污泥处置与建材化利用现状探讨

污泥处置与建材化利用现状探讨

张乐

湖南军信环保股份有限公司湖南省长沙市410007

摘要：污泥是指污水处理中所产生的固态、半固态及液态的废弃物，其含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养元素、重金属以及致病菌和病原菌等。污泥如果不加任何处理后任意排放和投弃会对环境造成严重的污染。随着污水处理设施的普及、处理量的提高和处理程度的深化，污泥的产生量必将有较大的增长。如何妥善得解决污泥的归宿问题，并将其作为一种资源重新利用，变废为宝，已成为环保企业和相关部门提高技术水平和管理水平的重要因素，也是全球共同关注的课题。

关键词：污泥处理和处置；建材化；存在问题；现状

引言：

污泥是污水处理过程中产生量最大的副产物，其成分非常复杂。有机物含量多，性质不稳定，易腐化发臭；含有铜、锌、铬、汞等重金属，寄生虫卵、病原体等微生物，以及持久性有机污染物等有毒有害物质；含水率高。如果不经过有效处理处置直接进入环境，将对生态环境和人类健康构成严重威胁。因此污泥必须经过妥善的处理后，才能进入生态环境系统。

1.污泥最终处置的主要方式

1.1卫生填埋

由于卫生填埋操作方法相对简单，处理费用不高，将脱水污泥直接运到垃圾填埋场进行卫生填埋曾是我国最普遍的污泥处置方式。但是在实际运行过程中发现，脱水泥饼直接填埋本身是对资源的严重浪费，此外，对填埋场来说污泥填埋也面临很多困难。

（1）填埋场一般是一层垃圾一层覆土，然后进行碾压，以确保更好的填埋空间利用。脱水污泥的高粘度和高含水率经常使碾压机打滑甚至深陷其中，给操作带来困难。

（2）污泥的流变性使得填埋体容易沉降和滑坡，成为人为的“沼泽地”，给填埋场带来极大的安全隐患。

（3）污泥的高含水率大大增加了填埋场渗滤液处理量，由于污泥细小，经常堵塞渗滤液收集系统和排水管，加重了垃圾坝的承载负荷，给填埋场的安全和管理带来困难，而且清理费用也极为昂贵。

（4）填埋空间和资源有限，必然导致填埋成本的上升。目前国内卫生填埋场每立方米库容工程投资约为50元，更重要的是适合建设填埋场的土地非常稀有，因此污泥填埋处置是对空间和资源的极大消耗和浪费。

考虑到污泥本身就是一种资源，并且一些国家开始限制污泥的填埋，填埋成本的上升，引发了人们对污泥深度处理、减量和资源化的市场需求。这些限制包括：污泥填埋的含水率必须小于40％，有机质含量低于30％等。为满足上述要求，一般需对脱水污泥再进行以污泥干化为主要技术手段的后续处理。在我国综合考虑各种处置方法的成本，对环境可能产生的影响及目前我国的实际情况，对污泥进行填埋处置可能是未来一段时期我国污泥处置的一种方法。

1.2农田林地利用

污泥堆肥林用或者农用是国内一些环保企业正在进行研究和开发的课题。污泥中含有大量植物生长所必需的肥分（N、P、K）、微量元素及土壤改良剂（有机腐殖质）。在我国污泥农田林地利用是目前最佳的最终处置方法，但污泥中也含有对植物及土壤有危害的病菌、寄生虫卵、难降解有机物、重金属离子，而且N、P等元素的流失也会对地表水和地下水造成二次污染。因此，在作农田林地利用前，应进行堆肥处理以杀死病菌及寄生虫卵，同时还应去除这些有害物质。目前对重金属污染研究较多，但普遍的问题是检测手段跟不上要求，处理成本无法和经济效益相平衡，化肥的普遍应用造成堆肥产品销售市场难以开发等，这些使得此种处置方式尚未得到普遍的推广。

