污泥处理与资源化利用现状分析

摘要：根据有关资料介绍了国内外污泥处理与处置及资源化利用的状况，并指明了污泥有效利用的发展策略。
关键词：污水污泥；资源化；有效利用
1污水污泥处理现状
现代工业社会使生产力和人们生活水平大大提高，但另一方面生产和生活的废物排放也相应增加。在欧洲，每年污水处理所产生的干污泥约为660万t。据1994年组建的“欧洲污水小组”估计，由于新环境法规的实施，8年间污水生物处理所产生的污泥体积将增加100％，即到2002年为1320万t。日本1996年产生的干污泥总量为170万t，1998年美国产生的污泥690万t干重。据统计，我国1989年全国废水排放量达353亿m3，其中工业废水排放量为252亿m3，80％左右未经处理直接排入江河湖海，我国532条河流中已有436条河流受到不同程度的污染（中华人民共和国环境与发展报告，1991）。目前，随着我国工农业生产的发展，我国的工业废水排放量正在迅速增加，1996年的工业废水排放量达到500多亿m3，是1992年的2倍（中国环境状况公告，1997）。据不完全统计，目前全国已经建成运转的城市污水处理厂有427余座，年处理能力为113.6亿t，今后，随着城市化的进一步发展，新的污水处理厂的不断建立，必将产生更多的城市污水污泥。
污泥是污水处理后的附属品，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥量占污水量的0.3％～0.5％（体积）或为污水处理量的1％～2%（质量），如果进行深度处理，污泥量会增加0.5～1倍。污水处理效率的提高，必然导致污泥数量的增加。目前我国污水处理量和处理效率虽然不高(4.5％），但城市污水处理厂每年排放干污泥大约30万t，而且还以每年大约10％的速度增长。污泥的成分非常复杂，除含有大量的水分（93%～99%）外，还含有大量的有机质、难降解的有机物、多种微量元素、病原微生物和寄生虫卵、重金属等成分。大量的未经处理的污泥任意堆放，会对环境造成新的污染，因此，如何将产量巨大、成分复杂的污泥无害化、资源化，已成为环境界瞩目的课题之一。
2污泥处理与资源化利用的状况
大多数国家的污泥处理较多采用焚烧、填埋、投海和农用等方法。但是前3种方法都各有弊端。因此，将污泥进行稳定化和无害化处理后进行农业利用将具有广阔的前景。美国1998年产生污泥约690万t，60%得到资源化利用，40%被处置。预计到2005年将有760万t的污泥产生后被利用和处置。到2010年将会增加到820万t。污泥利用（和处置相比）的比例将从2000年的63％增长到2005年的66％和2010年的70％。
污泥农业利用的途径主要有直接施用和间接施用。
2.1直接施用
直接施用是将未经处理的污水污泥直接施用在土地上，如农业用地、林业用地、严重破坏的土地、专用的土地场所，这是美国及大多数欧共体国家最普通采用的处理方法。我国在已运行污水处理厂中，污泥未经任何处理直接农用的约占60%以上。
2.1.1农田施用
污泥中富含的氮、磷、钾是农作物必需的肥料成分，有机腐殖质（初次沉淀污泥含33%，消化污泥含35%，腐殖污泥含47％）是良好的土壤改良剂。土壤施用污泥后可明显提高土壤肥力，具体表现在改善土壤物理性质，增加土壤有机质和氮磷水平，并增加土壤生物活性，因此作物产量较高，且可满足后茬作物生长的营养需求。但污泥中的重金属以及病原菌含量仍是不可小觑的问题，如蔬菜对重金属的富集使污泥对人体造成间接危害，以及污泥中的硝酸盐污染地下水的问题。
有试验表明，用消化污泥作为肥料，土壤持水能力、非毛细管孔隙率和离子交换能力均可提高3％～23％，有机质提高35％～40％，总氮含量增加70％。但考虑到污泥中所含的重金属对作物的影响，应合理地施用污泥，一般以作物对氮的需要量为污泥施用量的限度，污泥中的重金属含量必须符合农用污泥标准以及污泥施用区土壤重金属含量不得超过允许标准。我国规定施用符合污染物控制标准的农用污泥每年不得超过30t/hm2，且连续施用不得超过20a（GB4284-84）。
2.1.2林地施用
污泥在森林与园林绿地（包括林地、草地、市政绿化、高速公路的隔离带、育苗基地、高尔夫球场、草坪等非食物链植物生长的土地）施用可促进树木、花卉、草坪的生长，提高其观赏品质，并且不易构成食物链污染的危害。张天红在西安市污水污泥林地施用效果的研究中，将试验设5个处理：CK（处理I），干污泥2.25kg/m2（处理Ⅱ），干污泥4.50kg/m2（处理Ⅲ），干污泥6.75kg/m2（处理Ⅳ）和化肥（磷酸铵0.07kg/m2（处理Ⅴ）。1991年1月初施于土地表面，年底采样测定土壤的理化性质和重金属的变化。测定结果表明，污泥施用la后，试验地土壤0-20cm中的全氮、速效氮、全磷、有机质及阳离子代换量的含量都明显增加，增加的量随试验污泥用量的增加而增大。同时，土壤的容重、持水量和孔隙度等物理性质也有一定程度的改善。同等深度土壤中的硝态氮和重金属含量比对照有所增加，但并没有对土壤造成较大程度污染。可能与污泥施用的时间较短有关。
2.1.3退化土地的修复
用污泥对干旱、半干旱地区的贫瘠土壤进行改良，也取得良好效果。我国内蒙古西部的包头地区属典型干旱、半干旱荒漠地带。该区气候干燥，降雨少且分布不均匀，生态环境脆弱，植被易遭破坏，水土流失十分严重。污泥对于防止土壤沙化、整治沙丘及被二氧化硫破坏地区的植被恢复均为一种优质材料。将污泥与粉煤灰、水库淤积物以一定比例混合施用，可改善土壤的保温、保湿、透气的性质，同时污泥中的有机营养物强化了废弃物组合体的微生物作用，使整个土壤加速腐殖化，达到增加土壤中有机质含量的作用。