摘要：针对上海城市污水厂的污泥出路问题，结合当前的污泥处置技术及发展趋势，在进行了污水厂污泥特性及经济分析的基础上，提出了上海市今后的污泥处置发展方向：以农用为主，在条件适合的情况下可适当进行污泥的填埋与焚烧处置。
关键词：污水厂污泥 处置途径 发展趋势 上海
城市厂的污泥是指处理所产生的固态、半固态及液态的废弃物，含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等，不加处理的任意排放会对环境造成严重的污染。上海市1997年排放的量约为578×104 m3/d，其中经20余家城市处理厂处理的量约为60×104 m3/d，年产生污泥量约为120×104 t(含水率约为97.5%)。为了改善城市水环境，上海市拟新建石洞口、竹园、白龙港、新和等排放系统和大型处理厂。随着处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污泥的产生量必将有较大的增长，如何合理地处置厂污泥，已成为城市厂和相关部门提高管理水平的重要方面。
1上海城市污泥处置现状及存在问题
1.1污泥处置现状
污泥经适当浓缩后运至市郊或邻近省份农村作农肥，是上海城市处理厂一般采用的污泥处置方法。由于运行经费、设备等问题，20余家厂中仅南桥厂的污泥消化运行正常。为了探索厂污泥处置的合理方式，桃浦厂采用流化床焚烧工艺焚烧污泥，目前尚处于试运行阶段。
1.2存在问题
①污泥仅经浓缩处理的体积仍然较大，运输不方便。
②由于城市中工业废水比重较大，重金属含量较多，经处理后相当一部分重金属转移到污泥中，致使厂的污泥重金属含量较高；污泥未进行稳定和灭虫卵等必要的无害化处理，直接施用于农田后，污泥中的大量病原菌和寄生虫卵等有害物质转移到农田和作物上，不仅可能对土壤造成污染、影响作物生长以及人类的健康，而且也可能因蚊蝇聚集而造成环境卫生方面的危害。
③近年来，由于郊县农民更加习惯于施用化学肥料，以及受现行施肥方法的限制，导致污泥作为农肥的出路不畅；并且上海地区雨量充沛，一到多雨季节，由于农田对含水率较高的污泥的需求量锐减，也造成污泥外运困难，厂经常出现泥满为患的现状。因此，这就可能产生两种不良后果，其一是厂只能减少正常的污泥排放量或将部分污泥再回流到处理系统，从而影响了厂的正常运行；其二是部分污泥可能溢流入水体，造成对水体的二次污染。
④由于苏州河及其支流综合整治工程的展开，许多污泥码头将被废除，目前采用污泥船外运的方法面临极大的困难。
2国内外污泥处置的现状及发展方向
国内外污泥处理与处置的方法很多，一般采用浓缩、消化、脱水、干化、有效利用(主要为农用)、填埋及焚烧等不同的处理、处置方法，或用其中某几个方法组合处置。不同的处置方法有不同的前处理要求，并且实际上一些前处理要求是这种处置方法的组成部分。污泥的最终出路不外是部分或全部资源化利用或以某种形式回到环境中去，以下介绍目前世界各国广泛采用的污泥处置方法。
2.1污泥的土地利用
污泥的土地利用已有多年历史，主要包括污泥农用，污泥用于森林与园艺、废弃矿场等场地的改良等。污泥中含有丰富的有机物和N、P、K等营养元素以及植物生长必需的各种微量元素Ca、Mg、Zn、Cu、Fe等，施用于农田能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进作物的生长。污泥的土地利用是一种安全积极的污泥处置方式，在美国约有40%左右的污泥采用土地利用的方式进行处置。尽管污泥的土地利用有能耗低、可回收利用污泥中养分等优点，但也存在病原菌扩散和重金属污染的危险，为此各国政府先后颁布了农用污泥重金属浓度标准和严格的无害化要求，并对单位面积土地污泥的应用量有严格的限制［1］。
2.2污泥的填埋
污泥的卫生填埋始于60年代，是在传统填埋的基础上从保护环境角度出发，经过科学选址和必要的场地防护处理，具有严格管理制度的科学的工程操作方法。到目前为止，已发展成为一项比较成熟的污泥处置技术，其优点是投资较少、容量大、见效快，1992年欧盟大约40%的污泥采用了填埋处置［1］。由于污泥填埋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，地基需作防渗处理以免污染地下水等，近年来污泥填埋处置所占比例越来越小。美国环保局估计，今后几十年内，美国6 500个填埋场将有5 000个被关闭。与1984年相比，欧盟国家污泥填埋量增加了4%，但同期污泥总量却增加了16%［1］。
