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杭州市城镇污水处理厂污泥处置对策研究卢 滨１，徐 平２，唐 伟１，沈 旭１，王 磊３（１．杭州市环境保护科学研究院，杭州３１００１４；２．杭州安全生产科学技术有限公司，杭州３１０００７；３．杭州市有害固体废物管理中心，杭州３１０００３）摘 要：随着城镇污水处置工程的快速发展，杭州地区相继建成并投入运行了１５座城镇污水处理厂，目前污泥产生量已达８９．８万ｔ／ａ，污水厂污泥处置问题日益突出。本文在分析杭州市污泥处置现状及其存在的主要问题的基础上，结合杭州市的实际情况，指出杭州市未来污泥处置的发展方向为干化焚烧、卫生填埋、建材利用等多种处置途径相结合，并从污泥专项规划、处置技术、价格补偿机制、扶持政策、监督管理等方面提出了推进杭州市污泥处置工作的对策和建议。关键词：污水处理厂；污泥处置；对策；杭州市中图分类号：Ｘ７０３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１１５５６（２０１０）０６００２２０４收稿日期：２０１００５１０ 修回日期：２０１００６０８基金项目：：杭州市环境保护科研课题项目（２００９００３）作者简介：卢 滨（１９８０—）男，工程硕士，工程师，主要从事环境评价、固体废物处理方面的研究。Ｅｍａｉｌ：Ｌｕｂ＠ｈｚｈｋｙ．ｃｎ犚犲狊犲犪狉犮犺狅狀犆狅狌狀狋犲狉犿犲犪狊狌狉犲狊狅犳犛犾狌犱犵犲犜狉犲犪狋犿犲狀狋狅犳犠犪狊狋犲狑犪狋犲狉犜狉犲犪狋犿犲狀狋犘犾犪狀狋犻狀犎犪狀犵狕犺狅狌ＬＵＢｉｎ１，ＸＵＰｉｎｇ２，ＴＡＮＧＷｅｉ１，ＳＨＥＮＸｕ１，ＷＡＮＧＬｅｉ３（１．犎犪狀犵狕犺狅狌犃犮犪犱犲犿狔狅犳犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犪犾犛犮犻犲狀犮犲，犎犪狀犵狕犺狅狌３１００１４，犆犺犻狀犪；２．犎犪狀犵狕犺狅狌犕犪狀狌犳犪犮狋狌狉犲犛犲犮狌狉犻狋狔犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犆狅．犔狋犱．，犎犪狀犵狕犺狅狌３１０００７，犆犺犻狀犪；３．犛狅犾犻犱犪狀犱犎犪狕犪狉犱狅狌狊犠犪狊狋犲犕犪狀犪犵犲犿犲狀狋犆犲狀狋犲狉狅犳犎犪狀犵狕犺狅狌犆犻狋狔，犎犪狀犵狕犺狅狌３１０００６，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＩｎＨａｎｇｚｈｏｕｔｈｅｒｅａｒｅ１５ｕｒｂａｎｓｅｗａｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｌａｎｔｓｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｓｌｕｄｇｅｈａｓｒｅａｃｈｅｄ８９８，０００ｔ／ａ，ｓｏｓｌｕｄｇｅｄｉｓｐｏｓａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｌａｎｔｓｈａｖｅｂｅｃｏｍｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｐｒｏｍｉｎｅｎｔ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｄｒｙｉｎｇｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ，ｓａｎｉｔａｒｙｌａｎｄｆｉｌｌ，ｂｕｉｌｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｓｏｏｎ．Ｔｈｅｐａｐｅｒａｌｓｏｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｆｒｏｍｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓｏｆｓｌｕｄｇｅｓｐｅｃｉａｌｐｌａｎｎｉｎｇ，ｄｉｓｐｏｓａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｐｒｉｃｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｅｎａｂｌｉｎｇｐｏｌｉｃｙ，ａｎｄｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｓｌｕｄｇｅｄｉｓｐｏｓａｌｉｎＨａｎｇｚｈｏｕ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｌａｎｔ；ｓｌｕｄｇｅｄｉｓｐｏｓａｌ；ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ；ＨａｎｇｚｈｏｕＣｉｔｙ０ 引 言随着杭州市城镇污水处理厂的相继建成并投入运行，污水对水环境的影响得到了有效的控制。