城市污泥的資源化利用
摘 要(yao)：污(wu)泥(ni)是(shi)城市污(wu)水處(chu)理廠(chang)的伴生產物(wu)，含有多種污(wu)染物(wu)，但(dan)也是(shi)一種二次資源(yuan)。本文針對(dui)我(wo)國城市污(wu)水廠(chang)污(wu)泥(ni)的現狀，對(dui)污(wu)泥(ni)資源(yuan)化(hua)技術(shu)進(jin)行了分類，就污(wu)泥(ni)材(cai)料(liao)化(hua)技術(shu)，能源(yuan)化(hua)技術(shu)，建材(cai)化(hua)技術(shu)，堆(dui)肥利用技術(shu)進(jin)行了綜(zong)述與(yu)分析，并提出我(wo)國污(wu)泥(ni)資源(yuan)化(hua)的制約因(yin)素(su)。
關鍵(jian)詞：污泥 資源化
1 前言
隨著城(cheng)(cheng)市(shi)規模的(de)(de)(de)(de)(de)不斷擴大(da)和人(ren)口的(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)，城(cheng)(cheng)市(shi)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)負荷迅速加(jia)大(da)，而污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)量(liang)(liang)(liang)固(gu)體(ti)(ti)(ti)(ti)廢(fei)棄(qi)物(wu)(wu)——污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)(chu)置也(ye)日益成為一大(da)難題(ti)。污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)是污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)廠(chang)(chang)對污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)進(jin)行(xing)(xing)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)過(guo)(guo)程中產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)沉淀物(wu)(wu)質以(yi)及(ji)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)表面漂(piao)出的(de)(de)(de)(de)(de)浮(fu)沫(mo)所得的(de)(de)(de)(de)(de)殘渣(zha)。一座二(er)級(ji)(ji)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)廠(chang)(chang)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)量(liang)(liang)(liang)約占總處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)0. 3%～0. 5% (體(ti)(ti)(ti)(ti)積) ，如(ru)進(jin)行(xing)(xing)深度處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)量(liang)(liang)(liang)還(huan)可(ke)能(neng)增加(jia)0. 5～1. 0倍[1] 。以(yi)廣(guang)東省為例，至2010年(nian)6月底，廣(guang)東省共建成城(cheng)(cheng)鎮生(sheng)活污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)設施268座，日處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)能(neng)力達1474.8萬噸，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)日產(chan)(chan)生(sheng)量(liang)(liang)(liang)已達7000噸(含水(shui)率80%)[2] 。作(zuo)(zuo)為廢(fei)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)過(guo)(guo)程的(de)(de)(de)(de)(de)副產(chan)(chan)品(pin)，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)是包含水(shui)、泥(ni)沙、纖維、動(dong)植物(wu)(wu)殘體(ti)(ti)(ti)(ti)及(ji)各(ge)種絮體(ti)(ti)(ti)(ti)、膠體(ti)(ti)(ti)(ti)、有(you)(you)(you)機質、微生(sheng)物(wu)(wu)、病菌、蟲卵等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)復雜多(duo)相體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)[3]。中國的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)廠(chang)(chang)多(duo)采(cai)用二(er)級(ji)(ji)生(sheng)化處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)工藝，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)主要產(chan)(chan)自初沉、二(er)沉及(ji)其他固(gu)液分(fen)離工序(xu)，含水(shui)率高( > 98 %) ，體(ti)(ti)(ti)(ti)積龐大(da)，有(you)(you)(you)機質含量(liang)(liang)(liang)約為 40～50 %，總氮含量(liang)(liang)(liang) 4～5 %，磷(lin)( P2O5 ) 含量(liang)(liang)(liang) 1～5 %，鉀( K2O) 含量(liang)(liang)(liang) 0. 