1、海南市政污水處理廠污泥處理和處置技術分析 孫傳志1， 史載鋒2*， 沈仲韜3（1. 海口市白沙門污水處理廠，海南海口570208；2. 海南師范大學化學與化工學院，海南海口571158；3. 海南省水務局，海南海口570203） 摘要：通過對海口市白沙門污水處理廠污泥處理處置運行經驗總結，結合海南的特點，提出適于海南的污泥處理處置技術及發(fā)展方向. 首先，在海南利用厭氧消化工藝對污泥進行穩(wěn)定化處理具有天然的優(yōu)勢， 消化產生的沼氣的綜合利用可減少污水處理廠對廠外電能的使用，符合國家大力發(fā)展可再生能源的產業(yè)政策方向；其次，污泥處置方面，近期應結合海南省大力發(fā)展的熱帶高效農業(yè)積極進行農業(yè)綜合利用處置，

2、長期可結合其他行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃考慮污泥垃圾混合焚燒、污泥火力發(fā)電廠混合焚燒、污泥干化后衛(wèi)生填埋等長遠處置方案的可行性. 關鍵詞：污水處理；污泥處理；污泥處置中圖分類號：X 703 文獻標識碼：A 文章編號：1671-8747（2008）03-0303-04 Analysis of sludge disposal techniques inmunicipal sewage plants of HainanSun Chuanzhi1, Shi Zaifeng2, Shen Zhongtao3（1. Baishamen Sewage Plant，Haikou 570281，China；2. Depar

3、tment of Chemistry，Hainan Normal University，Haikou 571158，China；3. Hainan Water Affairs Bureau，Haikou 570203，China）Abstract：By concluding practical experiences of sludge disposal in Baishamen sewage plant of Haikou City, the disposaltechnique suitable for Hainan was presented. Firstly, the stabilizi

4、ng treatment of sludge with anaerobic digestion craft has natural aclvantages.In the process, the generating sewage gas can be used to generate electricity as an addition for the need of power by theplant, which conforms with the national policy of developing renewable resources. Secondly, as for th

5、e disposal, it can be used asfertilizer to promote the tropical agricultural development of Hainan in the near future. In the long run, in collaboration with otherindustry projects, it is possible to handle sludge through garbage incineration, power incineration, and drying sanitary burial.Key words

6、：sewage treatment; sludge treatment; sludge disposal海南省“十一五”規(guī)劃提出，5 年內全省將分期分批建設19 座污水處理廠，提高轄區(qū)城鎮(zhèn)生活污水處理率，確保全省18 個縣市和洋浦經濟開發(fā)區(qū)均擁有污水處理廠，新增污水處理能力75.9 萬t.隨著污水處理設施的普及、處理率的提高及處理程度的深化，污水處理廠的污泥產量將持續(xù)增長，如何合理地處理和處置污泥，已成為污水處理廠和城市相關部門必須引起重視的問題. 本文結合白沙門污水處理廠的運行經驗1，對海南省市政污水處理行業(yè)污泥的處理和處置技術路線進行了探討.1 污泥處理 污水處理過程產生的剩余污泥，往往含

7、有大量的有機物及病菌、寄生蟲卵等污染物質，極容易腐爛發(fā)臭傳播疾病造成二次污染. 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）規(guī)定污泥必須進行穩(wěn)定化處理及其指標.污泥穩(wěn)定化處理分為好氧穩(wěn)定和厭氧穩(wěn)定. 污泥好氧穩(wěn)定實質上是活性污泥法的繼續(xù)，其工作原理是污泥中的微生物有機體的內源代謝過程. 通過曝氣充入氧氣， 活性污泥中的微生物有機體自身氧化分解，轉化為二氧化碳、水、氨氣等，使污泥得到穩(wěn)定. 具有管理方便、運行安全、操作靈活、處理設施體積小，投資低、處理不容易失敗等優(yōu)點，且處理后的產物臭味輕、類似腐殖質，肥效較高；其缺點是能耗很高（池中溶解氧一般要求2.0 mg/L），且不能產生甲烷氣

8、體等有用的副產物，一般只在處理量小于2 000 m3/d 的污水處理廠中應用. 污泥的厭氧穩(wěn)定技術是把污泥置于密閉的消化池中， 利用無氧環(huán)境下的厭氧菌將污泥中的有機物轉化為沼氣，從而實現有機物穩(wěn)定化并減少污泥固體體積的目的. 其優(yōu)點是運行費用低、厭氧產生的沼氣通過沼氣利用系統可以最大限度回收利用生物能，實現污水處理廠部分能量自給；缺點是工藝相對復雜，一次性投資較大，安全生產要求較高. 多年來，在我國學術界和工程界對于污泥的厭氧穩(wěn)定工藝多有爭議，比較普遍的觀點是在處理量大于10 萬m3/d 的污水處理廠中應用具有較好的技術經濟指標.海南各市縣的城市建設規(guī)模決定其污水處理廠的規(guī)模大多在5 0005

