城镇污泥处理处置技术综述

□付丽丽黄雪郑海霞陈同斌

摘要针对我国城镇污泥处理与处置目标，阐述了浓缩脱水、厌氧消化、好氧发酵和热干化等污泥处理技术，及

土地利用、污泥填埋、建材利用和污泥焚烧等污泥处置方式，分析其利弊，并提出了 “一体化智能好氧发酵技术+土 地利用”作为适合我国国情的污泥处理与处置的途径。

关键词城镇污泥一体化技术好氧发酵污泥处理与处置

Abstract: Aiming at the target of town sludge treatment and disposal in China, sludge treatment technologies, such as concen仕ated dewatering, anaerobic diges廿on, aerobic fermentation and thermal drying, and sludge disposal methods, such as land use, sludge landfill, building materials utilization and sludge incinera廿on, are expounded, and their advantages and disadvantages are analyzed/'Integrative Intelligent Aerobic Fermentation Technology + Land Use'* is proposed as a way of sludge treatment and disposal suitable for China's national conditions.

Keywords: Town sludge； Integration technology; Aerobic fermentation； Sludge treatment and disposal

随着城镇污水处理规模的发展，城镇污泥 产量也随之急剧增加，污泥合理处理与处置问 题曰益突出，污泥处理和处置设施的建设是城 镇基础设施建设不可或缺的一部分。据统计， 目前我国城镇污水处理厂污泥年产量已达4000 万吨以上，预计到2020年我国市政污泥年产 量将达到6000~9000万吨。但大部分污泥只是 简单脱水后外运弃置，只有很少一部分被规范 处置。污泥含有污水中约50%的污染物，弃置 后有再次污染水体、环境的风险，污泥的科学 处置己不容忽视。

用各种处理方法对污泥进行稳定化、减量化和 无害化的过程；处置是指对处理后的污泥进行 消纳的过程。同时，污泥处理与污泥处置是相 互制约又有机结合的两个环节。污泥处理方案 的选择及处理设施的规划建设需取决于污泥处 置方式的要求，污泥处置是最终目标，污泥处 理是实现处置的途径。

二、污泥处理与处置技术

世界各国对污泥处置进行了大量的研究和 实践，以达到稳定化、无害化、减量化、资源 综合利用目的。目前常用的污泥处理处置技术 主要包括：污泥浓缩脱水、厌氧消化、好氧发 酵、热干化等处理方法及土地利用、污泥填埋、 建材利用、污泥焚烧等处置方法。

2.1污泥处理技术(1)浓缩脱水

污泥浓缩脱水技术可通过重力或机械方式 去除污泥中的部分水分并减小体积，经浓缩后

一、

污泥处理与处置目标

城镇污泥处理与处置的目标是减量化、稳 定化、无害化和资源化，减量化、稳定化、无 害化可避免污泥二次污染，资源化可实现有机 质和氮磷等营养元素的资源利用。

严格意义上讲，污泥处理处置应包括污泥 处理和污泥处置两个阶段。污泥处理主要指应

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rsi污泥无害化处理与处置表1浓缩脱水技术对比

技术类型

浓缩脱水

重力浓缩机械浓缩带式脱水离心脱水板框脱水

优点

电耗少、缓冲能力强占地省、避免磷释放噪声小、电耗少占地面积小、冲洗水量小

脱水效果好

缺点

占地面积大、臭味大、易产生磷释放

电耗高、需投加药剂占地面积大、冲洗水量大电耗高、药剂量高、噪声大占地面积大、冲洗水量大

含水率94%~96%<82%75% 〜80%65%~75%

污泥含水率可由99%以上降至94%〜96%,进 一步经脱水可降至80%左右。浓缩脱水各技术 对比见表1所示。

(2) 厌氧消化

污泥厌氧消化是在无氧的条件下，利用厌 氧菌和兼性菌进行厌氧生化反应，将污泥中的 可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和 水等，减少污泥量，同时产生沼气，最终实现 污泥稳定化的一种处理技术。可分为中温厌氧 消化和高温厌氧消化。通过厌氧过程对有机物 进行降解，减少污泥量，改善污泥的脱水性能, 减少污泥的脱水药剂消耗，降低污泥含水率； 使污泥稳定化，不会腐臭，同时，可回收其中 的生物物质能源（甲烷），降低污水处理厂能 耗及减少温室气体排放。但是厌氧消化产生的 沼渣、沼液处理难度较大，对技术和设备的要 求较高，系统操作复杂。

(3) 好氧发酵

好氧发酵通常是指高温好氧发酵，是通过 好氧微生物的生物代谢作用，使污泥中有机物 转化成稳定的腐殖质的过程。代谢过程中产生 热量，可使堆料层温度升高至55°C以上，可有 效杀灭病原菌、寄生虫卵和杂草种籽，并使水 分蒸发，将市政污泥含水率从70〜80%降至 40%以下，并实现污泥稳定化、无害化、减量 化。好氧发酵工艺是解决我国有机固废的资源 化节约型方式，然而此工艺一直因发酵周期长、

臭味难控制、智能化程度低等问题而被公众诟 病，从而制约了该工艺的推广和产业化应用。

(4)污泥热干化

污泥热干化可以通过污泥与热媒（高温烟 气、蒸气或导热油等）之间的传热作用，通过 专门的工艺和设备，直接或间接加热污泥，使 污泥中全部或部分的水分脱除并使污泥减容的 技术。污泥热干化技术可迅速降低污泥含水率， 减少污泥体积，同时干化产物可作为颗粒肥 料，或替代能源，也可进一步焚烧及土地改良， 但由于其处理成本较高，工艺操作复杂，且产 生的臭气无法彻底解决而极度影响周边环境及 居民健康，目前有较多国内已经建成投产的热 干化项目如水泥窑协同热干化工程面临停产问 题。