5～1 %[4];對于生(sheng)活污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)和工業廢(fei)水(shui)混排的(de)(de)(de)(de)(de)場合,污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)中還(huan)常含有(you)(you)(you)激素類(lei)物(wu)(wu)質( E1、E2 等(deng)) 、毒(du)性有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)(苯、氯(lv)酚等(deng)) 、重金(jin)屬(shu) ( Cd、Cr 等(deng)) 以(yi)及(ji)各(ge)種無機鹽[5]。但由于污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)含有(you)(you)(you)大(da)量(liang)(liang)(liang)有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)、氮、磷(lin)等(deng)營養物(wu)(wu)質，若經(jing)過(guo)(guo)適(shi)當(dang)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)，可(ke)以(yi)作(zuo)(zuo)為優(you)質的(de)(de)(de)(de)(de)“二(er)次資源”[6]。
當前污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)普遍采用的(de)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)與處(chu)(chu)(chu)(chu)置方(fang)法是(shi)焚燒與填(tian)埋(mai),然而這兩種方(fang)法的(de)缺點(dian)是(shi)： ①處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)費(fei)用高。污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)費(fei)用可(ke)高達(da)一(yi)(yi)個污(wu)(wu)(wu)水處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)廠的(de)建設與日常管理(li)(li)(li)總費(fei)用的(de)50%左右(you)[7]。②浪(lang)費(fei)了(le)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)中的(de)氮、磷及植物(wu)生(sheng)長(chang)所需要(yao)的(de)多(duo)種其它元素。③在污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)焚燒過(guo)程中形(xing)成的(de)含有(you)(you)多(duo)種重金屬的(de)煙霧(wu)和(he)飛(fei)灰有(you)(you)造成二次(ci)(ci)污(wu)(wu)(wu)染(ran)的(de)可(ke)能性。④填(tian)埋(mai)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)不但需要(yao)占用大量土，且有(you)(you)可(ke)能污(wu)(wu)(wu)染(ran)地下(xia)水源(yuan)(yuan)。降低污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)成本的(de)有(you)(you)效手段之(zhi)一(yi)(yi)是(shi)通過(guo)適當資(zi)源(yuan)(yuan)化處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)使其獲(huo)得附加經濟效益(yi)，反補到污(wu)(wu)(wu)水處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)總成本之(zhi)中;而此過(guo)程的(de)直接環境(jing)效益(yi)是(shi)避免了(le)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)二次(ci)(ci)污(wu)(wu)(wu)染(ran)。可(ke)以說(shuo)，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)資(zi)源(yuan)(yuan)化處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)是(shi)未來污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)主流發展方(fang)向[8]。
2 污泥資源化利用的定義及分類
2.1 污泥資源化利用的定義
污(wu)(wu)泥資源化的定義(yi)：根據不同使用(yong)場合(he)，通過各種物理(li)、化學和生物工藝，提(ti)取污(wu)(wu)泥有價組(zu)分，將(jiang)其重組(zu)或轉化成其他能量形式(shi)，獲(huo)得(de)再(zai)利用(yong)價值，并(bing)消除二次污(wu)(wu)染[8]。
2.2 污泥(ni)資源化利用的(de)分(fen)類
按照所獲產品種類不(bu)同(tong)，可將污泥資源化(hua)技術分(fen)成：材料化(hua)技術、能源化(hua)技術、建材化(hua)技術、堆(dui)肥利用技術。
3 材料化技術
污泥材(cai)料化主要包括制備(bei)活(huo)性炭(tan)、制備(bei)生物膜載體填料、制備(bei)微生物滅(mie)蚊(wen)劑、蛋(dan)白質提取利用等(deng)。
3.1 污(wu)泥制(zhi)活性炭
