深圳特區(qū)污泥處理處置的探索與建議
摘要：本文就深圳經(jīng)濟特區(qū)污泥處理處置工作的現(xiàn)狀及面臨的問題、實踐及對策進行總結(jié)，對污泥處理處置的目標和政策導(dǎo)向進行了探討。
1 引言
近年來，隨著國家經(jīng)濟和社會的發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴重，人們已經(jīng)認積到樹立科學(xué)發(fā)展觀的重要性，人與自然必須協(xié)調(diào)發(fā)展。作為水環(huán)境治理的重要組成部份 ——城市污水處理得到政府和社會各界的高度重視，近年來，新的污水廠不斷建設(shè)，污水處理率大幅提高。污泥是污水處理的副產(chǎn)物，一直以來未得到足夠重視，其最終處置問題已突現(xiàn)出來。在深圳特區(qū)，污水處理率已達到70%以上，污泥能否得到及時而適當?shù)奶幚砼c處置，已成為影響污水處理廠正常運行、是否從根本上產(chǎn)生環(huán)境效益的重要因素。全面了解污泥處理處置技術(shù)及深圳特區(qū)污泥處理處置的現(xiàn)狀與問題，力求提出適合的對策，是近期污泥處置工作的重點。
2 現(xiàn)狀及問題
深圳水務(wù)集團主要從事深圳經(jīng)經(jīng)特區(qū)內(nèi)的自來水生產(chǎn)和供應(yīng)、污水收集和處理，屬下四座污水處理廠，現(xiàn)有處理能力為115 萬噸/日，目前日平均處理量約為80 萬噸，近三年來的污泥量見表1，污泥成份見表2。
表1 污水處理量與污泥量
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污泥全部運往深圳特區(qū)下坪垃圾填埋場衛(wèi)生填埋，衛(wèi)生填埋雖然有投資少，運行費低、操作簡單等優(yōu)點，但隨著污泥的增加，其產(chǎn)生的問題日益突出。由于污泥含有大量的病原體、難降解有機物、重金屬等有毒有害物質(zhì)，易造成二次污染；含水率達78%的污泥在堆放后產(chǎn)生大量的滲濾液，含有細小顆粒，造成滲濾液收集系統(tǒng)堵塞，加重滲濾液收集處理系統(tǒng)與市政污水處理系統(tǒng)的負荷；由于污泥流動性，大量污泥直接堆積使得填埋作業(yè)面形成沼澤狀，導(dǎo)致作業(yè)車深陷其中，為解決這一問題，采取了污泥打包堆放的方法，但又帶來了新的問題，如整體滑坡、影響沼氣收集系統(tǒng)等，存在生產(chǎn)安全隱患；占地大是深圳特區(qū)污泥填埋的最大問題，目前，每日污泥量占總填埋量約15%，污泥填埋對填埋場庫容使用率的影響達20%（加設(shè)檔土壩、生活垃圾不能壓實等因素），庫容壓力極大。大量的污泥給衛(wèi)生填埋場的有限庫容、填埋作業(yè)及滲濾液收集系統(tǒng)、沼氣收集系統(tǒng)帶來了壓力與問題，并可能造成二次污染，對于深圳特區(qū)而言，衛(wèi)生填埋已越來越顯現(xiàn)出其不可持續(xù)性。
表2 污水處理廠污泥成份范圍表 |
3 污泥處理處置方式的研究與實踐
3.1 采用堆肥技術(shù)制作污泥復(fù)合有機肥的實踐
從表2 可見，濱河廠與羅芳廠的污泥成份較適于農(nóng)用，部份超標成份經(jīng)處理后可以達到農(nóng)用標準，因此，我們嘗試污泥制肥的可能性。經(jīng)考察研究后，與某肥料公司簽訂合同，由污水處理廠提供污泥，該公司采用堆肥技術(shù)生產(chǎn)裁培土、有機復(fù)合肥等，而合同的實際執(zhí)行情況是：污水處理廠的污泥輸出持續(xù)了一個月就停止，這一次的合作以解約方式結(jié)束。2001年，另一公司提出了污泥制作有機肥的計劃，并進行了生產(chǎn)性的試驗，2002 年該公司與我司就合作實施該計劃進行了認真研究與磋商，考慮到污泥農(nóng)用的市場容量與污泥量的矛盾、污泥的持續(xù)產(chǎn)出與肥料的季節(jié)性需求的矛盾、污泥量的增加趨勢與污泥的潛在環(huán)境安全風(fēng)險等因素，在生產(chǎn)操作方面，輔料供應(yīng)、濾滲液污染、用地等問題也沒有可靠經(jīng)濟的解決方案，該項目最終因可操作性差、難以解決污泥的最終出路而沒有實施。