我国污泥处置问题及资源化利用

随着我国国民经济的发展和城市的现代化建设、城市的环境和生态平衡的要求，城市污水处理厂的兴建与运行管理已经成为现代化城市建设不可分割的一部分。各地都在做改善水质、污水处理、污水回收利用、污泥处理处置的工作。据统计，1993年全国已建成和在建的污水处理厂已达117座，污水处理能力达到513.6万吨·日-1，污泥产量约2.1万吨·日-1；到2007年底，全国投入运行的城镇污水处理设施共1 178座，设计处理能力7 206万吨·日-1，平均日处理水量5 320万吨·日-1，污泥产量约26.6万吨·日-1。截至2014年年底，全国设市城市、县（以下简称城镇，不含其他建制镇）累计建成污水处理厂3 717座，污水处理能力1.57亿立方米·日-1。2015年全年污水处理量达到623亿立方米，生活污水处理率达到88.4%。污水处理厂年排放污泥量（干重）约为1 789万吨，如果我国的城市污水全部得到处理，则将产生污泥（干重）1 985万吨。

我国污泥的年增长率达到10%，而污水污泥处理费用占污水处理厂总运行费用的20%～50%，投资占污水处理厂总投资的30%～40%，目前中国污泥无害化处理率非常低，即使是发达城市也仅为20%～25%，成为城市污水处理最主要的二次污染源。目前，我国污泥处理处置主要方法中，污泥农用约占44.8%、陆地填埋约占31%、其他处置约占10.5%、没有处置约占13.7%，这些所谓的“处理”和“处置”基本上是在特定的条件下估算的，严格来说以上数字将会有很大变动。污水处理和污泥处理是解决城市水污染问题同等重要而又紧密关联的两个系统，但长期以来，我国存在着重废水处理、轻污泥处理的倾向。

污泥产生量的与日俱增与污泥处理能力的严重不足、处理手段的严重落后形成尖锐的矛盾，大量的湿污泥随意外运、简单填埋或堆放，致使许多城市出现了“污泥围城”的现象，由此带来严重的二次环境污染，并已威胁到人类的健康，使污水处理工作达不到预期的效果。污泥处理问题已经成为我国无法回避的城市环境问题。

目前存在的主要问题：一方面由于历史欠账较多，在一段时间内仍不能摆脱污泥处理率低，工艺不完善；处理技术单一，装备水平落后；处置保障率低，二次污染风险较大等问题。当前普遍存在的污泥处置出路仍然是农用和堆放，这些简单粗放的处置方式，不但不能有效处理污泥中的有害物质，还会造成污染的转移。另一方面，在新的污泥处理处置设施规划建设过程中，有盲目夸大污泥的资源化价值的现象，回避污泥处理处置过程中，其他单元需要的巨大的能源和费用投入，使人误认为污泥是一种资源，污泥处理可以赢利。实际上，污泥是一种性质复杂、污染物含量高、潜在环境风险巨大的污染物，对它的处理必须实现污染物的减量化、稳定化和无害化。在此基础上再进一步考虑资源化的可能性，降低污泥处理的成本。如果反其道而行，把污泥首先定位为资源，势必造成污泥处理设施的经营者盲目追求资源开发的赢利，忽视污泥的污染性，甚至不惜把环境成本外部化。目前的技术发展很难实现污泥处理净赢利，以污泥干化焚烧发电为例，污泥干化的成本要远高于焚烧发电带来的收益。从整体上看，污泥处理仍然需要政府补贴，资源化只能在一定程度上降低总体成本。作为政府和社会资金支持的市政公用事业，仍必须把实现污泥无害化作为首要目标。

污泥处理是一个高能耗、高投入的过程，正因为如此，长期以来我国的城市污泥得不到有效的处理。目前，污泥处理的问题虽然得到了广泛的重视，但处理成本偏高仍是制约在全国范围内妥善解决污泥问题的重要因素。污泥中含有大量微生物的菌体和有机胶体物质，导致污泥黏度大、机械脱水困难。国内污水处理厂采用机械脱水的方法通常只能将含水率降低到80%左右。从污水处理厂排出的污泥，每100t中含有80t水，大量的水为污泥的后续处理带来重重困难。