活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)是以(yi)含炭(tan)物質為(wei)原(yuan)料，經高溫(wen)炭(tan)化(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)制(zhi)(zhi)成(cheng).目前活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的制(zhi)(zhi)造方法大體(ti)(ti)上可(ke)分為(wei)藥品活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)法和氣體(ti)(ti)活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)法。由(you)于污(wu)(wu)泥(ni)含有一定的有機(ji)碳源,根(gen)據污(wu)(wu)泥(ni)的組成(cheng)，適(shi)當添(tian)加鋸末(mo)、果(guo)殼(ke)、果(guo)核(he)等副料，提高炭(tan)含量，采(cai)用(yong)(yong)(yong)在污(wu)(wu)泥(ni)中添(tian)加無機(ji)鹽等活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(如 ZnCl2、FeSO4、K2S 等) 浸漬(zi)活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)處理，在一定溫(wen)度下(xia)炭(tan)化(hua)(hua)，再(zai)經活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)即可(ke)獲得活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)。制(zhi)(zhi)備(bei)污(wu)(wu)泥(ni)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)時，活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)濃(nong)度、固液(ye)比、活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)溫(wen)度及活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)時間這4個影響因素的控(kong)制(zhi)(zhi)對污(wu)(wu)泥(ni)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的吸附性(xing)(xing)能起決定性(xing)(xing)作用(yong)(yong)(yong)[9-10]。以(yi)城市(shi)污(wu)(wu)泥(ni)為(wei)主要原(yuan)料制(zhi)(zhi)備(bei)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)符合固體(ti)(ti)廢(fei)物污(wu)(wu)染控(kong)制(zhi)(zhi)的減(jian)量化(hua)(hua)、資源化(hua)(hua)、無害(hai)化(hua)(hua)原(yuan)則，利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)現有的活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)制(zhi)(zhi)備(bei)技術路線(xian)和設(she)備(bei)即可(ke)滿足(zu)其(qi)生產要求，可(ke)以(yi)制(zhi)(zhi)備(bei)出用(yong)(yong)(yong)于去除污(wu)(wu)水(shui)中污(wu)(wu)染物的吸附劑(ji)(ji)，體(ti)(ti)現以(yi)廢(fei)治(zhi)廢(fei)，化(hua)(hua)害(hai)為(wei)利(li)(li)的原(yuan)則，對污(wu)(wu)泥(ni)資源化(hua)(hua)有一定的指導(dao)作用(yong)(yong)(yong)。
3.2 污泥制生物(wu)膜載(zai)體填料
曹鳳云和(he)(he)單舒曼等研究了以(yi)污(wu)泥代替天然原料(liao)，在一定條(tiao)件下可以(yi)燒制成(cheng)填料(liao)，并(bing)能(neng)用(yong)(yong)作(zuo)污(wu)水(shui)處(chu)理(li)中生物(wu)(wu)膜(mo)載體(ti)。以(yi)脫水(shui)污(wu)泥為主(zhu)(zhu)料(liao)，添(tian)加適(shi)量粉(fen)煤灰(hui)(hui)和(he)(he)粘(zhan)土(tu)，制備生物(wu)(wu)膜(mo)載體(ti)填料(liao)是(shi)實驗(yan)研究的主(zhu)(zhu)要內容。實驗(yan)表明，污(wu)泥使(shi)用(yong)(yong)量為70%、 粉(fen)煤灰(hui)(hui)和(he)(he)粘(zhan)土(tu)各15%時，燒成(cheng)溫(wen)度為1000±25℃、保溫(wen)時間為 40 min,燒制的填料(liao)抗(kang)壓強度能(neng)達到25mpa、吸水(shui)率(lv)17%;用(yong)(yong)于藥(yao)廠廢水(shui)處(chu)理(li)測試，在常溫(wen)下的化學(xue)需氧量 (CODcr)的平(ping)均去除率(lv)為74.0%、 懸浮物(wu)(wu) ( SS)的去除率(lv)為54 . 1%[11]。
3.3 污(wu)泥制微生(sheng)物滅蚊(wen)劑(ji)
