肖进军
（华润环保发展有限公司 广东 深圳 518001）
摘 要：城市污泥（下称“污泥”）是污水处理设施净化污水过程中的副产物,其高水分、高混杂和高有机质特点，成为污水净化处理过程中不可回避的问题。本文介绍了污泥的传统处置方式，包括卫生填埋法、土地利用法、建材利用法及主要存在问题，并在国家推进治水提质和生态城市建设进程阶段和行业内探讨污泥处置工艺中，介绍了行业内快速形成的城市污泥集中焚烧的能源化利用方式及掺烧工艺流程，将逐步演变为未来城市污泥处置的发展新方向，列入国家第十四个五年规划和2035年远景目标纲要[1]。
关键词：生活污泥；能源化；利用
0引言
污水管网收集系统是城市基础设施不断完善的重要内容，促使污水处理厂的数量快速增长，污泥的产量也急剧增加。在国家推进治水提质进程中，污泥处置设施的建设不足与现实中污泥产量快速增长和政策上国家要求落实污泥无害化处置相矛盾且日益严重化，对国家推进生态文明建设的，建设美丽中国带来直接挑战。由于城市污泥具有产量大、水分高、高混杂且不稳定、易腐败、有恶臭、有毒有害等特点,如任意堆弃或直接进行利用,势必对环境造成二次污染,不但降低了污水处理系统的有效处理能力,而且对生态环境和人类活动构成了严重威胁，对污泥的无害化处置带来了经济、技术、环保方面的困难。
近年来，习总书记的“绿水青山就是青山银山”理念已经成为全社会的共识，全国各地掀起建设生态城市的新高潮。污泥处理的妥善处置已成为保护绿水青山的重要篇章，因污泥的来源广泛、危害大、处理难，且传统处置方法的选择面临多种局限。故本文分析介绍了污泥传统处置方法工艺与能源化利用的工艺和优劣势分析，论证未来的污泥处置趋势将以能源化焚烧利用为主。
1 城市污泥的特性与危害
1.1城市污泥的特性
污泥的主要特性是含水率高，达99%以上，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小，呈胶体液状，如果处置不当将会对环境和身体造成很大的危害,并消弱甚至完全覆没国家治水提质系列工作成果，故得到党中央及各级地方政府重视，列入国家污染防治攻坚战的关键内容。
鉴于污泥水分高，体积大，为便于污泥的运输和处置，业内先进行减量化处理后，以固态进行运输处置，常见的方式有浓缩脱水、压滤脱水、热干化脱水，一般可将污泥水分从99%，降低至60%或以下，脱水后减重率达97.5%或以上。
1.2城市污泥的危害性
污泥是指来源于污水处理系统净化污水过程中沉淀下来的副产物，是一种固体废弃物。近年来污泥排放总量已达到4000-6000万吨。污泥成分极其复杂，其中浓缩了污水中大量的氮、磷等多种大量元素、微量元素和有机质等可利用成分，也浓缩了有毒、有害、难降解的有机物、病原菌、寄生虫及重金属等，极易散发恶臭气味，如处理不好，极易造成水体污染、土壤污染、有机污染、大气污染，破坏居住环境，影响国家生态文明建设进程。
2关于处理后污泥的处置方法
传统较为常见的污泥处置方法有：填埋、土地利用、建材利用、焚烧等。其中：
2.1 填埋法，填埋是污泥处置早期的粗放式处理方式。该方法操作简单，投资、处理费用较低，适应性强，但是其侵占土地严重，消解周期长，有滤液渗出风险，将导致潜在的土壤污染和地下水污染。
随着污泥量的日益增加，一方面填埋工艺产生的环保问题也愈加突出，另一方面国家环保工作要求和标准不断完善填埋方式逐渐成为落后处置工艺，在全国经济较发达地区或环保践行先进地区已被禁止。