2.2污泥处置技术

“城镇污水处理厂污泥处置分类”（GB/

T23484-2009)中规定四类污泥处置出路，即 土地利用、污泥填埋、建材利用及污泥焚烧。

(1) 土地利用

土地利用被认为是最有发展潜力的处置方 式。这种处置方式是把污泥应用于农田、园林 与公路绿化、林地、草地、市政绿化、育苗基 质及严重扰动的土地修复与生态恢复等。城镇 污泥富含有机质、氮、磷等养分元素，在一定 程度上不亚于传统的禽畜粪便有机肥。但与此 同时，有机质进入土壤后会发生降解，其中含

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m污泥无害化处理与处置有的重金属、病菌、虫卵和盐分等不利于其土 地利用，因此污泥土地利用不能简单地直接施 用，而是需要经过无害化处理后才能再次回归 土地。目前对于土地利用前的无害化处理方式， 一般以好氧发酵和厌氧消化为主。特别是经好 氧发酵处理后，有机污染物大量被降解并转化 为稳态的腐殖质，有利于土壤结构改善和营养 改良。

(2)污泥填埋

污泥填埋是指采取工程措施将处理后的污 泥集中堆、填、埋于受控制的场地内的处置方 式，主要分为单独填埋和混合填埋两种方式。 污泥单独填埋需在专门填埋污泥的填埋场进行 填埋处置，混合填埋是指在城市生活垃圾填埋 场将污泥与城市垃圾进行混合填埋，目前国内 应用较多，是主要的填埋方式。由于污泥填埋 操作相对简便、投资少，曾一度作为欧美发达 国家污泥处理处置的主要方法之一。但由于现 今土地资源的使用限制以及环境风险影响，国 内外逐渐开始控制填埋方法的使用。目前我国 正在将土地利用作为污泥处置的主要方式和鼓 励方向，尽管填埋仍然是当前污泥处置的重要 方式，但随着其弊端的显现，污泥填埋正逐渐 减少或将被取代。

(3) 建材利用

污泥建材利用主要是指以污泥作为原料制 造各种建筑材料，如制陶粒、水泥、烧砖等。 近年来，国内外均在探索污泥的建材利用，不 仅可以减少建材及其制品对黏土、天然矿物或 岩石等自然资源的消耗，部分利用方式还能够 充分利用污泥中的燃烧热值。污泥的建材利用 处置方式有利于节约资源、能源、用地和保护 环境，是未来污泥处置技术的发展趋势和重要 方向。

(4) 污泥焚烧

污泥焚烧可破坏污泥中全部有机质，杀灭 一切病原体，并最大限度地减少污泥体积和质 量，处理效率高、速度快。污泥焚烧技术应用 主要有单独焚烧、利用工业用炉焚烧、电厂协 同焚烧和垃圾焚烧炉协同焚烧。但无论采用何 种焚烧方式，一般都要先采用脱水处理或干化 处理才能进行。干化处理工艺及焚烧过程本身 的高造价和烟气臭气处理问题己成为制约其应 用的主要因素。

三、一体化智能好氧发酵技术

北京中科博联环境工程有限公司自主研发

图丨一体化智能好氧发酵技术工艺流程

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M

污泥无害化处理与处置生产的一体化智能好氧发酵技术，是在传统好 氧发酵技术的基础上开发而成，采用全球首创 的多功能环保机器人，配合智能曝气与高效除 臭系统，能够集输送、布料、匀翻、曝气、智 能发酵、除臭、监测、控制于一体的智能高效 的固废处理技术。一体化智能好氧发酵技术工 艺流程见图1所示。

一体化智能好氧发酵技术可应用于城镇污 泥、畜禽粪便及餐厨垃圾等固体废物的处理， 并达到减量化、无害化及稳定化要求。发酵产 物可满足《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化 用泥质》（GB/T23486-2009)和《城镇污水处理 厂污泥处置农用泥质》（CJT309-2009)等标 准的无害化要求，可进行园林绿化、土地改良 等土地利用及应用于其他资源化利用方式。

一体化智能好氧发酵技术突破了传统好氧 发酵技术的稳定化、脱水及除臭等技术难点， 具有发酵和脱水速度快、占地面积小、无害化 彻底、投资和运行成本低等优点，其性能稳定、 操作简便、环境安全，能够适应多种恶劣天气。 截止2019年10月，一体化智能好氧发酵技术 已于山东、河北、河南、天津、深圳、广东、 重庆等全国近百处项目进行工程应用，成套技 术成熟，运行效果稳定。

综上，“一体化智能好氧发酵技术+ 土地 利用”是目前适合我国国情的污泥处理与处置 的最佳途径之一，适合在全国范围内推广及应 用。

好氧发酵技术及工艺可进一步连接土地利用、 建材利用、污泥焚烧或联合处置方式。“一体 化智能好氧发酵技术+土地利用”是较适合我 国国情的污泥处理处置途径，具体实施需结合 区域环境特点，综合环境、技术、经济可行性 制定合适的污泥处理处置路线。闐

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作者：北京中科博联环境工程有限公司

中国科学院大学

四、结语

在选择处理与处置方案时，我国污泥处理 处置应符合“安全环保、循环利用、节能降耗、 因地制宜、稳妥可靠”的原则，有效处理处置 污泥的同时实现污泥资源化利用的价值。作为 经济高效、稳定安全的处理方式，一体化智能

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