污(wu)(wu)泥(ni)(ni)中含有大量可被微生物利用的(de)碳、氮、磷(lin)以(yi)及其它營養物質。已(yi)經證實，可以(yi)利用污(wu)(wu)泥(ni)(ni)為(wei)唯一發酵(jiao)(jiao)(jiao)原料生產(chan)蘇云金桿菌生物殺(sha)蟲劑[12]。羅(luo)剛和(he)(he)(he)周順桂等以(yi)活菌數(shu)(shu)、芽孢(bao)數(shu)(shu)和(he)(he)(he)毒效(xiao)為(wei)參數(shu)(shu)，通過(guo)搖瓶發酵(jiao)(jiao)(jiao)試(shi)驗探討了污(wu)(wu)泥(ni)(ni)為(wei)原料制備微生物滅蚊(wen)(wen)(wen)(wen)劑的(de)可行(xing)性(xing)。其研究(jiu)表明(ming)，在(zai)含固(gu)率(lv)適(shi)宜的(de)條件下，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)是微生物滅蚊(wen)(wen)(wen)(wen)菌株Bacillus thuringiensis subs p. israelensis 187 (Bti 187 )和(he)(he)(he)Bacillussphaericus 2362 (Bs 2362)的(de)優良產(chan)孢(bao)產(chan)毒培養基(ji). Bti 187和(he)(he)(he)Bs 2362在(zai)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)中發酵(jiao)(jiao)(jiao)42h,活菌數(shu)(shu)、抗熱性(xing)芽孢(bao)數(shu)(shu)均顯著高于(yu)常規培養基(ji).毒力(li)測定表明(ming),在(zai)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)中發酵(jiao)(jiao)(jiao) 42h后，Bti 187發酵(jiao)(jiao)(jiao)液、Bs 2362發酵(jiao)(jiao)(jiao)液對淡色庫蚊(wen)(wen)(wen)(wen)和(he)(he)(he)白紋(wen)伊蚊(wen)(wen)(wen)(wen)的(de)48h的(de)半致死濃度與(yu)常規培養基(ji)相(xiang)比，殺(sha)蚊(wen)(wen)(wen)(wen)幼蟲毒效(xiao)顯著提高。采(cai)用污(wu)(wu)泥(ni)(ni)發酵(jiao)(jiao)(jiao)制備微生物滅蚊(wen)(wen)(wen)(wen)劑可降(jiang)低生產(chan)成(cheng)本，且發酵(jiao)(jiao)(jiao)性(xing)能優良，為(wei)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)資源化開辟了新途徑[13]。
3.4 污泥蛋白質(zhi)提取利用(yong)
作(zuo)為一種微生物(wu)絮(xu)體，污(wu)泥中(zhong)的(de)微生物(wu)胞內(nei)、胞外酶及其他代謝產(chan)物(wu)含(han)量(liang)(liang)較高，從(cong)中(zhong)可(ke)(ke)提(ti)取(qu)微生物(wu)絮(xu)凝劑，在水處(chu)理中(zhong)可(ke)(ke)替代化學絮(xu)凝藥劑，且不(bu)對(dui)后續水處(chu)理無不(bu)利影響(xiang)[14]。同時(shi)，由于污(wu)泥含(han)蛋(dan)(dan)氨酸、胱氨酸、蘇氨酸和(he)(he)纈(xie)氨酸等粗蛋(dan)(dan)白(bai)氨基(ji)酸28. 7%～40. 9%，可(ke)(ke)利用剩余(yu)污(wu)泥制備符合(he)國(guo)家公共安(an)全行業(ye)標(biao)準的(de)蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)泡沫滅(mie)火劑[15]。而(er)趙順(shun)順(shun)等以某污(wu)水處(chu)理廠(chang)剩余(yu)活性(xing)污(wu)泥為材料，采用加熱水解法(fa)從(cong)中(zhong)提(ti)取(qu)細胞蛋(dan)(dan)白(bai)，純度較高，可(ke)(ke)檢測(ce)7種必需(xu)氨基(ji)酸和(he)(he)8種非必需(xu)氨基(ji)酸且含(han)量(liang)(liang)很(hen)高，可(ke)(ke)作(zuo)為很(hen)好的(de)飼(si)料添加劑[16]。.
4 能源化(hua)技術(shu)
污泥能源化主要包括(kuo)厭氧消化制沼氣、污泥燃(ran)料(liao)燃(ran)燒發(fa)電、合成燃(ran)料(liao)、低溫熱解制油等。
4.1 污(wu)泥厭氧消化制沼氣
污(wu)泥(ni)(ni)處理過程中(zhong)可(ke)以直接利用(yong)厭氧消(xiao)化(hua)(hua)產生的沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)燃(ran)燒產生的熱量加熱消(xiao)化(hua)(hua)污(wu)泥(ni)(ni)，也可(ke)以利用(yong)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)內(nei)燃(ran)機驅動發(fa)電機發(fa)電與廠內(nei)供電并(bing)網(wang)，并(bing)利用(yong)余(yu)熱回收裝(zhuang)置回收沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)內(nei)燃(ran)機的余(yu)熱加熱消(xiao)化(hua)(hua)污(wu)泥(ni)(ni)。資源化(hua)(hua)利用(yong)污(wu)泥(ni)(ni)厭氧過程中(zhong)產生的沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)，不但(dan)可(ke)以解決污(wu)泥(ni)(ni)出路問題，而且對節(jie)能和降低污(wu)水
廠運行費用都有很大意(yi)義[17] 。
4.2 污泥(ni)燃料(liao)燃燒發電(dian)
由(you)于(yu)含(han)有大量(liang)有機質，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)熱(re)(re)值(zhi)高達12. 56MJ ·kg – 1，略低于(yu)煤(mei)餅。污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)可作為(wei)替代/輔(fu)助能源[18]。