但作为污水处理厂副产品的污泥，由于其易腐败、有恶臭，主要成分除了含有大量的有机物和丰富的氮、磷等营养物质外，还存在重金属、致病菌和寄生虫（卵）等有毒有害成分，极易带来严重的二次污染和生态环境破坏，污染土壤、水源甚至食物链，甚至使前期的污水处理失去意义［１，２］。杭州地区目前已建成并投入运行的城镇污水处理厂有１５座，污水处理规模为１９６．９万ｔ／ｄ，每天污泥产生量为２４６１．４ｔ，每年产生量达８９８３９５．４ｔ。如何缓解污泥对环境及土地利用方面带来的负担，已经成为杭州市急需解决的问题。鉴于此，笔者在分析杭州市城镇污水厂污泥处置现状及存在的问题的基础上，探讨了杭州市未来污泥处置技术以及如何推进污泥处置工作的对策和建议。第１７卷 第６期２０１０年 １１月 安全与环境工程ＳａｆｅｔｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏｌ．１７ Ｎｏ．６Ｎｏｖ． ２０１０１ 杭州市城镇污水厂污泥处置现状及其存在的问题 根据杭州市建设部门和环保部门的统计，２００８年全市污水处理厂污水处理量达到１９６．９万ｔ／ｄ，其中污泥产生量以主城区、萧山区和富阳市为最大。杭州市污水处理厂基本概况详见表１。表１ 杭州污水处理厂基本概况Ｔａｂｌｅ１ ＢａｓｉｃｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｓｅｗａｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｌａｎｔｓｉｎＨａｎｇｚｈｏｕ地区污水处理厂设计规模／（万ｔ·ｄ－１）实际处理水量／（万ｔ·ｄ－１）污泥产生量／（万ｔ·ｄ－１）污泥含水率／（％）主城区萧山余杭富阳建德临安桐庐淳安七格污水处理厂５５４３．４２４６５．３７６四堡污水处理厂６０５３．９１１９４．２８０东片大型污水处理厂３０２４．０６４６７．０８２萧山城市污水处理厂２２１８．９１８７．０８０塘栖污水处理厂４１．６０８．９８０良渚污水处理厂２０．５９３．７８０余杭污水处理厂１．５０．４０２．２８０富阳市污水处理厂８５．２３３７．４８０八一污水处理厂１５１４．６３４４９．０７２春南污水处理厂２５２４．６５６００．０７３新安江污水处理厂２１．６０１１．０８０临安城市污水处理厂６４．１７２４．５７８青山污水处理厂２１．３８８．３７６桐庐污水处理厂２１．７２１．０７８南山污水处理厂１０．６４１．８７６合计２３５．５１９６．９２４６１．４－目前，杭州市城镇污水处理厂产生的污泥出路主要是被运至垃圾填埋场填埋，还有堆肥、焚烧、临时堆放、制砖和深度脱水后综合利用等其他处置方式，具体各种处置方式的处置量及其所占比例见表２。表２ 杭州市污泥处置现状Ｔａｂｌｅ２ ＳｔａｔｕｓｏｆｓｌｕｄｇｅｄｉｓｐｏｓａｌｉｎＨａｎｇｚｈｏｕ处置方式污泥量／（ｔ·ｄ－１）占百分比／（％）填埋１１３２．８４６．０堆肥３１０．２１２．６焚烧１８７．０７．６临时堆放３５９．３１４．６制砖１４２．０５．８深度脱水后综合利用３３０．０１３．４目前杭州市城镇污水厂污泥处置主要存在如下问题：（１）现有污泥处置工程进展缓慢。（２）污泥处置技术不完善，现有处置工程运行不稳定。（３）污泥处置缺乏专项规划。（４）污泥填埋引发环境问题较多。（５）污泥焚烧需解决大气污染问题。（６）污泥最终处置缺乏有效管理。２ 杭州市污泥处置技术针对杭州市的地理特点、气候条件、经济发展、城市建设及土地利用情况，以及污水处理厂的分布特点、污泥特征，同时分析杭州市现有的污泥处置工程实际运行情况，提出了如下城镇污水厂污泥处置技术。２．１ 焚烧处理污泥焚烧处置是一种彻底的污泥处理方法，可以使有机物全部碳化，杀死病原体，可最大限度地减少污泥体积，适合城市的主城区等土地资源稀缺的地区采用。但污泥焚烧处置的建设和运行费用相对较高，处置过程产生的废灰、废渣、废水及净化处理废物必须按照现行国家标准进行鉴别后，再最终确定其处理方法，不能随意排放，焚烧烟气污染物排放也必须满足《生活垃圾焚烧污染控制标准》（ＧＢ１８４８５２００１）有关规定［３］。