多年來(lái)污泥處理處置的實(shí)踐經(jīng)驗表明,受市政工業(yè)污水合流管網(wǎng)建設背景與區域經(jīng)濟、地方政府財力、地理、人口、氣候等方面因素的影響,簡(jiǎn)單引進(jìn)或照搬國外污泥處理處置技術(shù)不僅投資大、成本高,且處理后的污泥含水率仍較高、處置路徑不通暢。
當前,污泥處理技術(shù)處于不斷發(fā)展的階段,圍繞污泥減量化、穩定化、無(wú)害化和資源化目標,國內外的企業(yè)和研究者開(kāi)發(fā)出了各種各樣的污泥處理技術(shù),但此類(lèi)新技術(shù)仍處于實(shí)驗階段,還無(wú)法實(shí)現大規模工程化、產(chǎn)業(yè)化應用。我國逐漸形成了以熱干化、機械脫水、厭氧消化和好氧發(fā)酵等為主的污泥處理技術(shù)路線(xiàn)。
據 e20 研究院統計,熱干化技術(shù)和機械脫水技術(shù)是國內污泥處理項目最常用的兩類(lèi)技術(shù),隨著(zhù)對污泥減量化要求的提高,熱干化技術(shù)和機械脫水技術(shù)這類(lèi)減量化效果明顯的技術(shù)應用的更為廣泛。

(1)污泥處理技術(shù)路線(xiàn)
①熱干化技術(shù)
熱干化技術(shù)是指通過(guò)污泥與熱媒之間的傳熱作用,脫除污泥中水分的工藝過(guò)程,主要包括間接干化和直接干化。國內較常用的是間接加熱的方式,這一技術(shù)能夠將污泥脫水含水率降至較低水平、減量化效果明顯,“熱干化+焚燒”的技術(shù)路線(xiàn)能夠充分利用污泥中的熱值,能夠實(shí)現污泥的穩定化和無(wú)害化,但是存在投資大、能耗高、費用貴、設施設備龐雜難維護、二次污染隱患難治理等不足。
②機械脫水技術(shù)
機械脫水技術(shù)包括傳統機械脫水和深度脫水。傳統機械脫水主要為帶式壓濾脫水、離心脫水、板框壓濾脫水,通常僅能將含水率降至 80%左右,高含水率給污泥后續處理、運輸及處置均帶來(lái)了一定的困難;深度脫水技術(shù)是指對含水率較高的污泥進(jìn)行調理后再進(jìn)行壓榨脫水,使其含水率達到 55%-65%,特殊條件下污泥含水率還可以更低。調理方法主要有化學(xué)調理、物理調理和熱工調理等,調理的作用主要是改變污泥的物化性質(zhì),破壞污泥的膠體結構,減少其與水的親和力,從而改善污泥脫水性能。機械脫水技術(shù)所需投資和運行成本較低,可以實(shí)現污泥的無(wú)害化、穩定化,但化學(xué)調理深度脫水方法普遍存在藥劑投入量大、后續處置路徑受限、減量化效果不佳等問(wèn)題。
③厭氧消化技術(shù)
厭氧消化技術(shù)是指利用兼性菌和厭氧菌進(jìn)行厭氧生化反應,分解污泥中有機物質(zhì),有效實(shí)現污泥穩定化的一種污泥處理工藝。在消化過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生沼氣,可以回收生物質(zhì)能源,實(shí)現資源化,還可通過(guò)降解有機物,使污泥穩定化,避免腐臭以及在運輸和最終處置過(guò)程中對環(huán)境造成不利影響。但通常經(jīng)厭氧消化之后還需進(jìn)行二次脫水,存在減量化效果不佳的問(wèn)題。
④好氧發(fā)酵技術(shù)
好氧發(fā)酵技術(shù)通常是指高溫好氧發(fā)酵,是通過(guò)好氧微生物的生物代謝作用,使污泥中有機物轉化成穩定的腐殖質(zhì)的過(guò)程。代謝過(guò)程中產(chǎn)生熱量,可使堆料層溫度升高至 55 ℃以上,可有效殺滅病原菌、寄生蟲(chóng)卵和雜草種籽,并使水分蒸發(fā),實(shí)現污泥減量化、無(wú)害化和穩定化,但好氧發(fā)酵階段周期較長(cháng),通常在 25-30天。污泥高溫好氧發(fā)酵技術(shù)需要較多的外部能源,同時(shí)需要消化秸稈、谷糠、木屑、鋸末等輔料,該技術(shù)的實(shí)施需要考慮所在地輔料資源問(wèn)題,還存在容易產(chǎn)生二次污染、產(chǎn)品出路受限及占地面積大等問(wèn)題。在實(shí)踐中,針對我國不同地區、不同類(lèi)型、不同規模的污泥項目,仍需要因地制宜的選擇合適的污泥處理技術(shù)路線(xiàn),進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)與我國國情相適應的污泥處理技術(shù)是當前污泥處理行業(yè)的發(fā)展方向。