脫水(shui)(shui)(shui)(shui)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)含(han)水(shui)(shui)(shui)(shui)率(lv)直接(jie)影響到污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)處(chu)(chu)理(li)(li)規模(mo)以及干化焚燒(shao)(shao)的(de)(de)熱(re)(re)量(liang)平(ping)(ping)衡(heng)，理(li)(li)論(lun)上越(yue)低越(yue)好，但是脫水(shui)(shui)(shui)(shui)程(cheng)度越(yue)高，設備(bei)投資會(hui)增加，能量(liang)消耗也會(hui)增加，處(chu)(chu)理(li)(li)成本隨之提(ti)高，因此(ci)，合理(li)(li)選擇設計含(han)水(shui)(shui)(shui)(shui)率(lv)非常(chang)重要(yao)[19]。根(gen)據蘇丹等人的(de)(de)計算，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)燃(ran)燒(shao)(shao)最高限(xian)含(han)水(shui)(shui)(shui)(shui)率(lv)為(wei) 67.7%，高于(yu)一般(ban)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)機械脫水(shui)(shui)(shui)(shui)設備(bei)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)(ping)，直接(jie)以脫水(shui)(shui)(shui)(shui)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)為(wei)燃(ran)燒(shao)(shao)處(chu)(chu)理(li)(li)對象的(de)(de)焚燒(shao)(shao)爐(lu)，大多需要(yao)使(shi)用輔(fu)助燃(ran)料(liao)。污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)燃(ran)料(liao)燃(ran)燒(shao)(shao)所釋放出的(de)(de)熱(re)(re)能通過(guo)熱(re)(re)回收系統和發電系統實現(xian)能量(liang)的(de)(de)轉(zhuan)化[20]。
4.3 污泥合(he)成燃料(liao)
生物污泥中可燃成(cheng)分較多，通過摻加適當比例的煤、添加劑等(deng)，可制(zhi)成(cheng)新(xin)型合(he)成(cheng)燃料。陳(chen)瑞軍(jun)等(deng)人經研究(jiu)，在原料煤粉(fen)中加入(ru)干化污泥制(zhi)備(bei)民用蜂(feng)窩煤，當干化污泥的加入(ru)量為25%時，蜂(feng)窩煤的熱(re)值為20.25MJ/kg，符合(he)國家的有(you)關標準[21]。
4.4 污泥低溫熱解制油
污(wu)(wu)泥(ni)(ni)低溫(wen)熱(re)(re)解是利(li)用污(wu)(wu)泥(ni)(ni)有機質在加熱(re)(re)條(tiao)件下的(de)部分熱(re)(re)裂(lie)解過(guo)程產(chan)生污(wu)(wu)泥(ni)(ni)衍生燃(ran)(ran)料的(de)技術。經此(ci)過(guo)程，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)轉(zhuan)化為(wei)燃(ran)(ran)燒特性優越(yue)的(de)油、炭和(he)可燃(ran)(ran)氣[22]。國外的(de)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)低溫(wen)熱(re)(re)解已經開始用于生產(chan)實踐設備多，主要有流化床反應器、旋(xuan)轉(zhuan)爐(lu)熱(re)(re)解器。目前國內(nei)的(de)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)低溫(wen)熱(re)(re)解還停(ting)留在實驗(yan)階(jie)段，工藝(yi)流程簡單(dan)，設備也較為(wei)簡單(dan)[23]。
5 建材化技術
污泥(ni)的建材化目前主(zhu)要包括(kuo)制轉(zhuan)、制水泥(ni)、制陶粒等。
5.1 污泥制(zhi)磚
目前與污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)混合(he)制(zhi)磚(zhuan)的(de)(de)(de)(de)原料(liao)主要(yao)有(you)黏(nian)土、頁巖(yan)、煤矸石、粉煤灰，而研究表明燒(shao)結磚(zhuan)的(de)(de)(de)(de)原料(liao)還可以是(shi)黃金尾礦、硬質鋼(gang)渣、河沙、建筑垃圾(ji)[24~26]等。污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)制(zhi)磚(zhuan)國內外有(you)4種制(zhi)法：污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)+土、污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)+頁巖(yan)、污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)+土+頁巖(yan)、污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)+土+砂[27]。利用污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)制(zhi)磚(zhuan)，實(shi)現了污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)資源化，具有(you)良好的(de)(de)(de)(de)社(she)會效益。在(zai)煅(duan)燒(shao)過程中(zhong)將有(you)毒(du)重金屬封存在(zai)磚(zhuan)坯(pi)中(zhong)，殺死了有(you)害細(xi)菌。