2.2 土地利用法，该方式是利用污泥有机质可发酵的工艺，将污泥制成有机肥、基质、营养土等产品用于农业、林业、园林绿化和土壤改良等方面，使污泥中的有机质、氮磷等营养资源得以循环利用。该方式具有能够最大程度的降低污泥容量的优势，符合日益严格的环境治理要求，充分的利用不适用于能源化利用的部分污泥。但因监管难，比如污泥中的重金属、有害物质难于监管，很容易对地表水和地下水产生的污染，因此该方法的应用在一定程度上受到限制。
2.3 建材利用法，城市污泥整体成分中不仅含大量有机物，还含有大约三成的硅、铝、铁等无机物。这些无机物与粘土成分相近，故可以利用建材烧结工艺，将污泥作为原料烧制成砖、陶粒等建筑材料。由于近年来国家推行禁止开山取土、破坏生态的政策，鼓励建材采用免烧技术，此方式已难以在污泥处理中得到广泛持久的应用。
2.4 焚烧法，是利用污泥干化后的可燃成分，通过高温焚烧实现污泥的无害化处置。焚烧方式包括燃煤火电厂掺烧、垃圾焚烧炉焚烧、利用工业用炉焚烧、自持焚烧等等。焚烧法的优点是不需要污泥存放装置,减少储存污泥成本。但由于一直以来污泥干化脱水效率低致使水分高，高温焚烧过程消耗大量的热能，且容易产生二恶英、二氧化硫和酸性气体等大气污染物需要净化处理，焚烧成本居高不下，且长期以来政府处置补贴不足，该方式直到近年来才陆续得以推广应用。
自2017年开展，随着污泥填埋、土地和建材利用的污染风险或可行性下降，在得到国家政府政策、资金和市场支持下，焚烧已成为未来处置污泥的主要处置路线，并列入国家第十四个五年规划和2035年远景目标纲要内容中。其中，依靠大型火电厂设施协同掺烧污泥，实现污泥能源化回收利用的模式，具有焚烧量大、运行稳定、无害化效果好、投资小、社会效益高的特点，成为未来污泥处置的最佳处置工艺。
3能源化掺烧利用的主要工艺流程
城市污泥与煤混烧工艺流程如图1所示。城市污泥通过密闭运输车送入电厂，利用电厂蒸汽烘干，从而提高污泥的热值。经过烘干后的污泥，热值可达1千-2千 大卡，5吨污泥相当于1吨燃煤热值。烘干的污泥通过与燃煤混合，送入电厂焚烧炉中，回收污泥热值，彻底杀灭污泥中的有害微生物，消解有机物，污泥的减量达90%以上。彻底实现污泥的无害化、减量化、资源化处置。
图1 城市污泥与煤混烧工艺流程
采用电厂掺烧污泥，不仅实现了能源回收，还可有效地防止处置过程对周边环境的污染，如污泥的臭气可以送入电厂焚烧炉内，污水送至电厂的污水处理站处理；焚烧后的污泥灰渣与粉煤灰一齐进行建材利用，污泥掺烧的废水、废气、废渣全部得到妥善处理和利用，绿色清洁、变废为宝。因此，从经济绿水发展、资源回收利用、城市环境保护等方面来考虑，城市污泥处置的理想出路应该是能源化利用。
4.结论
近年来，围绕“减量化、稳定化、无害化、资源化”的基本原则，污泥处置产业取得了一定的进展，污泥的电厂混合掺烧项目实现了广泛的应用和推广，国家在污泥处置政策支撑和标准制订方面也在逐渐完善。在面对气候变化，能源资源短缺，环境容量缺乏等问题中，污泥处置仍需以无害化为目标，以能源化利用为主要手段，将是污泥处置从无序堆弃扭转为规范化处置局面的极佳路线之一。
参考文献：
[1]中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要
[1]杨亮亮，尹力，黄洁．市政干化污泥掺烧对生活垃圾焚烧的影响及应对措施叨．环境卫生工程，2018，26(4)：9-11．
[2]董信光，张利孟，李荣玉.城市污泥资源化处置在大型电站锅炉的应用与分析[J].山东电力技术,2019,2:33-37.