可循环利用污泥专用处置场建设的探讨-生态环境学报.doc

可循环利用污泥专用处置场建设的探讨 程五良，陈 玲，赵建夫，夏四清 同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海 200092 摘要：着重论述了国内外城市污水处理厂污泥的各种处置方法及处置现状，提出污泥土地利用是目前国内外污泥处理中的主体和重点发展的方式。根据上海市具体市情和污泥处置状况，提出在上海市建设污泥专用处置场，以解决污泥大量处置和最终用于土地利用的思路。比较详细地探讨了国外污泥专用处置场运行的现状，指出污泥专用处置场比污泥有效利用场能更大量地处置污泥且可循环反复处置，它占地面积小，在土地紧缺的上海更具利用优势。在此基础上，提出了适合上海市情的污泥专用处置场工艺流程设计、综合运行框架和具体的技术要求，以保证污泥能安全有效地处置利用。经过分析，指出在上海兴建污泥专用处置场处置污泥能获得较好的经济效益和环境效益。 关键词：污泥处置；土地利用；污泥专用处置场；生物固体 中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2004）01-0124-03城市污水处理厂的污泥是污水处理过程中形成的副产物，主要来自初沉池污泥和剩余活性污泥。污泥是由多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体，其中既含有大量的有机质和氮磷等植物营养元素，同时又含有多种重金属和有机污染物，并含有病原微生物和寄生虫卵等，其特点是含水率高（脱水污泥的水分质量分数约为80％），体积大，易腐败，产生恶臭，比重较小，颗粒较细。 目前世界年产污泥量已达1亿 t（干污泥）。随着经济的快速发展，城市用水量的逐年增加，越来越多的污水需要处理，污泥的产生量必然呈增加趋势。2001年上海每天平均废水量534万t；其中生活污水约348万 t，处理率为53.3%；工业废水186万t，处理率95.4%；每天可产生5万多吨含水质量分数为99%的污泥。按上海建设国际化大都市的城市发展计划，到“十五”期末，上海全市日处理污水能力将达到580万t，污水处理率达到70%。因此，建设处理规模大、水平高的污水处理厂，提高水资源利用率已经成为城市发展的必然趋势和要求。但是，污水处理虽然可以提高水资源的循环再利用，但同时带来了污水污泥的处理处置及环境风险问题。 如果没有得到妥善的科学处理处置，污泥不仅会占用大面积的土地，形成“污泥围城”的不利局面，其中的有害成分如重金属、病原物、有机污染物等，还会在环境中迁移或扩散，危及人类和其它生物的安全。因此，寻找科学有效的污泥处置途径已是一个亟待解决的问题。 1 污泥处置方法及现状 目前城市污泥处置主要有填埋、排海、焚烧和土地利用等4种处置方法。填埋处置需要大量场地，这在寸金寸土的上海显然不宜推广；排海会危害海洋生态系统，造成无国界的污染，美国及欧盟国家已立法禁止将污泥排海；焚烧处置的投资、操作及前处理费用都较高，且易产生二恶英（Dioxin）等大气污染问题，故应受到限制。这3种处置方式都会给环境带来较严重的二次污染，而且也忽视了富含有机质和氮磷营养元素的污泥可资循环利用的价值。污泥土地利用则是利用污泥中大量的N、P、K等营养元素和丰富的有机质，改善土壤结构并供给植物养分，弥补土地贫瘠的现状。正是基于污泥的资源性特点，世界水环境组织（WEF）于1995年已将污泥（Sludge）更名为生物固体（Biosolid），从而更加明确了污泥应该作为资源来利用的观念[1]。 土地利用是欧美主要发达国家最主要的污泥处置方式，其处置量占污泥总量的60%以上[2]。 2000年上海市市内20座污水处理厂的污泥总量为128.9万t（水分质量分数为97.5%）。土地利用也是上海市最主要的污泥处置方式，其处置量占污泥总量的69.5%。 2 上海市污泥处置策略 上海是较为典型的江海冲击平原地区，因而上海周边地区有大面积的冲击潮滩不断形成。这些土地泥沙含量较高，碱度较大，有机营养成分很少，不宜于作物或植物生长, 4]。 根据污泥利用方式的不同，污泥处置场可分为两大类：污泥有效利用场（dedicated beneficial use sites）和专用处置场（dedicated disposal sites）。 污泥有效利用场是作为污泥土地施用的一种形式。它有效的利用了污泥的结构和营养组分改善土壤结构性质，并选择在公众很难直接接触到的地方专门施用污泥种植不进入人类食物链的经济作物和树木，达到控制风险和资源化利用污泥的目的。 污泥专用处置场是污泥土地利用过程的中间环节。在专用处置场中，土地仅为污泥的深度稳定化提供空间支持，达到深度处理的污泥将移地进行资源化利用。污泥专用处置场建设的目的是为了高效地利用有限的土地资源，获得最大限度的污泥处置率。 欧美国家的污泥处置场基本上都为污泥有效利用场形式，它的特点是污泥直接在处置场内