9、0 000 m3/d 之間. 就工廠規(guī)模而言，根據上述論述，污泥穩(wěn)定化處理既不宜采用好氧穩(wěn)定法，也不宜采用厭氧消化法. 因此，目前正在建設中的各污水處理廠均采用剩余污泥直接脫水外運的污泥處理方式， 廠內沒有設計專門的污泥穩(wěn)定化處理設施. 但是筆者認為，基于海南的具體情況，是否應用厭氧消化工藝對污泥進行穩(wěn)定化處理值得進一步分析.1.1 氣候條件污泥厭氧消化工藝的穩(wěn)定運行需要相對恒定的溫度. 研究表明， 當污泥溫度處于35 （中溫消化）和55 （高溫消化）兩個區(qū)域時，運行效果最佳.海口市白沙門污水處理廠一期工程（規(guī)模30 萬m3/d）污泥穩(wěn)定化處理采用中溫厭氧消化工藝. 該廠運行經驗表明，將厭氧消

10、化沼氣用于沼氣發(fā)電機發(fā)電所產生的廢熱加熱消化污泥，在全年氣溫最低的2，3 月份時（污水溫度約20 ）熱量仍有富余，在其他月份污水溫度達到25 時，加熱消化池污泥只需沼氣發(fā)電機的少部分余熱即可. 為保證發(fā)電機的正常工作，此時必須充分發(fā)揮發(fā)電機組自帶冷卻系統的散熱功能.海南四季如春，特有的亞熱帶氣候可以使消化污泥在一年四季中均能輕易地維持最佳的工作溫度35 ，確保工藝在不需要外購熱能的情況始終保持在最佳的工況. 因此，在海南利用中溫厭氧工藝對污泥進行穩(wěn)定化處理具獨特的天然優(yōu)勢.1.2 政策導向目前，為了改變能源結構，國家正在積極采取各種措施加大可再生能源的使用比例，爭取在2010 年使我國的可再生

11、能源比重達到10%. 措施之一是在農村地區(qū)以財政補貼的方式大力推廣以家庭為單位的小型沼氣池. 污水處理廠作為環(huán)境保護企業(yè)，在污泥處理的過程中通過采用厭氧消化工藝，既達到污泥穩(wěn)定的目的，還可產生一定量可循環(huán)再生的沼氣能源，可謂一舉兩得.1.3 節(jié)能效應白沙門污水處理廠運行數據顯示，厭氧消化池工作穩(wěn)定后，每分解1 kg 有機物的產氣量約為0.6 m3，每天的產氣量在4 0006 000 m3 之間，每月利用沼氣可發(fā)電20 多萬度，相當于污水處理廠平均用電量的25%30% .1.4 技術條件由于對污泥厭氧消化以及沼氣利用技術的研究和運用起步較晚，在技術上不夠成熟，同時對沼氣利用安全性的過度擔心，我國

12、在較長一段時間內對污泥厭氧消化技術的應用存在一定的討論和爭議. 但隨著國外污泥消化技術的逐步引進，我國工程界對國外技術的不斷吸收消化，以及各類小型沼氣池在國內的大量應用，人們對沼氣也越來越熟悉，在污水處理廠中采用污泥厭氧消化工藝并對產生的沼氣進行綜合利用正當其時. 事實上，在德國等發(fā)達國家，規(guī)模為2 000 m3/d 的污水處理廠都在采用污泥厭氧消化技術，且運行了幾十年后都十分穩(wěn)定.1.5 環(huán)境效應污泥消化池啟用后，以往白沙門污水處理廠廠區(qū)因污泥不穩(wěn)定使蚊蠅大量滋生的現象不再出現，極大地改善了污水處理廠的環(huán)境，消除了污水處理廠臭氣對周邊居民工作生活的影響，同時也更加方便了泥餅的運輸和處置，具有

13、積極的環(huán)境效益. 經過厭氧消化穩(wěn)定處理后的污泥，如以農用方式進行處置，堆肥時間可減少2/3 左右. 如因污泥不穩(wěn)定，導致污水處理廠的運行在凈化污水的同時卻帶來了污泥的二次污染是不能容忍的.1.6 經濟效益白沙門污水處理廠運行數據表明，消化池投產后，除了每年沼氣發(fā)電可節(jié)省電費約150 萬元外，由于消化后后污泥固體量的減少引起污泥脫水機工作能耗以及脫水藥劑消耗的減少， 每年也可節(jié)省約150 萬開支. 雖然污泥厭氧消化工藝在運行中也消耗一定的電能，但與沼氣發(fā)電所帶來的能量相比，其量很少，可忽略不計.1.7 存在問題及建議工藝的一次性投資成本過高，沼氣發(fā)電節(jié)省的電費不足以回報建設的投資，考慮問題時側重