(2)污泥處理處置技術(shù)體系和政策標準體系逐步完善
隨著(zhù)我國城鎮化水平的提高,污水處理設施建設也得到了高速發(fā)展,為解決隨之而來(lái)的污泥處理處置問(wèn)題,我國自“十一五”以來(lái)加大了科技投入。通過(guò)“水專(zhuān)項”的技術(shù)研發(fā),我國的污泥處理處置研究在污泥干化、炭化、焚燒、超高溫堆肥、厭氧消化、生物質(zhì)協(xié)同處理和資源化利用等方面已經(jīng)取得一定成果,包括污泥生物穩定化和資源化成套技術(shù)、污泥脫水干化技術(shù)與裝備產(chǎn)業(yè)化應用、污泥(協(xié)同)熱化學(xué)處理技術(shù)等污泥處理處置關(guān)鍵技術(shù)與重大裝備獲得長(cháng)足發(fā)展,符合我國國情的污泥處理處置技術(shù)體系和政策標準體系初具雛形。
2011 年 3 月住建部和發(fā)改委共同組織編制并發(fā)布了《城鎮污水處理廠(chǎng)污泥處理處置技術(shù)指南(試行)》,總結了我國城鎮污水處理廠(chǎng)污泥處理處置的實(shí)踐經(jīng)驗和研究成果,并借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗,介紹了污泥處理和處置的相關(guān)技術(shù)。2009 年以來(lái),我國陸續出臺了各類(lèi)處置路徑所對應的污泥泥質(zhì)標準要求,逐步規范污泥處理處置行業(yè)發(fā)展。

(3)污泥處理工藝路線(xiàn)選擇應考慮環(huán)保性和經(jīng)濟性
污泥處理技術(shù)的選擇不僅要考慮具體技術(shù)的成熟適用性,還應該要從保護生態(tài)環(huán)境的角度出發(fā),所采用的技術(shù)不僅應具有良好的技術(shù)經(jīng)濟性能,更應具有最佳的生態(tài)效益。污泥處理的目的是為了解決污泥可能引起的污染問(wèn)題,若在污泥處理的過(guò)程中產(chǎn)生污染或污泥處理的產(chǎn)物仍具有環(huán)境危害性,就會(huì )與最初的污泥處理目標背道而馳,因此在污泥處理的過(guò)程中應該盡量避免對環(huán)境產(chǎn)生二次污染,保證處理過(guò)程的環(huán)保性和所產(chǎn)生脫水干泥的無(wú)害性。
住建部 2017 年發(fā)布的《城鎮污水處理廠(chǎng)污泥處理技術(shù)標準(征求意見(jiàn)稿)》也指出,應對技術(shù)方案進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟比選。技術(shù)經(jīng)濟比選應以全局協(xié)調、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進(jìn)、安全穩定、環(huán)境友好為原則,綜合評價(jià)社會(huì )效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。未來(lái)污泥處理工藝在圍繞著(zhù)實(shí)現減量化、無(wú)害化、穩定化和資源化目標發(fā)展的同時(shí),還應當兼顧環(huán)保性和經(jīng)濟性。
(4)污泥的資源化、能源化將成為未來(lái)趨勢
污泥不僅是污染物,還是一種資源。發(fā)達國家已逐漸不再把污泥視為廢棄物,如德國的《循環(huán)經(jīng)濟法》已經(jīng)從法律層面上將污泥定義為資源物,通過(guò)技術(shù)開(kāi)發(fā)和政策扶持來(lái)鼓勵和強化對污泥進(jìn)行資源化利用,歐盟也越來(lái)越重視污泥資源化利用技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應用,開(kāi)發(fā)了如污泥與有機物協(xié)同消化制生物燃氣、污泥熱解碳化、污泥熱解氣化、污泥協(xié)同焚燒、污泥磷回收等新技術(shù)來(lái)提高污泥的資源化利用率。
黨的十九大報告強調必須樹(shù)立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念。污泥處理處置就是要突破傳統的無(wú)害化思維,將污泥由污染物向資源、能源轉變,回收污泥中有價(jià)值的資源。實(shí)現污泥的資源化和能源化可以作為我國低碳經(jīng)濟和可持續發(fā)展的支撐,也將成為行業(yè)發(fā)展的主要方向。