以上表明，雖然污泥堆肥技術(shù)可以實現(xiàn)污泥的資源化利用，也有資料表明，在一些地方得到生產(chǎn)應(yīng)用并取得很好的環(huán)境與經(jīng)濟效益，但不適合深圳的實際情況，深圳特區(qū)土地資源緊張，周邊地區(qū)工業(yè)化程度高，缺少穩(wěn)定的農(nóng)用或其它用途的用戶，污泥有機肥受到限制。
3.2 污泥干化可行性研究
2002 年，由深圳市城市管理辦公室、深圳市水務(wù)（集團）有限公司、深圳市排水管理處和中國市政工程西南設(shè)計研究院共同完成了《深圳特區(qū)污泥處置規(guī)劃》及《深圳特區(qū)污泥干化工程可行性研究報告》！渡钲谔貐^(qū)污泥處置規(guī)劃》提出了“以綜合利用為主，焚燒為輔，衛(wèi)生填埋配套”的污泥綜合處置思路和“分散處理”的選址方案，《深圳特區(qū)污泥干化工程可行性研究報告》推薦熱干化作為近期污泥處理的實施方案。該方案基本體現(xiàn)了污泥處理處置的“減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化” 的原則，具有直接加熱和直接成粒、操作管理簡易等特點。為了對熱干化后的污泥性質(zhì)及其使用范圍取得必要的資料，我們對國內(nèi)外的污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用進行了進一步的調(diào)查與研究。
研究表明，熱干化處理污泥存在下列問題：
① 污泥干化產(chǎn)品作為肥料推向市場，易產(chǎn)生二次污染，對環(huán)境安全有潛在的威脅。
② 深圳特區(qū)的污泥未經(jīng)消化，其干化產(chǎn)品作為肥料，肥效還有待研究。
③ 市場前景不樂觀。深圳特區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟發(fā)展與污泥制肥農(nóng)用發(fā)展方向不符。通過調(diào)研，在深圳特區(qū)，污泥制肥的主要應(yīng)用方向是綠化用肥，無論是作為有機肥施用于高爾夫球場的草皮、市政道路兩旁、河道、山體護坡的綠化，還是用于擬關(guān)閉石坑生態(tài)恢復(fù)綠化、石壁綠化和自然山地的植被的生態(tài)恢復(fù)，其污泥需求量都非常有限，并且有些應(yīng)用對污泥產(chǎn)品質(zhì)量有很嚴格的要求。
④ 采用天然氣或油做為熱源將使得污泥處理成本較高，并且，若產(chǎn)品不能從市場找到出路，仍需要進行后續(xù)處理處置。
⑤ 目前，我國污泥農(nóng)用的政策法規(guī)還在完善之中，污泥熱干化后農(nóng)用具有一定的政策風(fēng)險。
經(jīng)過調(diào)查和研究，我們認為污泥熱干化還存在許多待研究和解決的問題，若將每天正常生產(chǎn)所產(chǎn)生的連續(xù)不斷污泥處置歸于不確定、不穩(wěn)定的污泥肥料市場，將會因出路不暢而影響設(shè)施的長期正常運行，是不科學(xué)的，也是不安全的，不能滿足深圳市可持續(xù)發(fā)展的需要和城市環(huán)保要求。
3.3 污泥干化焚燒技術(shù)研究
焚燒是利用高溫氧化作用將有機物轉(zhuǎn)化為無機物的過程，可使污泥達到最大程度的減量。焚燒過程中，所有的病菌病原體被徹底殺滅，有毒有害的有機殘余物被熱氧化分解。灰份可填埋或用作生產(chǎn)水泥等建材的原料，重金屬被固定在混凝土中，避免其重新進入環(huán)境。污泥焚燒是否需要外加燃料，取決于污泥的低位熱值。四個污水廠污泥低位熱值表明，當污泥干化到含水率為50%以上時就可以不需輔助燃料而自持焚燒。焚燒釋放的熱量可回收用于污泥干化，經(jīng)測算，四個污水廠的污泥基本可達到熱能的自供自給。
