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　　近年来，随着我国经济建设高速发展、人民生活水平不断提高和人们环境保护意识的增强，国家对污水排放制定了较严格可行的标准，建成了各种类型和不同规模的污水处理厂。但是，对污水处理厂分离出来的物质——污泥(在污水处理过程中产生的沉淀物质以及从污水表面漂出的浮沫中所得的残渣)的处理却没有引起足够的重视，大部分污水处理厂对含有各种有害物质的污泥多采用直接排放、直接施用于农田和填埋的办法，对环境造成二次污染，危害人体健康。

　　随着工业发展、城市化生活方式加快，污泥产生量将会大幅度提高，其中含有的污染物质如重金属、病原菌、寄生虫、有机污染物及臭气等，成为影响城市环境卫生的一大公害，必将加剧对人类健康与生存环境的威胁。因此，妥善、科学地处理污泥作为一个亟待解决的环境问题，越来越受到关注。研究者在积极寻求安全可靠、经济合理的污泥处置方案。所以，对污泥进行无害化处理具有必要性和紧迫性。

1 污泥的处理现状

　　污泥具有含水率高、含有重金属、病原菌、寄生虫、有机污染物以及丰富的氮、磷、钾等营养元素的特点。污泥的处置方式主要有土地利用、卫生填埋、焚烧、填海等。各国根据自己的实际情况来选择某种较为合适的处理方法。美国14％采用卫生填埋，22％焚烧，56.5％土地利用，7.5％采取其他方式处理；英国10％卫生填埋，30％焚烧，58％土地利用，2％采取其他方式；法国19％卫生填埋，14％焚烧，65％土地利用，2％采取其他处理方式；日本5％卫生填埋，32.7％焚烧，61.7％土地利用，0.6％采取其他方式；欧洲48％卫生填埋，7％填海，7.8％焚烧，34％土地利用，3.2％采取其他方式。

　　可见，西欧以填埋为主，美、英以农用为主，而日本国土面积小，占用土地面积大的污泥消纳途径(土地利用、卫生填埋)在该国的应用比例明显低于其他发达国家，相反，该国的污泥焚烧率全球第一。在发达国家污泥农用已成为一条重要的途径，美国为此专门制定了污泥的土地利用法规 (Act503)，日本则成立污泥还田指导委员会以指导污泥的合理施用。

　　在我国，由于经济和技术上的原因，目前污泥尚无稳定合理的出路，主要以农肥的形式用于农业。有资料表明，采用现阶段常规污泥处理系统(不包括最终处置)的大中型污水厂，污泥处理花费的资金约占二级处理厂全部费用的40％，而运转费用占全厂总运转费的20％。根据我国目前的经济状况，把巨大的资金用于污泥处理工程建设及运行维护具有较大的困难。在建成的污水处理厂中约有90％没有污泥处理的配套设施，60％以上的污泥未经任何处理就直接农用，而消化后的污泥也由于未进行无害化处理不符合污泥农用卫生标准。有些地方，由于不合理使用污泥造成重金属、有机物污染以及病虫害等，导致严重的食品污染问题，直接危及人体健康。

2 污泥的处理处置技术及其比较

2.1 卫生填埋

　　卫生填埋始于60年代，是在传统填埋的基础上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。污泥填埋是一项比较成熟的污泥处置技术，其优点是处理容量大、见效快、操作简单，但也存在一些问题，如合适的场地不宜寻找，污泥运输和填埋场地建设费用较高，有害成分的渗漏对地下水的污染，填埋场的卫生、臭气问题造成二次污染等。可见，填埋并没有最终消除污染，只是起到延缓的作用。在发达国家这种方法过去采用较多，但目前可供填埋的场地越来越少，据统计，今后20年内美国现有80％填埋场将关闭。

2.2 焚烧

　　一般情况下，当污泥不符合卫生要求，有毒物质含量高，不能作为资源化利用，同时污泥自身的燃烧热值较大时，才考虑采用污泥焚烧并回收热量。污泥经焚烧后，产生的热能可用于发电、取暖等。焚烧的技术优势在于其处理的彻底性，可达最大限度减量化的目的，减量率可达到95％左右，其有机物被完全氧化，重金属几乎全被截留在灰渣中。但焚烧存在以下几个问题：①投资和操作费用较高；②在焚烧过程中产生飞灰、炉渣和烟气，研究发现，在焚烧的灰渣中，尤其是飞灰(有毒、有机污染物高出灰渣几个数量级)中含有较多 Cd，Pb 及其他重金属，属于危险废弃物，若处理不当，容易渗漏而污染地下水体、附近地表水体和土壤，进而危害人类健康，在排放的烟气中含有二噁英和呋喃等剧毒物质，产生二次污染；③污泥中的有用成分未得到充分利用，浪费了大量有利于植物生长的营养元素。