对于最简单且廉价的堆放或者填埋而言，黏稠的污泥会在堆填场地内形成沼泽状，作业机械无法正常作业施工。堆填量大的，还会发生堆体坍塌等事故。如果在垃圾卫生填埋场填埋，会严重影响填埋场的正常作业。因此，2007年建设部出台的《城镇污水处理厂污泥处置——混合填埋泥质》标准和2008年环境保护部出台的《生活垃圾填埋污染控制标准（GB 16889—2008）》中都明确规定，污泥混合填埋含水率应小于60%。

这意味着每吨含水率80%的污泥还需要脱除更多的水。然而，污泥含水率达到80%以后就很难再依靠机械脱水机进一步脱水，常见的方法是采用加热蒸发的方法将水除掉。这是污泥处理过程中能量消耗最大的环节，也是决定污泥处理成本的主要因素。因此，发展低耗能的污泥脱水方法，成为降低污泥处理成本关键，也是污泥处理的关键技术问题。(www.xing528.com)

污水、污泥的处理在我国任重而道远。在《国务院关于印发“十三五”生态环境保护规划的通知》（国发〔2016〕65号）中，对我国的环境形势阐述如下：

加快完善城镇污水处理系统。全面加强城镇污水处理及配套管网建设，加大雨污分流、清污混流污水管网改造，优先推进城中村、老旧城区和城乡接合部污水截流、收集、纳管，消除河水倒灌、地下水渗入等现象。到2020年，全国所有县城和重点镇具备污水收集处理能力，城市和县城污水处理率分别达到95%和85%左右，地级及以上城市建成区基本实现污水全收集、全处理。提升污水再生利用和污泥处置水平，大力推进污泥稳定化、无害化和资源化处理处置，地级及以上城市污泥无害化处理处置率达到90%，京津冀区域达到95%。控制初期雨水污染，排入自然水体的雨水须经过岸线净化，加快建设和改造沿岸截流干管，控制渗漏和合流制污水溢流污染。因地制宜、一河一策，控源截污、内源污染治理多管齐下，科学整治城市黑臭水体；因地制宜实施城镇污水处理厂升级改造，有条件的应配套建设湿地生态处理系统，加强废水资源化、能源化利用。敏感区域（重点湖泊、重点水库、近岸海域汇水区域）城镇污水处理设施应于2017年底前全面达到一级A排放标准。建成区水体水质达不到地表水Ⅳ类标准的城市，新建城镇污水处理设施要执行一级A排放标准。到2020年，实现缺水城市再生水利用率达到20%以上，京津冀区域达到30%以上。将港口、船舶修造厂环卫设施、污水处理设施纳入城市设施建设规划，提升含油污水、化学品洗舱水、生活污水等的处置能力。实施船舶压载水管理。

世界各国对污泥处理处置方法大同小异，主要有填埋、焚烧和多种形式的土地利用。各国对污泥处理处置方法选择各有侧重，如表1-13所示。在美国逐渐以土地利用为主，20世纪80年代末以填埋为主约占42%，1998年土地利用急剧上升至59%，2010年污泥有效利用（含土地利用）的比例为70%；2000年，日本由于国土面积较小，以焚烧为主约占76%，土地利用10%，填埋8%，其他约6%；欧盟各成员国的侧重不尽相同，目前卢森堡、丹麦和法国以污泥农用为主，爱尔兰、芬兰和葡萄牙等国污泥农用的比例还会逐步增加，而法国、卢森堡、德国和荷兰则计划加大焚烧的比例。即使一个国家的不同地区也有所侧重，如在英国北部大型工业城市，由于污泥中重金属含量较高且含有一些有毒成分，因此焚烧约占50%，而英国的其他城市则以污泥土地利用为主。

表1-13　某些国家城市污水污泥产出情况和处置途径

注：引自尹军等.污水污泥处置与资源化利用.北京：化学工业出版社，2005.