目前杭州市萧山区城市污水处理厂与浙江环兴投资股份有限公司合作建设的污泥焚烧处置工程，设计日处置能力５００ｔ，实际运行约２００ｔ／ｄ。该设施采用“干化＋焚烧”的工艺路线，具体处置流程是：污泥（含水率大于８０％）先进入喷雾干燥塔，在塔内将污泥雾化，并利用焚烧炉的高温烟气干化；干化后的污泥送入回转式焚烧炉进行焚烧处置，焚烧过程中需添加燃煤助燃。此外，富阳市污泥焚烧一期示范工程和浙江富春江环保热电股份有限公司污泥焚烧资源综合利用工程项目均采用干化焚烧的处置技术，目前已进入开工建设阶段。在土地资源越来越稀缺的趋势下，经济发达地区宜采用污泥干化焚烧的成熟处置技术［４］。２．２ 建材利用目前较常见的污泥建材利用方式主要是污泥制砖和污泥作为水泥窑原料。２．２．１ 污泥制砖在污泥制砖过程中，污泥中的重金属会进入砖块中，因此制成的砖块在应用上有一定的局限性。在高温制砖过程中，重金属易从污泥中游离到气相，附着在烟气的尘粒上，因而收集的飞灰需要妥善处理，烟气治理成本较高。污泥在制砖厂的堆放过程以及制砖前的压滤脱水过程中产生的恶臭一般为无组织排放，对厂界周围有一定的影响。另外，以脱水污泥为原料制出的产品在销售上存在一定的劣势，３２第６期 卢 滨等：杭州市城镇污水处理厂污泥处置对策研究 主要是公众心理上较难接受，同时砖块的质量会受到一些影响，难以应用到各种用途［５］。目前杭州市萧山区东片大型污水处理厂已采用污泥干化后配页岩烧结泥岩砖，进行污泥综合利用。该工程建设规模为５５０ｔ／ｄ，实际处理量约为１３７ｔ／ｄ。另外，富阳市污泥制砖项目已建成，实际处置利用污泥可达１５０ｔ／ｄ。考虑到污泥制砖的污染和出路问题较难解决，未来杭州地区不宜大量采用污泥制砖的方式处置污泥。２．２．２ 水泥窑处置污泥水泥窑具有燃烧温度高和处理量大等特点，利用水泥窑处置污泥在近几年来越来越受到广泛关注和应用。利用水泥窑焚烧污泥后制造出的水泥，与普通硅酸盐水泥相比，在颗粒度、相对密度等各项指标上基本相似，且在稳固性、膨胀密度、固化时间上有更好的表现［６］。利用水泥回转窑处理城市污泥，不仅具有焚烧法的减容、减量化特征，而且燃烧后的残渣成为水泥熟料的一部分，不需要对焚烧灰进行填埋处置；此外由于污泥添加量占水泥熟料的比例较小（污泥添加量一般不超过４％），污泥中带入的重金属对水泥成品的质量影响也很小。经过水泥窑的高温煅烧，污泥带入的重金属可固化在水泥熟料中，焚烧产生的尾气再经过水泥窑自身的除尘设施处理，能够达标排放。因此，在处置污水厂污泥方面，水泥窑具有设施利用充分、处置彻底、没有二次污染等优点［７］。此外，该处置方式可以利用现有水泥厂的水泥窑改造实现污泥处置，投资小且实施时间短。在杭州市水泥工业较发达的地区如建德市可积极采用水泥窑处置污泥的技术。２．３ 肥料利用肥料利用是将脱水污泥通过堆肥转化为稳定腐殖土，作为肥料、土壤改良材料。但污泥中重金属含量指标必须符合《农用污泥中污染物控制标准》（ＧＢ４２８４８４）的规定后才能够用于堆肥。目前，杭州市四堡污水处理厂和余杭区的城镇污水处理厂产生的污泥主要用于堆肥，目前日处置量达到３１０．２ｔ。但考虑到目前杭州市污水处理厂工业废水和生活废水混合处理的情况较为普遍，且污泥中的重金属含量相对较高，采用肥料利用技术，污泥中的重金属可通过土壤、地下水等途径进入食物链，危害人体健康的风险较大，此外堆肥过程恶臭污染治理投资较大，因此肥料利用方式在杭州市推广应用比较困难。２．４ 卫生填埋卫生填埋是目前广泛应用的一项污泥处置技术。卫生填埋的优点是投资省、实施快、方法简单、处理规模大，缺点是对污泥的土力学性质要求较高，需要大面积的场地和大量的运输费用，且地基必须做防渗处理以防地下水污染等。目前在杭州市卫生填埋是污泥处置的主要方式，填埋处置的污泥占到总量的４６％。按照规定，用于污泥卫生填埋的设施应符合《生活垃圾卫生填埋技术规范》（ＣＪＪ１７２００４）的要求，同时进入填埋设施的污泥泥质需满足《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》（ＣＪ／Ｔ２４９２００７）的要求。根据杭州市的实际情况，近期污泥产生量不大的地区仍可以在污泥泥质达到ＣＪ／Ｔ２４９２００７要求的条件下进行填埋处置；但考虑到常规填埋需要占用大面积的土地资源，产生的二次污染也比较严重，在远期污泥产生量不断增长的情况下，卫生填埋在污泥处置中的比例应逐渐减少。３ 杭州市污泥处置的对策和建议３．１ 编制杭州市污泥处