关于城市污泥填埋处置与资源化土地利用的探讨

关于城市污泥填埋处置与资源化土地利用的探讨

高建玲

深圳市新泽环境科技有限公司 518000

摘要：我国已经进入到新经济发展时代，在推进经济和社会生活高质量发展的过程中，环境保护受到社会各界的关注。经济的快速发展必须与环境保护相适应，环境保护也必须要实现科学的设计才能够为人民群众创造良好的生存环境。城市发展的过程中，会产生大量的污水，我国很多城市都建立了污水处理厂，污水处理厂运用先进的技术对污水进行妥善的处理。污水处理厂产生大量的污泥，对污泥的处理我国以无害化、减量化以及资源的再利用为主要的应用方式，在技术上突出生物技术的操作，实现土地资源化利用，充分变废为宝，利用污泥的含量进行资源利用。本文分析阐述了城市污泥处置的相关方法，重点探讨了城市污泥填埋处置的相关技术，对污泥的资源化土地利用进行了分析，从技术角度和实践角度进一步明确了污泥处置资源化利用的路径。

关键词：城市；污泥；填埋；资源化；土地利用

前言

经济和社会的快速发展促进了人们思想观念的不断更新，随着生态环保意识的提升，越来越多的人开始重视环境保护工作，很多城市在发展建设的过程中，开始关注城市建设的污水处理问题，针对城市生活污水问题建立了不同规模的污水处理厂，污水处理厂会产生大量的污泥，污泥处理问题迫在眉睫。对污泥进行治理和综合利用是环保的要求，也是社会经济发展的要求，在污泥处理方面需要采用先进的技术和融合资源利用的方式。污泥处理需要按照科学化的方向向前推进。我国城市化建设中污泥量逐年提升，这就需要对污泥的处理按照循环经济的方式进行设计，避免污泥处理产生新的环境问题。

一、城市污泥的主要特性与处理原则

（一）城市污泥的主要特性

城市污泥来源于污水处理厂，污泥的类型是多种多样的，污泥的组成性质和数量截然不同。污泥有机物组成中包含了碳、氢、氧、氮、硫、氯等6种元素，其化学组成方式是有机物分子结构，其中包括毒害性有机物组成，有机生物质组成，有机官能化合物组成，微生物组成。毒害性有机物组成使污泥中含有毒害性的有机成分，污泥中的主要有害有机物为PCBs和， PAHs。有机生物质组成是按照生物活性和结构判定的，一般包括生物可降解性和难降解性生物。例如可溶性糖类纤维素、木质素、脂肪、蛋白质等。有机光能化合物是按照对污泥的有机组成成分描述分类的，一般包括醇、酸、酯、醚、芳香化合物等。微生物组成一般包括各种致病菌病毒，寄生虫卵和有害虫卵等。污泥无机物组成与污染源有关，其中包括毒害性无机物组成、植物养分组成和无机矿物组成。污泥的毒害性无机组成，包括砷、铬、汞、铅、铜、锌、镍等。污泥植物养分组成包括氮、磷、钾等。污泥无机矿物组成主要包括铁、铝、钙、硅等元素。污泥流动相组成多数以水溶性的方式出现，与城市污水相似。例如自由水分、间隙水分、表面水分和结合水分。

（二）城市污泥的处理原则

我国污泥处理起步较晚，整体科技应用落后于发达国家，污泥处置土地利用只占有40%，卫生填埋占31%，其他方法占11%，无处置的占12.7%。大城市进行污泥处理的专项规划中采用焚烧发电、烧砖等技术处置方法，应用先进科技较少。污泥资源利用方面更有待于开发。城市污水处理厂采用生物技术进行操作，这样的方式能够充分处理污泥问题，大多污泥妥善处理以后能够实现资源化利用。城市污水厂处理污泥与处理废弃物品的原则大致相同，基本上要按照无害化、减量化的原则操作。污泥的稳定化处理过程是通过物理或者化学的方式使污泥达到形态稳定的状态，保持不在降解。主要的目的是避免污泥因不稳定而持续降解产生污染。污泥的无害化处理是通过含有大量的病原菌病毒等进行各种杀菌消毒，保证利用过程安全卫生。污泥的减量化处置中，按照废弃物处置，要通过减容减量，达到处置成本运输成本较低的目的。资源化处理方式是使污泥变成有利的资源，作为农田肥料、土壤改良或者补充燃料等形式出现。

