城市污泥再生利用的意義及效益論文

　　【摘要】：古人用"出淤泥而不染"來贊揚荷花的清純高貴，但同時，我們也不難看書，作者對"淤泥"的鄙視。隨的城市化的發(fā)展，城市污水排放量越來越大，從而產(chǎn)生的污泥，的確成為一大污染。如何利用污泥來為現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)，變廢為寶，在減少環(huán)境污染的同時，更發(fā)揮其的商品價值，已成為我們關(guān)心的話題。

　　【關(guān)鍵詞】：污泥；再生利用；研究價值

　　一、污泥處置現(xiàn)狀

　　城市生活污水處理后的污泥，一般含水率約80%，富含有機質(zhì)等營養(yǎng)成分，又含有一定量的重金屬和病毒、病原體、寄生蟲卵等有害物質(zhì)，污泥處置不當會造成嚴重的二次環(huán)境污染。目前國外污泥主要的處置方法有一下三種：

　　1. 土地填理

　　在過去，許多發(fā)達國家都采用土地填埋的方法來處理污泥，且占有很大的比例(約40%左右)。在我國，土地填埋也是主要的方法。該法的處理過程非常簡單，特別適于質(zhì)量較差的污泥，但需要場地和大量的運費，地基需作防滲處理以免污染地下水和散逸臭味。另外，適合充填的土地逐年減少。美國環(huán)保局估計今后20年內(nèi)，美國6500個填理場將有5000個關(guān)閉，有的州已無場地可供堆放。

　　2. 投棄海洋

　　在一些靠海的國家和地區(qū)，大型的污水處理廠常直接將液態(tài)污泥排�；�?qū)⒚撍�污泥直接投海。這是一種方便而經(jīng)濟的處理方法，但此法會危害海洋生態(tài)系統(tǒng)及人類食物鏈，造成全球范圍內(nèi)的危害。1988年美國已禁止向海洋傾倒污泥，并于1991年全面加以禁止。歐共體在1991年5月頒布《Directive Concerning Urban Wastewater Treatment》中指出：在1998年12月31日起，不得在水體中處置污泥。

　　3. 焚燒法

　　在歐美，當污泥中重金屬或其它有毒物質(zhì)含量高而不適用于農(nóng)業(yè)利用的情況下，常采取焚燒法。污泥經(jīng)焚燒后產(chǎn)生無菌、無臭的無機殘渣，并大大減少了體積，是一種可靠而有效的污泥處置方法。污泥焚燒灰能有效地用在瀝青填料和輕質(zhì)基材等建筑材料，如做磚的主要原料。燃燒產(chǎn)生的熱可以用來供電。但焚燒法設(shè)備及運行費用昂貴，易造成大氣污染，仍存在有1/3左右固體重量的廢棄物，以灰分的形式存留下來。

　　但是，以上這些處置方法均不能實現(xiàn)對污泥的綜合利用，存在一定的社會及環(huán)境問題，不是污泥處置的最佳出路。對我國這樣一個發(fā)展中國家而言，綜合利用尤其是農(nóng)業(yè)利用無疑是較好的選擇，實現(xiàn)污泥的有效利用、變廢為寶，使之資源化并產(chǎn)生經(jīng)濟效益，將成為污泥處置的發(fā)展方向。

　　二、污泥再利用的技術(shù)工藝路線

　　在城市生活污水水處理的污泥中，一般含水率約80%，有機質(zhì)成份含量約45%～55%.利用污泥制造有機復合肥過程是將污泥經(jīng)800℃～1000℃高溫烘干，殺滅病菌、蟲卵，保存有機厲份不受破壞且除去有害菌（進行無害化處理），接入有益菌培養(yǎng)，消除污泥的臭味，增加污泥中的營養(yǎng)元素，再添加氮、磷、鉀有效成分，增加污泥中的養(yǎng)分含量，經(jīng)造粒、低溫烘干等工藝，將污泥制成具有生物活性、全營養(yǎng)、無公害的有機復合肥。從而為水處理后的污泥找到了很好的出路，并增加了污水處理廠和設(shè)備生產(chǎn)廠家的經(jīng)濟效益、社會效益，使污泥變廢為寶，減少了環(huán)境污泥，保護了人類賴以生存的自然環(huán)境，同時又有利于生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