污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)磚(zhuan)質輕(qing)、孔隙多，具有(you)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)隔音、 隔熱(re)效果(guo)等優點;但在(zai)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)制(zhi)磚(zhuan)的(de)(de)(de)(de)過程中(zhong)，因污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)中(zhong)含有(you)大量的(de)(de)(de)(de)有(you)機物，無(wu)論是(shi)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)灰的(de)(de)(de)(de)制(zhi)作(zuo)過程還是(shi)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)磚(zhuan)的(de)(de)(de)(de)燒(shao)制(zhi)過程，會產生惡臭，應考慮二次污(wu)染的(de)(de)(de)(de)控制(zhi)問(wen)題。另外污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)制(zhi)磚(zhuan)對污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)預處理要(yao)求高(gao)，燒(shao)制(zhi)磚(zhuan)的(de)(de)(de)(de)成本比一(yi)般的(de)(de)(de)(de)黏(nian)土制(zhi)磚(zhuan)要(yao)高(gao)，這(zhe)些問(wen)題還有(you)待于進一(yi)步的(de)(de)(de)(de)探索(suo)研究。
5.2 污泥(ni)制水泥(ni)
一般情況下，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)中的(de)(de)(de)灰分(fen)和化學特性與粘土(tu)接近，因此從理論上污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)可替代30%的(de)(de)(de)粘土(tu)原料(liao)(liao)參與水泥(ni)的(de)(de)(de)生產(chan)[28]。廣(guang)州(zhou)市(shi)某水泥(ni)廠利用水泥(ni)窯(yao)尾(wei)熱煙氣干(gan)化城市(shi)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)水分(fen)由80% 烘(hong)干(gan)至(zhi)低于30%，分(fen)解爐使污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)快速完全燃(ran)燒(shao)，檢測結(jie)果表明煙氣重金屬(shu)污(wu)(wu)(wu)(wu)染濃度(du)(du)、惡(e)臭污(wu)(wu)(wu)(wu)染濃度(du)(du)及(ji)二惡(e)英(ying)排放(fang)濃度(du)(du)均(jun)達標[29]。日(ri)本利用污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)焚燒(shao)灰為(wei)(wei)原料(liao)(liao)生產(chan) “生態水泥(ni)”。 這種類型水泥(ni)的(de)(de)(de)原材料(liao)(liao)中約60%為(wei)(wei)廢料(liao)(liao)，水泥(ni)燒(shao)到溫度(du)(du)為(wei)(wei)1000～1200 ℃，因而(er)燃(ran)料(liao)(liao)用量(liang)和CO2 的(de)(de)(de)排放(fang)量(liang)也較(jiao)低[30]。
5.3 污泥制陶粒
生產(chan)陶(tao)粒(li)的(de)傳統原(yuan)料(liao)為粘土(tu)，而粘土(tu)的(de)來(lai)源絕大部(bu)分(fen)取自耕地，不(bu)符(fu)合可持續發展戰(zhan)略污泥(ni)(ni)陶(tao)粒(li)以(yi)污泥(ni)(ni)為原(yuan)料(liao)，摻(chan)加適量輔料(liao)，經(jing)成(cheng)球、焙(bei)燒而成(cheng)。利用(yong)污泥(ni)(ni)制備陶(tao)粒(li)不(bu)僅可以(yi)解決(jue)污泥(ni)(ni)的(de)出路(lu)問題(ti)，還可以(yi)獲得明(ming)顯的(de)環保(bao)效益、經(jing)濟效益，作為綠(lv)色建材產(chan)品勢(shi)必(bi)會越來(lai)越受到重視[17]。
6 堆(dui)肥(fei)利用技術
污(wu)泥堆肥就是將污(wu)泥與調理劑(ji)(ji)(鋸末、秸(jie)稈、樹(shu)葉(xie)、糞(fen)便、垃圾)及膨脹(zhang)劑(ji)(ji)(木屑、秸(jie)稈、花生殼(ke)、玉米芯等)在一定條件下(xia)進行堆漚，利用(yong)細(xi)菌、放線菌、真菌等微(wei)生物(wu)(wu)作用(yong)，促進可(ke)(ke)被生物(wu)(wu)降(jiang)解的(de)(de)有機物(wu)(wu)可(ke)(ke)控制地向穩(wen)定的(de)(de)腐殖質(zhi)轉(zhuan)化(hua)的(de)(de)生物(wu)(wu)學過程。污(wu)泥堆肥除(chu)可(ke)(ke)施用(yong)于農田、園(yuan)林綠化(hua)、草坪、廢(fei)棄地等外，還可(ke)(ke)用(yong)作林木、花卉育苗基質(zhi)，能(neng)降(jiang)低育苗成本[31]。.
6.1 農田施用
污(wu)泥(ni)堆(dui)肥(fei)(fei)施(shi)入土壤(rang)(rang)后,能改變土壤(rang)(rang)的(de)(de)理化性(xing)質，增加(jia)土壤(rang)(rang) N、P、K含(han)量(liang)(liang)，調節土壤(rang)(rang) pH值，促(cu)進團粒結構(gou)的(de)(de)形成，改善土壤(rang)(rang)透水性(xing)、蓄水保肥(fei)(fei)性(xing)、通氣性(xing)及耕作性(xing)。張(zhang)橋等研究表明：污(wu)泥(ni)堆(dui)肥(fei)(fei)產品施(shi)用于土壤(rang)(rang)中，可(ke)促(cu)進土壤(rang)(rang)有機質和(he)養(yang)分含(han)量(liang)(liang)增加(jia)，增強微生(sheng)物活(huo)動性(xing),增加(jia)微生(sheng)物數(shu)量(liang)(liang)，但作物和(he)土壤(rang)(rang)中的(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)含(han)量(liang)(liang)也有不(bu)同程度(du)的(de)(de)提高[32]。污(wu)泥(ni)堆(dui)肥(fei)(fei)的(de)(de)農(nong)田(tian)施(shi)用應防止有害重(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)含(han)量(liang)(liang)超標。
