主要成分的可燃性气体。沼气可以为城市居民和工厂生产活动提供能源。与此同时，污泥厌氧消化也能同废水处理结合在一起，构成完整的污水处理系统，实现有机物无害化处理的目的。当前，污泥厌氧消化制沼气的处理方式，以成为最广泛的污泥处理工艺；二是利用污泥低温热解制油。污泥低温热解制油是目前一种新型的热能利用技术，主要是指污泥在无氧或缺氧的条件下加热到一定温度，并经过干馏、热分解等作用将污泥中的有机物转化为碳氢化合物，最后使污泥转化为可以与油或炭等发生作用的可燃性产物。在污泥热解技术上，我国已开展了大量的研究，研究发现污泥低温热解制油具有成本低廉的优势，也具有较好的应用前景。近年来，国内又开发出了微波热解技术，这一技术更加方便快捷，且生成的液态油中所含脂肪类物质较高；三是利用污泥制合成燃料。城市污泥中含有70%-80%的有机物，且脱水后的污泥具有发热量高的特点，因而将其制成合成燃料具有科学性与可行性，研究表明，将35%的消化污泥与50%的煤和15%的添加剂合成燃料，其热效率远大于煤的热效率。此外，污泥还具有较强的黏性，将活性污泥与无烟粉煤混合加工，能在燃烧利用的过程中减少煤污染，还能提高煤的反应性，减少残渣。
2.农业利用。污泥中含有许多植物生长需要的元素，其中有机物的含量尤为突出，可以称为一种物美价廉的有机肥料。但是将污泥用作肥料使用需要满足以下条件：达到规定的卫生指标，同时还要没有病菌，污泥中的营养元素和有机物均达到相关要求，含氮量也应该符合标准量。在满足上述要求的前提下，在农业生产方面，污泥还是具有相当的可利用价值。
3.制作建筑材料。在建筑材料制造领域，污泥具有明显的资源化利用优势。污泥可以制造建筑材料，其形式多样，可制造生化纤维板，灰渣水泥与灰渣混凝土，污泥砖与地砖等，污泥作建材使用时需要复杂的预处理，即污泥经过脱水、干化后直接制造建材，或者对污泥进行焚烧和熔融后再制造建材，污泥制造建材实现了污泥资源化。利用污泥制砖时应填加粘土或硅砂以提高Si02的含量，污泥焚烧灰在高温下煅烧，使有机物完全转化，无机物完全熔化，再冷却形成玻璃状熔渣后即可生产地砖。将污泥作为生产生态水泥的原料，也是解决城市污泥处理问题的一条有效途径，发达国家对于利用污泥等废弃物生产生态环保水泥已经有了成熟的经验，在欧洲水泥生产者联合会旗下的水泥厂中每年都有百万吨级的有害废物通过焚烧处理用于水泥生产。
4.污泥的高温堆肥。目前世界各国采用的方法有静态和动态堆肥两种，如自然堆肥法、圆柱形分格封闭堆肥法、滚筒堆肥法、竖式多层反应堆肥法以及条形静态通风等堆肥工艺，这些方法都在不断发展.美国20世纪80年代初开发了比较完善的贝尔茨维尔好氧堆肥法，主要采用堆底穿孔管道通入空气的方法，能够防止臭气扩散，比较安全卫生，污泥连续发酵工艺主要是利用快速发酵回转仓完成中温、高温发酵工艺，是目前国际上较为先进、也较为普遍使用的处理方法.它具有高效、防臭和成品质量高的特点，已在美国、日本、欧洲广为采用。
5.提取重金属。城市污水处理厂中的污泥还可能含有部分重金属，如Hg、Pb、Cu、Zn等，可以通过适当调整污泥性状，向其中添加化学药剂，用来改变污泥中重金属的形态，从而利用重金属和其化合物的特性将其从污泥中分离提取出来，在污泥中添加某些还原剂可以对Hg等具有挥发性的重金属进行还原使之成为金属单质，然后对Hg等挥发性的重金属进行提取，最终达到回收利用的目的；同样还可以使一些重金属生成沉淀物沉淀下来后，利用离子交换对重金属进行分离提纯。但是污泥中的重金属含量总体偏低，而分离提纯的成本又较高，所以这种方式目前很少在城市污水处理厂得到实际应用，大部分还停留在试验研究的阶段。
6.其他污泥的综合利用途径。除了以上各方面的利用外，还可将污泥利用于环保材料的制定，另外，还可将污泥制塑料与粘结剂等，都在很大程度上减少了环境污染，提高了污泥而二次使用率。
综上所述，污泥的处理问题一直是污水处理厂正常运行的障碍，在资源和能源日益短缺的今天，能够将污泥综合利用资源化将是一件利国利民的重大举措，土地利用是符合我国现状的主要利用方式，因此，污泥成分中对重金属等各项指标的控制尤为重要，各种有机肥的生产能够消化大量的污泥，亦能够产生较好的经济效益，在实际应用过程中应污泥处置标准的出台将能够带动污泥综合利用产业的规范化、规模化发展，从而实现污泥的集约化处理。
参考文献：
[1]谢容珍.国内城市污水厂污泥的资源化利用[J].广东化工，2008（35）.
[2]邹琳.城市污水处理厂污泥最终处置方法研究[J].中机国际工程设计研究院有限责任公司，2011.
[3]邹琳.城市污水处理厂污泥最终处置方法研究[J].中机国际工程设计研究院有限责任公司，2011.