2.3污泥的热处置
污泥热处置的优势在于可以迅速和较大程度地使污泥达到减量化，近年来焚烧法由于采用了合适的工艺和焚烧手段，达到了污泥热能的自持，并能满足越来越严格的环境要求和充分地处理不适宜于资源化利用的部分污泥。由于其在恶劣的天气条件下不需存储设备，对于大城市因远离填埋场造成运输费用高的场合，使用焚烧法处置可能是经济有效的［1、2］。在欧盟，1992年污泥焚烧的比例为11%，比1984年增加了38%［1］；在日本采用焚烧处置的污泥已占60%以上。其他的污泥热处理方法如污泥的热解及湿式氧化，近年也取得了较大的进展，但目前仍处在研究阶段。
2.4其他处置方法
国外对污泥制动物饲料、包埋处理以及焚烧灰制砖等处置方法均有一定的研究，也有成功的报道，但要将这些方法作为一种主要的污泥处置方式被采用尚需进一步研究。
欧盟、美国及日本近年来采用及预测的污泥主要处置方法及比例见表1。
| 国别 | 污泥量 (104 tDS) |
农用 (%) |
填埋 (%) |
焚烧 (%) |
其他 (%) |
| 欧盟国家(1992年)［1］ | 650 | 39(37) | 40 | 11 | 10 |
| 欧盟国家(预计2005年)［1］ | 1 010 | 45 | 17 | 38 | |
| 美国(1992年)［4］ | 49 | 35 | 15 | 1 | |
| 日本(1995年)［3］ | 171 | 33(14) | 15 | 49 | 3 |
3上海城市污泥处置途径的选择
3.1污泥特性
上海东区厂的污泥性质和曹杨等7个厂的污泥中重金属含量见表2和表3。
| 含水率 (%) |
pH | 有机物 (%) |
N (g/kg) |
P (g/kg) |
K (g/kg) |
热值 (MJ/kg) |
| 96～98 | 6.5 | 61～72 | 30～60 | 10～30 | 1～3 | 21～25 |
| 项目 | Cu | Zn | Pb | Cd | Cr | Ni | Hg | As | 矿物油 | 总磷 | 总氮 | 有机物 |
| 曹杨* | 146 | 146.7 | 129 | 5.55 | 70 | 42.9 | 6.04 | 15 | ||||
| 天山* | 426 | 1 615 | 116 | 1.49 | 46.6 | 42.6 | 7.8 | 21.9 | ||||
| 闵行* | 119 | 1 090 | 76.5 | 1.67 | 53.4 | 32.2 | 2.16 | 7.1 | ||||
| 北郊* | 158 | 2 467 | 108 | 2.52 | 21.9 | 44.6 | 9.25 | 33.4 | ||||
| 曲阳** | 350 | 3 740 | 9.95 | 0.85 | 15.77 | 34.8 | 1.22 | 5.68 | 10 740 | 约70% | ||
| 吴淞** | 226 | 149 | 7.27 | 0.097 | 3.74 | 65.2 | 1.12 | 2.32 | 5 560 | 2 530 | 69 500 | |
| 龙华** | 101 | 1 370 | 0.95 | 0.19 | 1.13 | 17.3 | 0.19 | 1.51 | 2 380 | 556 | ||
| 注*为1989—1990年分析数据平均值。**为1998—1999年分析数据平均值。 | ||||||||||||
由上表可以看出，上海市厂污泥的有机物含量较高，达60%～70%，略低于国外发达国家的城市污泥(有机组分含量70%～80%)；厂污泥的氮、磷、钾以及有机质含量都比较高，并且从长远看，随着脱氮除磷工艺的运用，氮、磷含量将会有所增长；污泥含有较高的热值，控制一定的含水率，具有自持燃烧(＞4 000 kJ)及干污泥用作能源的可能性；由于中工业废水比例较大，重金属含量较高，废水经处理后有相当一部分重金属转移到污泥中，致使污泥中重金属的含量较高，部分含量接近或者超过我国《农用污泥中污染物控制标准》(GB 4284—88)。