1.3焚烧

污泥具有一定的热值，每公斤干污泥约热值为8MJ—l5MJ。污泥的焚烧必须首先进行干化或半干化，在引燃时添加少量辅助燃料，其后可以达到自燃。采用先进的热交换系统，可以依靠污泥焚烧所产生的热能进行干化，其热量可以满足大部分甚至全部干化的需要。未经干化或半干化处理的污泥由于过多的水份将难以点燃，其热量平衡为负数，即必须添加燃料才能维持焚烧。以焚烧为核心的处置方式是最彻底的污泥处置方法，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，也最大程度地减少污泥体积。污泥焚烧产生的焚烧灰具有吸水性和凝固性，因而可用来改良土壤、筑路等。但是其处理设施一次性投资大，处理成本昂贵，焚烧后会产生二恶因等有毒有害气体，必须配套完备的尾气净化设施，对于大城市有些因远离填埋场而造成运输费用过高，我国目前的经济能力决定了这一处置方式难以推广。另外公众对焚烧技术的接受程度较低，主要指可能对身体健康造成危害的高风险心理负担。

1.4建筑材料利用

污泥可用于制砖和制纤维板材。污泥制砖的方法一般有两种，一种是用干化污泥直接制砖，另一种是用污泥灰渣制砖。用干化污泥直接制砖时，应对污泥的成分作适当调整，使其成分与制砖黏土的化学成分相当。当污泥与黏土大约按重量比1：10配料时，污泥砖可达普通红砖的强度。

2.污泥建材利用现状

把污泥作为建材原材料一直是相关人员研究的重点课题，经过多年的发展，也取得了一定的成果。根据学者专家的研究，如果将污泥脱水，那么污泥中所存留的大部分成分与建筑材料的成分相似度较高，因此，经过处理后的污泥是完全可以建材化的，这样就大大地提高了资源的利用效率，同时还能节约其他相关的资源。

2.1污泥制砖

污泥制砖是污泥建材化的一大方式。对于这种方式，通常有两种方法，第一种是将污泥干化，然后制成砖；第二种是先进行焚烧，而后再制砖。在这一方式上，国外的研究比较先进，早在上个世纪，美国的学者就已经试验并提出了将污泥与粘土等其他物质按一定比例进行混合，然后烧制成砖，所得到的产品的物理特性会更加优秀。我国这方面的研究虽然起步较晚，但因该技术难度不高，现在也在大规模使用这种混合制砖法。

2.2污泥制水泥

污泥虽然成分复杂，含有大量的有害物质，但是污泥具有较高的烧失量和热值，扣除烧失量后，其化学成分与粘土质原料相近，污泥中的主要化学成分是SiO2、Al2O3和Fe2O3，这和水泥原料中的硅质原料相同，因此污泥在水泥的生产中可替代部分原料。

2.3污泥制陶粒

陶粒质量轻、强度高、隔热保温好，节能效果显著，用途广泛，需求量大。当前陶粒的生产主要以粘土为主要原料，加一定量的辅料、外加剂等，经脱碳烧制而成。而以污泥替代一部分粘土烧制陶粒，可以大量地利用污泥，解决污泥处理的难题，避免二次污染，同时符合污泥处理的减量化、稳定化、无害化、资源化原则。无论从经济、社会、环保效益上均具很好的发展前景。

3.污泥建材化利用方向

当前，对于污泥的处理依然停留在一个比较初级的水平，这种处理方式技术含量较低，自然成本也比较低，代价就是对生态和人们的生活会产生较大的危害作用。很多情况下，仅仅作为污泥处理的一项后续措施，虽然建材化能够带来一定的经济效益，但随之而来的设备、技术需求又需要一大笔投入。因此，对于很多生产商来说，污泥建材化并没有为其带来较高的经济效益，也就没有投入经费进行研究的必要。因此，应当找到污泥处置和建材利用的平衡点，使其同时有利于污泥处置和建材生产。

结束语：

污泥建材化利用从国内外应用工程实例来看，在制砖、制水泥、制陶粒等方面技术上是可行的，虽然目前看来建材利用在污泥常见处置方式中占比还并不算高，但相信随着技术的发展，其利用水平将越来越高，污染物排放控制也将符合相关法律法规标准；另外通过政府的污泥处置补贴以及其它政策支持其在经济上也将变的更加可行，同时随着土地资源的越来越稀缺污泥的填埋处置将进一步降低，污泥建材利用必将进一步发展。

参考文献：

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