污泥处理处置技术现状与研究进展..doc

污泥处理处置技术现状与研究进展 王刚 （北京机电院高技术股份有限公司，北京 100027） 摘要：随着污泥产生量的日益增加，其对生态环境造成的负面影响逐渐引起了世界的关注，同时也在共同探寻一个经济合理、安全可靠的污泥处置方案。本文系统分析了国内外污泥处理处置技术现状、主流技术研究及应用进展，并结合我国国情对污泥处理处置发展趋势进行了展望。 关键词：污泥 处理处置 发展趋势 随着全球经济的发展，人口的增加，污水的排放量日益增多，污泥的产出量迅速增加。据统计，2004-2010年间我国污水处理厂总处理量的年平均增长量为272164.9万m3，如果“十二五”期间污水年处理量按此速度增长，到2015年，干污泥量将是2004年的3.6倍（污泥产率按1.5t-DS/万t-污水计算）[1]。大量的污泥，不仅占用土地，而且其中的有害成分成为影响环境卫生的一大公害。因此，从自身特点出发，采取适宜的污泥处理处置方案越来越受到关注。 从目前国际上已建成运行的污泥处理处置项目来看，常见的污泥处理方式有：好氧发酵（堆肥）、厌氧消化、干化、焚烧。污泥处置方式有土地利用、填埋、综合利用。由于国情不同，各国采用处理方式和技术也各不相同，本文对国内外目前主流技术的发展应用进行综述。 1污泥处理处置技术 1.1好氧发酵 污泥好氧发酵技术是利用污泥中的微生物进行发酵的一项新的生物处理技术，在实际应用中可以达到“无害化”、“减量化”、“资源化”的效果，并且具有经济、实用、不需外加能源、不产生二次污染等特点。 目前，国内外研究学者针对堆肥过程中的条件控制、重金属控制、保氮技术以及技术工艺方面进行了大量的研究，取得了很多有价值的成果[2-7]。美国早在19世纪60年代初就有关于污泥农用的研究。日本于20世纪50年代建成第一座污泥堆肥中心，到20世纪90年代末已建成35座。日本还开发出用污水处理厂的污泥进行短时间堆肥的技术[8]。目前，欧美、日本普遍采用国际上较为先进的具有高效、防臭、成品质量高的污泥连续发酵工艺，利用回转仓完成中温、高温发酵过程。日本、韩国以及一些欧美国家相继研发出封闭仓式发酵系统，综合效益较好[9]。 20世纪60年代，我国首次在北京高碑店污水处理厂成功进行了污泥自然通风堆肥试验[10]。50多年来，国内学者对好氧发酵工艺进行了大量研究，取得了很多有价值的研究成果，先后建成了在产品质量、运行操作可控性、环境质量等方面均能达到较高水准的污泥堆肥处理处置项目。国内学者成功开发了污泥高效低耗堆肥与复合肥制备成套技术，实现了堆肥温度和通风控制的自动化，建立了适合我国的高效低能耗的污泥堆肥工艺[11]。我国在机械翻堆工艺和强制通风静态堆肥工艺基础上，开发出了具有自主知识产权的CTB自动控制生物堆肥成套技术，该技术堆肥耗时短、占地面积小，无恶臭、废水等二次环境污染问题，技术的完整性和配套性好[12]。同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室以污泥静态堆肥工艺为基础，针对上海曲阳污水处理厂的脱水污泥进行动态好氧堆肥处理工艺的开发，重点研究了控制参数和评价参数（温度、含水率、pH、水溶性有机碳和发芽指数等）变化规律[13]。另外，国内各科研院所在污泥好氧堆肥装置的研制方面也取得了很大进展[14]。 随着我国环保要求的不断提高和污泥堆肥技术的成熟，先后建成了具有较高水准的污泥堆肥处理处置项目。唐山西郊污水处理二厂污泥堆肥项目在SACT工艺的基础上，采用了自动化机械化设备，以实现与污水厂实际运行状况的匹配。此外，SACT技术还应用于北京大兴污泥消纳场、洛阳东污水处理厂、沈阳市污水处理厂等一批污泥堆肥项目。我国具有自主知识产权的CTB自动控制生物堆肥成套技术也在上海松江城市污泥处理处置等工程项目中应用，为国内类似工程的建设提供了宝贵经验。 污泥好氧发酵技术经过近几十年的发展，取得了很大的进步，但在技术理论和工艺上还存在一些瓶颈，如需要大量辅料、臭气控制难、存在人畜健康安全风险等，好氧发酵技术仍有很大的提高潜力。 1.2厌氧消化 污泥厌氧消化是指在无氧条件下，由兼性菌和厌氧菌将污泥中可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等稳定的物质，同时减小污泥体积，去除臭味，杀死寄生虫卵，回收利用消化过程中产生的沼气的过程。污泥厌氧消化以其高效的能量回收和较低的环境影响是目前国际上应用最为广泛的污泥稳定化和资源化的处理方法。 国际上众多学者一直致力于厌氧消化技术的研究，并使其获得了广泛的应用和长足的发展。在工艺条件方面，日本研究人员发现通过加入稻秆提高污泥碳氮比可改善厌氧消化性能，提高甲烷产量及溶解性COD，污泥脱水性能也有所改善[15]。在温度对高温厌氧消化的影响方面，国内外学者进行了大量研究，但在影响机理方面还有待进一步的研究[16-17]。清华大学进行了两相厌