焚燒系統(tǒng)是一個復(fù)雜的熱處理系統(tǒng)，包括有污泥輸送設(shè)施、干化設(shè)備、焚燒爐、煙氣處理設(shè)施與熱量回收利用設(shè)施等。焚燒爐是主要設(shè)施，配套設(shè)施主要有三部份，一是污泥干化設(shè)施，對濕污泥進行干化處理，以便使污泥能夠自燃，從而減少輔助燃料的消耗量，降低運行成本；二是煙氣凈化設(shè)施，對尾氣進行處理，以便達到規(guī)定的排放標準；三是熱量回收利用系統(tǒng)，對焚燒所釋放的熱量進行回收利用。目前，污泥的焚燒技術(shù)在歐洲與日本得到大量使用，技術(shù)成熟，系統(tǒng)整合性能可靠。以規(guī)模30tDS/d 的工程進行成本測算比較（見表3），干化焚燒相對與干化，運行成本低而投資成本高，全成本還是低于干化。
表3 處理成本比較表
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污泥焚燒的優(yōu)點是：適應(yīng)性較強，反應(yīng)時間短，占地小，殘渣穩(wěn)定而量少，達到了最大減量、資源利用、穩(wěn)定與完全滅菌的目的。其缺點是：工藝復(fù)雜、建設(shè)投資大、運行管理要求高。對于深圳這樣一個土地資源緊缺、社會經(jīng)濟相對發(fā)達、污水處理率較高的城市來說，焚燒技術(shù)適合城市發(fā)展的需要，可以基本解決特區(qū)內(nèi)污泥處理處置的問題，實現(xiàn)污泥安全處置，有效防止二次污染。
4 結(jié)論與建議
深圳作為一個土地資源緊缺而社會經(jīng)濟水平較發(fā)達的地區(qū)，目前又面臨嚴重的水污染問題，污泥集中干化焚燒技術(shù)無疑是解決污泥出路的理想技術(shù)路線，相信在經(jīng)濟條件許可、污泥產(chǎn)量大的地區(qū)，都有一定的推廣意義。當然，我國幅員遼闊，社會經(jīng)濟發(fā)展的地區(qū)差別大，土地資源狀況各異，污泥處理處置技術(shù)的選擇應(yīng)兼顧環(huán)境生態(tài)效益與經(jīng)濟發(fā)展水平，適合本地具體情況的方法應(yīng)該是技術(shù)安全可靠、能夠長期穩(wěn)定運行、符合可持續(xù)性發(fā)展原則。目前，很多的城市污泥還處于無序棄置的狀態(tài)，相信未來的很長一段時期內(nèi)，衛(wèi)生填埋與土地利用將是我國污泥處理處置的主要方式。污泥含有豐富的養(yǎng)分，不僅能增加土壤中氮、磷、鉀的養(yǎng)分，還能改善土壤的板結(jié)、堿化等性狀，我國作為一個發(fā)展中的國家，又是一個農(nóng)業(yè)大國，因此，從經(jīng)濟與資源利用角度考慮，污泥的土地利用特別是農(nóng)用不失為一種符合我國國情的方式。但是，我們必須了解污泥不僅是可利用的資源，也含有大量的病原體、重金屬以及有毒有害的難降解的有機物等，雖然受檢測手段與認知水平的限制，我們還不能完全了解污泥中的有素有害物質(zhì)及其對生態(tài)環(huán)境的影響，但可以肯定，不經(jīng)必要地處理、不加以控制地土地利用勢必造成土壤、地表水和地下水的污染問題，同樣，污泥填埋場沒有系統(tǒng)安全防護設(shè)施而進行污泥填埋也將帶來嚴重的環(huán)境污染。因此，我們建議要充分考慮污泥的污染性，視污泥處理處置為污水處理不可或缺的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，污水處理成本中應(yīng)包含合理的污泥處理成本；同時，盡快制定污泥處理處置的技術(shù)指引，制定有關(guān)污泥的土地利用與農(nóng)用、填埋等處置方式應(yīng)用的法規(guī)政策，防止二次污染和污染的無序轉(zhuǎn)移與擴散，保證污泥的安全處理與處置。
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