　　此外，可根據(jù)實際情況，在污泥高溫烘干工藝前，增加污泥的晾曬或?qū)�漚工藝，高濕污泥經(jīng)晾曬或堆漚工藝可降低污泥含水率，有效節(jié)約烘干能源，從而降低烘干成本；污泥也可直接進入烘干機烘干，減少晾曬或堆漚的使用場地，從而節(jié)約占地面積。

　　三、污泥臭味解決方案

　　污泥未經(jīng)處理直接造肥其臭味是一個突出的問題。產(chǎn)生臭味的原因是因為城市污水處理廠的污泥含有部分帶有臭味的物質(zhì)，如硫化物、氨、腐胺類等，所以當將之加工成肥料變成商品來儲存和施用時，仍會向四周散發(fā)臭味，繼續(xù)污染環(huán)境。這樣就大大降低了污泥肥料的商品價值，并將直接影響到肥料在市場的生存和發(fā)展，因此必須予以解決。

　　目前，對于這種臭味的去除方法主要有：化學方法、物理除臭法、生物除臭法。生物除臭是通過微生物的生理代謝將具有臭味的物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化，達到除臭的作用。前兩種方法的優(yōu)點是較為簡捷，其缺點是除臭效果不太好，且不是增加了污泥的堿度就是增加了污泥的體積。生物除臭法的優(yōu)點是：除臭效果好；經(jīng)過微生物除臭還可進一步降解污泥中各種大分子元素，增加其利于植物吸收的營養(yǎng)成份；通過污泥除臭依靠微生物發(fā)酵產(chǎn)生的生物熱，可使污泥進一步干燥，降低污泥烘干成本；這些具有除臭功能的微生物多是土壤中的有益微生物菌群，它有改良土壤的團粒結(jié)構(gòu)、改善土壤生態(tài)環(huán)境，抵抗有害微生物的功能。缺點是：除臭所需時間較長，占地面積大。

　　考慮到國內(nèi)許多中小型污水處理廠沒有消化工序，產(chǎn)生的是生污泥，利用生物除臭的方法可以起到污泥消化工序的作用，所以采用生物除臭法較好。試驗表明，利用有益微生物可清除污水處理廠中污泥的臭味，增加了其利于植物吸收的營養(yǎng)成分（如：速效有機碳的含量）。同時通過污泥除臭過程中微生物發(fā)酵產(chǎn)生的生物熱，可使污泥得到進一步干燥，降低污泥干化成本，增加污泥肥料的市場競爭力。

　　四、城市污泥資源化的研究與利用

　�。ㄒ唬� 污泥的土地利用

　　用于土地利用的污泥通常是剩余活性污泥。污泥中豐富的有機物和N、P、K等營養(yǎng)元素及植物所必須的各種微量元素Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等能夠改良土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤肥力，促進作物的生長。污泥的土地利用是一種積極的，有效而安全的污泥處理方式。在國外，污泥及其堆肥作肥源農(nóng)用，已有60多年的歷史，城市污泥農(nóng)用比例最高的是荷蘭，占55%；其次是丹麥、法國和英國，占45%；美國占25%。在我國的京、滬、津等地污泥農(nóng)用也有二十幾年的歷史。

　　1. 農(nóng)田上的利用

　�。�1） 污泥農(nóng)用后對土壤的改良

　　山西郭湄蘭等人的盆栽和田間試驗表明：施用污泥后，土壤中N、P、K、TOC等營養(yǎng)成分及田間持水量、CEC、團粒結(jié)構(gòu)、土壤空隙度都相應增加，土壤結(jié)構(gòu)得以明顯改善。

　�。�2） 施用污泥對作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

　　日本有研究表明，污泥施用對絕大多數(shù)作物都有良好的肥效作用，以葉菜類增產(chǎn)最多，同時可改善蔬菜因缺微量元素而引起的品質(zhì)下降。污泥對種子發(fā)芽有促進作用，但對幼苗的生長卻有抑制作用，抑制物為有機酸和醛等。