6.2 園(yuan)林(lin)綠(lv)地施用
將污(wu)(wu)泥(ni)堆肥(fei)使用(yong)(yong)在(zai)森林(lin)(lin)土(tu)壤中(zhong)， 一方面(mian)(mian)污(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)的(de)營養(yang)成(cheng)分和微(wei)量(liang)元素(su)可促進樹木生長(chang)，另一方面(mian)(mian)污(wu)(wu)泥(ni)林(lin)(lin)地使用(yong)(yong)不進入食物鏈，不會對(dui)人類造成(cheng)危害。一般林(lin)(lin)場、森林(lin)(lin)等地區(qu)在(zai)非人口密(mi)集區(qu)并(bing)且面(mian)(mian)積(ji)較大，使用(yong)(yong)也較安(an)全。在(zai)城(cheng)市園林(lin)(lin)綠化(hua)中(zhong)施(shi)用(yong)(yong)污(wu)(wu)泥(ni)，綠化(hua)效果相當顯著，樹高、灌(guan)木的(de)花(hua)期、開花(hua)量(liang)等明顯增加。
7 結語
隨著(zhu)社會(hui)(hui)的(de)(de)(de)發展(zhan)，我國污(wu)水(shui)處理(li)率不(bu)斷提高，隨之產生的(de)(de)(de)污(wu)泥(ni)量不(bu)斷加大。作為一種二(er)次資(zi)源，污(wu)泥(ni)含有豐富的(de)(de)(de)營養物質(zhi)和可(ke)用的(de)(de)(de)無(wu)機組分，應在兼顧環境效益、社會(hui)(hui)效益和經濟效益的(de)(de)(de)前提下，盡可(ke)能地加以資(zi)源化利用。
污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)資源化(hua)利(li)用將成為符合(he)我國(guo)國(guo)情(qing)的(de)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)置(zhi)的(de)發展(zhan)方向。不(bu)過，鑒于我國(guo)目前(qian)部分地區(qu)工(gong)業(ye)廢水和(he)生活污(wu)(wu)(wu)水混合(he)處(chu)理(li)以致污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)重(zhong)金屬(shu)含量較高、出廠污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)含水率較高、且欠(qian)缺污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)利(li)用相關(guan)的(de)標準的(de)指引及要(yao)求(qiu)等實際情(qing)況(kuang)，選擇何種污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)資源化(hua)技術(shu)，應綜(zong)合(he)考慮(lv)該(gai)地區(qu)污(wu)(wu)(wu)水處(chu)理(li)的(de)工(gong)藝(yi)特征、污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)性質以及行業(ye)需求(qiu)，才能將污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)科學合(he)理(li)的(de)資源化(hua)。
參考文獻：
[1]趙(zhao)鳴，吳廣芬，李(li)剛.污泥資源(yuan)化利(li)用的途徑與(yu)分析.再生資源(yuan)研究(jiu).2004.5：28～29.
[2]廣東(dong)省(sheng)環保廳.關于加(jia)強我省(sheng)城鎮生活污水處理(li)廠污泥處置工(gong)作的意見.2010.10.
[3]張(zhang)增強(qiang), 薛(xue)澄澤. 城市污水(shui)污泥(ni)的堆肥化(hua)(hua)和(he)資(zi)源化(hua)(hua)[J ] . 環(huan)境(jing)保護, 1997 , 7 : 12～15.
[4]普大華, 吳學偉(wei). 城市綜合污(wu)水處(chu)理廠污(wu)泥處(chu)理技(ji)術及(ji)應用[J] . 廣州環境科學, 2006 , 21 (4) : 14 ～16.
[5]史昕(xin)龍, 陳紹(shao)偉. 城市污水污泥的處(chu)置與(yu)利用(yong)[J ] . 環境保護,2001 , 3 : 45～46.
[6] 林云(yun)琴, 周少奇. 我國污泥處(chu)(chu)理(li)、處(chu)(chu)置與利(li)用現狀[J ] . 能源(yuan)環境保(bao)護, 2004 , 18 (6) : 15～ 18.
[7]劉英對(dui)，王峰，溫瑣茂. 城市(shi)污泥的資源化與(yu)防治(zhi)措施[J] . 資源開發與(yu)市(shi)場,1998,14(6):271
[8]李海波,柳青,孫鐵珩(heng),徐新陽(yang). 中國城市污泥資(zi)源化利用研究進展[J] 三峽環境與生態(tai).2008,1(2):43
[9]任愛玲,王啟山,賀君.城市污(wu)水處理廠污(wu)泥(ni)制活(huo)性炭的研(yan)究[J],2004,25:49～50.
[10]趙毅, 要杰(jie),馬宵穎,韓鐘國. 水處理(li)污泥制備活性炭(tan)的實驗研究[J],2008,35(4):77～78.