14、經濟帳而忽視環(huán)境帳. 為解決這個矛盾，促進可再生生物能源的推廣利用，政府應出臺相關的激勵政策，如對污水處理廠沼氣發(fā)電采取類似垃圾發(fā)電電價補貼， 或如支持農村沼氣設施建設那樣對污水處理廠沼氣發(fā)電設施建設進行財政補貼等措施，進一步加大扶持力度.2 污泥處置污泥是污水處理的副產物，如處置不當，將引起二次污染等一系列的問題. 目前，國內外對于污泥的處置做法主要有：焚燒干化熱處理、海洋傾倒、建材利用、衛(wèi)生填埋、農業(yè)綜合利用等. 填埋占地大，此外由于污泥含水率較高（約78%），無法壓實堆高，容易堵塞垃圾場滲濾液排放管道等原因，垃圾場并不愿意接收.焚燒干化熱處理、建材利用方式成本太高，海洋傾倒已被國際公約所

15、禁止. 各種方式均有利弊，具體采取何種處置措施，應根據當地實際情況而定.海南經濟實力尚弱，但擁有發(fā)展熱帶高效農業(yè)的天然優(yōu)勢，時下已經形成一定的規(guī)模. 根據統計，全島種植的橡膠、桉樹等各種熱帶經濟作物超過66.67 萬hm2. 隨著人們對化肥大量施用所帶來的土壤板結、復耕性差、化學物質殘留量多等弊端的認識越來越深刻，有機肥的需求量正呈上升趨勢. 因此，以農業(yè)綜合利用方式對污泥進行最終處置在海南具有廣闊的前景.2.1 白沙門污水處理廠污泥處置現狀如上所述，除了農業(yè)綜合利用外，其他污泥處置方式在海口均不適宜。在投產之初，海口市白沙門污水處理廠就開始了污泥農用處置的有益嘗試.在污泥成分經過國家權威部門

16、檢測確認符合國家污泥農用標準后，該廠從2000 年起，動員全體職工并發(fā)動各自的親戚朋友，利用閑暇時間深入田間地頭、莊園基地，采用散發(fā)材料、免費使用、銷售提成等市場營銷措施積極推銷污泥肥料. 經過近2 年的不懈努力，污泥肥料逐步得到廣大農戶認可，不僅在方圓80 km 內得到廣泛使用，還銷往200 km 外的保亭等地，成功應用于橡膠、桉樹、景觀植物等中長期熱帶作物. 由于污泥肥料有機質含量高，不僅能促進作物生長，而且具有長效性、疏松土壤、改善土壤性質、提高土壤保肥保水能力的功效，如與化肥配合施用可起到緩急相濟、相互補充的作用，同時價格較低，深受用戶喜愛，目前基本上處于供不應求的狀態(tài).該廠的污泥農業(yè)

17、資源化處置經歷了最初的農戶直接使用、向各小型肥料企業(yè)供應原料，到今天的與知名肥料企業(yè)長期合作過程，逐步找到了污泥處置的長期穩(wěn)定有效途徑，克服了污水處理廠污泥每天固定產出與污泥直接農用受植物用肥周期和天氣條件限制等明顯季節(jié)性不匹配因素的影響. 污泥農用處置，不僅能節(jié)省大量污泥填埋處置的開支，還可獲得一定的經濟效益.2.2 海南其他縣市污泥處置思路從地域條件來說，相對于海口而言，海南其他縣市具有更廣闊的農業(yè)腹地，污泥農用的運輸距離短，成本低，污泥肥料更具價格競爭優(yōu)勢. 就污泥成分而言，各縣市的工業(yè)普遍較少，污泥中含有的有毒有害物質成分更低，基本上不存在超標的擔心. 從經濟實力考慮，更沒有能力采用焚

18、燒、干化填埋等成本很高的處置方法. 衛(wèi)生處置條件方面，許多地方尚沒有垃圾衛(wèi)生填埋場，如采取填埋方式處置，只能是隨意棄置. 因此，在目前狀況下，努力開拓市場，采用農業(yè)綜合利用方式對市政污泥進行處置是符合我省省情的合理選擇.2.3 海南污泥長期處置規(guī)劃隨著污水處理廠擴建及新建計劃的實施，污泥量將不斷增加，考慮到國家污泥農用法規(guī)變化、人們對使用污泥肥料種植的產品的接受程度變化等因素，出于對污泥農用綜合處置長期可靠性的擔心，我們對污泥處置的長遠保障提出如下思路：結合其他行業(yè)的建設規(guī)劃，修編海南省污泥處理處置總體規(guī)劃，分析污泥垃圾混合焚燒、污泥火力發(fā)電廠混合焚燒、污泥干化后衛(wèi)生填埋等長遠處置方案的可行性.3 結論3.1 污泥處理在海南，運用厭氧消化工藝對污泥進行穩(wěn)定化處理具有天然的氣候優(yōu)勢，具有明顯的環(huán)境效益，同時利用厭氧消化產生的沼氣進行發(fā)電綜合利用符合國家大力發(fā)展可再生能源的產業(yè)政策方向； 但為了解決一次性投資較大的問題，需