　�。�3） 污泥中有毒物質(zhì)的影響及控制辦法

　　污泥農(nóng)用的有毒物質(zhì)主要為重金屬和病原菌。前者易通過食物鏈而富集，研究內(nèi)容包括作物各部位富集量的多少、存在形態(tài)及其富集量的影響因素；控制方法是根據(jù)有關(guān)標準(如國家土壤環(huán)境質(zhì)量標準)提出施用年限、施用原則和方法。而后者則可通過消化、堆肥將其大部分消滅。

　　2. 林地利用

　　污泥用于造林或成林施肥，不會威脅人類食物鏈，林地處理場所又遠離人口密集區(qū)，所以很安全。由于森林環(huán)境的強大影響，也由于林地、荒山往往比農(nóng)田更缺乏養(yǎng)料，致使病原微生物的存活時間大大縮短，使過量的N、P養(yǎng)料得以充分利用。美國在60年代初就有過這方面的研究，且取得令人滿意的效果：施用1年后，供試的樹木在樹高和胸徑的生長上隨使用量的增加而增加；地下水中硝態(tài)氮的含量雖可能超過地下水質(zhì)標準，但可通過多次少量施用的方式解決。

　　3. 園林綠化的利用

　　干污泥和污泥堆肥用于城市綠化及觀賞性植物，既脫離食物鏈，減少運輸費用，節(jié)約化肥，又可使花卉的開花量增加，花徑增大，花期延長。

　　4. 用于嚴重擾動的土地改良

　　墾荒地、貧瘠地等施用污泥堆肥，可改善土壤結(jié)構(gòu)，促進土壤熟化。可將污泥以表施和耕層施肥(25～40cm)施于城市廢棄物垃圾場后，播種牧草，以盡快覆蓋地表，過2～3年后牧草長起來，再植樹造林。

　　5. 其他利用

　　（1） 因污泥中含有蛋白質(zhì)、維生素和痕量元素，利用凈化的污泥或活性污泥加工成含蛋白質(zhì)的飼料用來喂魚，或與其它飼料混合飼養(yǎng)雞等，可提高產(chǎn)量，但肉質(zhì)稍差。

　�。�2） 將污泥制成磚、玻璃及其他輕質(zhì)材料，也存在強度差及其它問題，需尋求適當?shù)母纳妻k法。

　�。�3） 向污泥中添加Ca3(PO4)2，制成復合有機肥料，在美國，已有不少工廠以污泥為原料進行堆肥化，制成顆粒肥料，并以商品在市場上出售。據(jù)悉，在我國的深圳已將污泥與畜禽糞混合出售。吳啟堂等利用污泥所具有的強粘性，成功地用污泥代替白泥作復合肥的粘結(jié)劑。

　�。�4） 科學家們已成功從活性污泥中分離出聚3-羥基丁酸及3-羥基戊酸，用于合成生物可降解塑料。

　　五、污泥再生利用對社會產(chǎn)生的效益

　　1. 經(jīng)濟效益分析

　　利用污泥開發(fā)制造有機復混肥，可使城市污水處理廠省去污泥的衛(wèi)生填埋或焚燒費用，提高資源利用率（污泥填埋占用可耕地）。中科院生態(tài)環(huán)境研究中心的研究表明：每平方米城市污水處理廠污泥引起環(huán)境損失值為38元，這不包括其中的運輸費用。保定市污水處理廠年產(chǎn)污泥約為2.7×104立方米，每年引起的環(huán)境損失值為103萬元，若將污泥加工成活性有機復混肥，年產(chǎn)量為5000噸，年創(chuàng)利潤為100多萬元，因此，利用污泥開發(fā)制造有機復混肥在經(jīng)濟上是可行的，具有顯著的經(jīng)濟效益。

　　2. 社會效益分析

　　目前，我國擁有已建成及在建、擬建的污水處理廠近千家，隨著國家對環(huán)保要求的提高、人們環(huán)保意識的增強以及城市化進程的加快，對污泥的處理與利用成了一個迫切的需要解決的問題，污泥處理不好會造成對環(huán)境的二次污染，造成一系列的社會問題。利用污泥制造有機復合肥可使污泥化害為利，既減輕了國家對污泥處理的經(jīng)濟負擔，又對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生積極的推動作用，發(fā)展前景廣闊；同時，杜絕了污泥焚燒和填埋造成的二次污染。

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