[11]曹鳳云(yun),單(dan)舒(shu)曼,王巖(yan). 生物膜載(zai)體填料(liao) — 污泥資源(yuan)化(hua)研究[J],2009,24(10):50～51
[12]常(chang) 明,周順桂,盧(lu) 娜,等.微生物轉化污泥(ni)制(zhi)備蘇(su)云金桿菌
生物殺蟲劑[J].環(huan)境科學, 2006, 27 (7) : 1450～1454.
[13]羅(luo) 剛,周順桂,王少林,倪晉仁. 利用污泥(ni)制備微生(sheng)物滅蚊(wen)劑的(de)研(yan)究[J]. 應(ying)用基礎(chu)與工程科學學報,2008,16(4):467～470.
[14]班富忱, 劉秀明, 李亞峰, 等. 城市污水處理廠污泥資源化研究探(tan)討[J] .環(huan)境科學與管(guan)理, 2006 , 31 (5) : 45～47.
[15]李亞(ya)東(dong), 李海波. 城(cheng)市生活污(wu)水處理(li)中剩余(yu)污(wu)泥處理(li)技(ji)(ji)術(shu)探討[J].環境科學與技(ji)(ji)術(shu), 2005 , 28 (4) : 95 ～96.
[16]趙順(shun)順(shun) 孟(meng)范平(ping).剩(sheng)余污泥(ni)蛋白(bai)質作為動(dong)物(wu)飼(si)料添加劑的(de)營養性和安全性分析[J].中國飼(si)料,2008(15 ):35-38.
[17]謝建平，宋 蓄，楊曉(xiao)杰(jie). 污水廠剩余污泥的資源(yuan)化(hua)途徑[J ].中國新技(ji)術產(chan)品，2010,24:187.
[18]張立峰, 呂榮(rong)湖. 剩余活性污泥(ni)的熱化(hua)學處理技術[J] . 化(hua)工環保, 2003 , 23 (3) : 146～149.
[19]秦(qin)翠娟， 李紅軍， 鐘學進.我(wo)國(guo)污泥焚燒技術的比較與分析[J].能源工程，2011,1:53～54.
[20]蘇丹，王鑫(xin)，劉(liu)一威. 三種典型(xing)的污泥發(fa)電工(gong)藝[J] .環境保護科(ke)學，2009,35(1)：55～56.
[21]陳(chen)瑞軍，朱曉麗，叢(cong)麗娜，劉 臻(zhen). 污(wu)泥(ni)在民用(yong)蜂窩煤生產中的(de)應(ying)用(yong)研究(jiu)[J] .中國資源綜合(he)利用(yong)，2006,24(3)：11～13.
[22]趙 璇(xuan)，張 蓓，李 琛. 城市(shi)污泥綜合利用研究進展[J].化工技術與(yu)開(kai)發，2011,40(6)：58.
[23]李 娣(di). 城市污泥低溫(wen)制油(you)技(ji)術研究(jiu)進展[J].環境科(ke)技(ji)，2009,22(1)：66.
[24]胡志(zhi)江.利用(yong)黃河泥沙生(sheng)產(chan)燒(shao)結多孔磚工藝簡述[J].山東建材 2002 22 1 18-20.
[25]李國昌(chang),王萍.黃(huang)金尾礦透水(shui)磚的制(zhi)備及(ji)性能研究(jiu)[J].金屬礦山 2006 6 78-82.
[26]徐曉虹,吳(wu)建鋒,黃(huang)明旭等(deng).利用(yong)工業廢渣研(yan)制滲水磚(zhuan)[J].磚(zhuan)瓦 2003 10 8-10.
[27]于淞.污水處理廠污泥資源化的研究田. 磚瓦世界,2007(1): 36-38.
[28]趙慶(qing)祥. 污(wu)泥資(zi)源化(hua)技術 [M ]. 北京: 化(hua)學(xue)工業出版(ban)社, 2002.223.
[29]李碧清，唐 瑤，馮 新(xin)，羅 剛，龐(pang) 博，江(jiang)勇輩(bei). 利用水泥窯協(xie)同處理廣州市(shi)城市(shi)污泥[J].給水排水，2010,36:162-163.
[30]范方祿 陳益民.論利用城市污泥燒制水(shui)泥的迫切性[J]中(zhong)國建材(cai)，2005(6)：76-79.
[31]丁文(wen).漳州市城市污泥(ni)的農用價值(zhi)及農業(ye)(ye)利(li)用途(tu)徑[J]福建農業(ye)(ye)科技，2005 ,1 :54-55.
[32]張(zhang)橋, 吳(wu)啟堂, 黃煥忠(zhong). 施用污(wu)泥堆肥(fei)對作物和土(tu)壤(rang)的影響[J] . 土(tu)壤(rang)與環境, 2000 , 9 (4) : 277 - 280.
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
