城市污泥再利用的研究

城市污泥资源化研究

代立社　张金义 李晓光
（河北建设集团有限公司）
　　关键词：　污泥　资源化 研究

随着国家对环保的重视，环保问题越来越引起国民的关注，环境问题在未来十年甚至几十年将成为社会的焦点，尤其是污水的治理更是迫在眉睫，国家正在逐年加大污水治理的投入，2000年我国城市污水的治理率只有20～27％，到2005年污水治理率要达到60％以上。随着污水治理度的加大，污水处理厂会成倍增加，那么污泥的产量也将成倍增加，所以污泥处置的矛盾会日益突出。
我们通过对保定市污水处理厂产生的污泥性质的研究以及污泥的除臭试验、污泥的烘干试验、污泥烘干烟气的排放试验测试、造粒烘干试验、污泥有机肥料的大田施用试验等研究，找到了一条实现污泥综合利用、变废为宝、消除二次污染的有效途径，即利用污泥制造有生物活性的有机复合肥。
一、污泥处置的国内、外技术现状：
城市生活污水处理后的污泥，一般含水率约80％，富含有机质等营养成分，又含有一定量的重金属和病毒、病原体、寄生虫卵等有害物质，污泥处置不当会造成严重的二次环境污染。目前国外污泥主要的处置方法是采用污泥的填埋、焚烧及填海，欧美各国主要是填埋和农田利用，日本填海造地的污泥占70％以上；我国污泥主要的处置方法是采用污泥的填埋、及焚烧。其处置方法均不能实现对污泥的综合利用，存在一定的社会及环境问题，不是污泥处置的最佳出路。
对我国这样一个发展中国家而言，综合利用尤其是农业利用无疑是较好的选择，实现污泥的有效利用、变废为宝，使之资源化并产生经济效益，将成为污泥处置的发展方向。
二、污泥利用价值及技术工艺路线：
1．污泥的主要成分分析：
污泥的主要成分是有机物、无机物、重金属、硫化物、氮、腐胺、砂及一些工业菌类，其中含有大量的营养成分：有机质43.75％、腐植酸16.8%、总氮2.7％、总磷2.45％（P2O5计）、总钾0.67％（以K2O计）。它可作为有机肥使用，并具有肥效期长、改良土壤、刺激作物生长的作用（尤其是它含有的腐植酸）。
2．污泥的重金属分析：
由表1可以看出，与国内其他城市的污泥相比，保定市城市污水的污泥中镉、铬、铜、镍、铅和锌的含量都较低。与国外标准相比较，各种重

表1 国内外部分城市污水的污泥重金属含量 mg/kg

元　素 As Cd Cr Cu Ni Pb Zn 备注
保定市 8.18 0.7 238 327 65 280 870
桂林市 37 0.9 594 154 98 199 506
天津纪庄子 10 3 728 336 － 669 1095 文献[5]
广州大坦沙 1150 2200 462 245 1790 文献[6]
中国农用
标准 75 5 600 250 100 300 500 酸性土壤pH＜6.5
75 20 1000 500 200 1000 1000 中性和碱性土壤pH≥6.5
瑞典污泥 5～15 50～200 500～1500 25～1000 100～300 1000～3000 文献[4]
加拿大标准 10 20 1000 500 500 200 2000 文献[4]
德国 10 900 800 200 900 2500 文献[7]
中国农用标准为《农用污泥污染物控制标准》GB4284-84

金属的含量都偏低。根据《农用污泥污染物控制标准》GB 4248-84，保定市城市污水的污泥中各重金属的含量除均低于我国农用污泥中性和碱性土壤最高容许含量，可以用作农业肥料。
此外，污泥中重金属的毒害性除与含量高低有关外，还取决于其存在形式。EDTA(乙二胺四乙酸)是一种弱有机酸，可提取土壤中有机和无机络合物交换点上的金属，还可释放水溶态物质中的金属，而不破坏硅酸盐矿物晶格中的金属，因此EDTA溶液的提取量可代表植物的可吸收量。由EDTA溶液对保定市污泥的试验，各种金属的提取率在20%～55%，即当污泥施于农田时20%～55%的重金属可被植物吸收。
　　由以上分析表明，保定市污泥经过杀除病害菌和虫卵后，在使用上是安全的，且是一种绿色环保型有机肥，具有极高的开发价值。
2．污泥再利用的技术工艺路线：
　　在城市生活污水水处理的污泥中，一般含水率约80％，有机质成份含量约45～55％。我们经过研究，选择了合理的技术工艺路线（见图1），利用污泥制造有机复合肥过程是将污泥经800℃～1000℃高温烘干，杀灭病菌、虫卵，保存有机成份不受破坏且除去有害菌（进行无害化处理），接入有益菌培养，消除污泥的臭味，增加污泥中的营养元素，再添加氮、磷、钾有效成分，增加污泥中的养分含量，经造粒、低温烘干等工艺，将污泥制成具有生物活性、全营养、无公害的有机复合肥。从而为水处理后的污泥找到了很好的出路，并增加了污水处理厂和设备生产厂家的经济效益、社会效益，使污泥变废为宝，减少了环境污染，保护了人类赖以生存的自然环境，同时又有利于生态农业的发展。
此外，可根据实际情况，在污泥高温烘干工艺前，增加污泥的晾晒或对沤工艺，高湿污泥经晾晒或堆沤工艺可降低污泥含水率，有效的节约烘干能源，从而降低烘干成本；污泥也可直接进入烘干机烘干，减少晾晒或堆沤的使用场地，从而节约占地面积。
图1　污泥制造有机复