2.3 排放入海

　　历史上，某些沿海地区，采用污泥投海的方式处置污泥。但近年来受到强烈反对，主要是因为污泥投入大海中必定会危害海洋生态系统，威胁人类食物链，造成全球范围内的环境污染。欧共体规定污泥投海的最后期限是1998年，而美国早在1988年就已禁止污泥投海，并于1991年全面施行。

2.4 厌氧消化

　　厌氧消化是目前国际上常用的污泥生物处理方法，即污泥中的有机物在厌氧的条件下被厌氧菌群最终分解的过程。污泥经厌氧消化后，达到减量化的目的，同时还回收一部分能源，减轻后续处理负担。

　　目前常用的工艺包括常规中温厌氧消化、单级高效中温厌氧消化、两级厌氧消化、中高温两相厌氧消化(APAD)。其具有最大限度地降解污泥中的有机物，工艺能耗低，对病源菌具有相当程度的灭杀作用等优点。但其局限性在于设备投资较高，工艺复杂，操作难度大，停留时间长。

2.5 污泥农用

　　污泥农用有直接施用和间接施用两种方式。直接施用是把未经处理的污泥直接施用于农田，这种方式成本低，简单易行，但却忽视了潜在的环境问题，而且污泥未经稳定化、无害化处理，含有害成分，不利于作物的生长。间接施用是指污泥消化、堆肥或制成复合肥料后施用。

　　污泥农用需要注意其中所含有的重金属、病原菌、寄生虫、有机污染物等有害成分。未经稳定化、无害化处理而滥用污泥有可能造成二次污染，进而通过食物链危害人体健康。因此污泥必须经过无害化、稳定化处理，达到标准后方能施用农田。

2.6 热解

　　污泥热解是一种新兴的污泥热处理工艺，在无氧或低于理论氧气量的条件下，将污泥加热到一定温度(高温：600～1000 ℃，低温：＜600 ℃)，利用温度驱动污泥有机质热裂解和热化学转化反应，使固体物质分解为油、不凝性气体和碳3种可燃物。目前大部分污泥热解技术过程均难以发展至生产性应用水平。

2.7 熔融

　　污泥融化技术是将污泥进行干燥后，经1300℃～1500 ℃的高温处理，燃尽其中的有机成分，并使灰分在融化状态输出炉外。污泥熔融处理的温度高，对有机质的分解接近100％(包括耐热分解有机物)，无机熔渣化学性质稳定，其中的重金属几乎完全失去可溶出性，因此比一般焚烧处理有更安全的环境特性。问题是熔融设备造价高，熔融过程的辅助燃料用量大。目前除日本外，尚无其他国家应用和发展污泥的熔融处理方法。

2.8 污泥制取蛋白

　　利用污泥得到有不同利用价值的蛋白类产物，以污泥为基质培养特定的微生物，使混合培养物中的蛋白含量增加，最后以适当的方法提取菌体蛋白。其应用前景尚有待进一步的技术发展来证实。

2.9 污泥制烧建材

2.9.1 污泥砖

　　Tay 等人曾将干污泥与粘土混合制砖。其流程如图。

　　目前，日本东京公共场所(公园、人行道等)的地砖都是由污泥的焚烧灰渣制得。此外，有些学者也报道了用污泥焚烧灰与粘土混合制砖。

2.9.2 人工轻质填充料

　　污泥制混凝土轻质骨粒：

　　(生污泥＋处理后污泥＋焚烧灰＋含98％水分的二次污泥)＋电厂飞灰粘土等→脱水剩余95％量→粒化→干燥→燃烧回转窑→冷却→骨粒

　　污泥制作吸附剂：对于含碳较多的生化污泥，在一定的高温下，可通过化学途径将其制成吸附剂。例如用剩余活性污泥为原料，添加一定的活化药品(如 ZnCl₂等)，隔绝空气，在一定的温度下炭化可得到活性炭。制成的活性炭对难处理的农药废水、COD 的去除率很高，是一种性能优良的有机废水处理剂。

2.9.3 污泥制水泥制品

　　步骤如下：

　　脱水污泥(105℃)→人工挤压→过10 mm筛与石灰混合→离心研磨→燃烧→离心研磨→水泥贮存

　　此外，国内外对污泥制动物饲料(德国)，辐射促进污泥消化，蚯蚓处理污泥，污泥发酵制氢等方法均有一定的研究，也有成功的报道，但目前多处于实验阶段，商业化应用较少。

　　从世界污泥处理的发展趋势估计，污水污泥的处理处置与污泥资源化相结合，必将成为城市污水污泥的最终出路。根据我国经济并不很富裕，资源相对短缺的国情，污泥处理应向无害化、资源化方向发展。对污泥现有处理技术比较可知，污泥经堆肥后农用是最佳的处置途径。

3 污泥农用资源化

　　选择有效的污泥处置方法，应兼顾经济效益与环境生态效益之间的均衡。一种有效且适合本地具体情况的污泥处置方法应该是在环境上卫生、经济上有效，且具有发展潜力的方法。我国是农业大国，无论从经济因素还是从肥效利用因素出发，污泥农用资源化都是一种符合我国国情，具有广阔前景的处置方法。

　　近年来，由于连续耕作，植物根系对营养成分的不断获取，土壤的有机质和矿物质都很缺乏。土地长期超量施用化肥，使土壤板结，盐渍化程度高，今后若继续忽视施用有机肥，土地有机肥力将进一步降低而导致生产力下降。城市污泥含有大量的有机质和 N，P，K 以及 Mn，Zn，Ca，S，Fe 等植物生长所需的元素，是一种很好的肥料和土壤改良剂。若将污泥进行堆肥化，则可解决土壤有机肥力降低的问题。

　　田间试验表明，污泥经堆肥后用于农田，能增加土壤养分、改善土壤的理化性质、提高其可耕作性，从而有利于农业的可持续发展。良好的堆肥，具有改土、培肥、促进作物生长和增加产量的效用。

　　城市污泥含还含有有害成分。堆肥化处理后虽减少了病菌、寄生虫的数量，增加了堆肥的稳定性，但仍有一些有害成分难以除去，重金属 (Pb，Zn，Cr，Hg，Ni 等) 含量成为限制污泥应用的主要因素，经常连续大量使用污泥的土地常常导致重金属的过分累积。

　　为了减小污泥农用的负面影响，更好的利用污泥，通常采取如下办法：①严格控制污水厂污泥的有毒、有害物质及病原微生物达到国家标准；②应该特别注意污泥中重金属的含量，根据其土壤背景值等情况，严格按照污泥施用量进行施用；③整个利用区应该建立严密的使用、管理、监测和监控体系，关注区域内的土壤、地下水、地表水、作物等相关因子的状态和变化，并根据发生的变化作出相应的调整，使污泥的农用更加安全有效，促进农业的可持续发展。

4 展望

　　污泥处置是世界范围内关注的环境问题。如果处理不当而随意排入环境，不仅会造成资源和能源的浪费，而且有可能产生二次污染，危害人体健康。污泥处理处置技术的选择应遵循稳定化、无害化、减量化和资源化的原则。应在考虑环境效益和社会效益的前提下，尽可能提高其经济价值。随着国民经济的飞速发展，新的污水处理厂将不断建立，污泥排放量必然会大量增加。根据我国国情，污泥的处理应着眼于污泥的综合利用，化害为利，变废为宝。所以污泥农用资源化应是未来发展的主要方向。为实现污泥的资源化和商品化利用，需要注重有关污泥高效快速堆肥、污泥堆肥制造有机——无机复合肥等关键技术的研究以及相关设备的研制开发。

　　总之，污泥堆肥的商品化既可解决污泥的出路问题，又减少了污染，还具有良好的经济效益和环境效益，在今后相当长的一段时间内将是我国污泥处理的主要发展方向，今后应加强宏观管理，研究和推广经济上合理、技术上切实可行的实用技术，从而实现资源的永续利用，走可持续发展的道路。

    注：
    （1）文章来源：东北农业大学学报，2005年第36卷第6期；
    （2）作者单位：东北农业大学资源与环境学院。

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