（三）城市污泥处理的主要方针

关注城市污泥的基本情况要注意城市污泥处理中容易出现多种问题。国家部门积极应对调查研究，根据调查数据得出一些相关法律，为城市污泥治理有效提供制度保障。引入国际上先进的环保理念，污泥处理中要与经济效益挂钩，将污泥处理的过程中实施市场化商业化发展，使污泥处理项目推广，改善城市环境，合理有效的进行处理，突出政府的投资，强化环境保护建设，运用先进正确的环保理念，确保污泥处理符合环境要求。引入国际先进的污泥处理技术，污泥处理方法要以先进的科学技术作为支撑，需要立足于我国城市污泥情况的特点引进国际上的先进技术，引入技术的同时进行分析，将技术与实际情况相结合。根据实际情况出台相关政策。城市污泥处理受制约的原因较多，所以相关部门要出台政策，对城市污泥的发展清除障碍，使城市污泥的处理能够遵循环境保护的要求和经济建设的要求。污泥处理的目标主要是需要技术和工艺上的提升，更需要注重污泥处理的优先顺序，保障污泥处理符合环境要求减量化要求，减少污泥最终的体积量，降低污泥处理和处置费用稳定化要求，通过污泥稳定化不再产生继续的降解，避免造成二次污染。污泥无害化卫生化要求去除金属和进行灭菌处理。资源化要求污泥处理达到标准，实现环境保护的综合应用。

二、城市污泥处理的方法
（一）填埋处理

填埋技术产生于60年代，是在传统填埋技术的基础上发展而来的。科学选址和场地防护处理对填埋有重要的意义，在填埋工作中严格科学程序，保障污泥处置技术正确运行。城市污泥经过简单的灭菌处理直接倾倒于低谷地或者人工平原，处理成本较低，不需要高度脱水。城市污泥处理卫生填埋中有害物质遇到雨水容易出现问题，容易污染环境。适当的填埋场要根据调查选址，填埋场容纳污泥的总量较大，污泥卫生填埋时考虑环境卫生问题，选择地下水系不丰富的场地，避免造成二次污染。卫生填埋要配备液体收集装置和净化装置，通常采用的是高度聚乙烯为防渗层，避免对地下水造成污染，对不能资源化循环的废物填埋是最好的方式，污泥与城市垃圾一同处理，保障了技术的综合应用，污泥填埋要注重强度、参数、干固体有机物的比例。污泥填埋处理技术是较为成熟和应用广泛的处理方式，将污泥运到山间平地等区域铺平，压实以后覆盖惰性的土壤，完成土地覆盖。土地上可以种植绿色植物，这种技术投资少、见效快。城市污泥处置的主要方式。城市污水处理厂污泥处理，多数采用填埋处置，存放和处置不当容易造成二次污染，影响自然环境。填埋法是将污泥直接填埋至指定区域。卫生填埋法方法和设备简单，一些技术不发达的地区可以采用该方法进行处理。填埋处理方式往往数量较大，容易造成人力物力财力的负担。在填埋处理过程中要充分考虑环境因素填埋处理中，污泥产生了性质上的变化，容易导致填埋过程中发生性状的变化，不利于填埋的持续进行，特别是集中填埋，在一个区域是填埋技术的应用需要遵循环境变化要求。

（二）焚烧方式

污泥焚烧法是基于污泥中含有大量的有机物质进行的物理处理，这些物质易于燃烧。污泥燃烧法处置过程中主要采用脱水污泥直接送焚烧炉焚烧，另一种是将脱水污泥干化，干化的目的是除去水分之后再进行焚烧，焚烧方式要根据焚烧的具体情况而定。焚烧法有很大的优势，能够迅速降低人们的存量。焚烧污泥不会产生细菌，对于焚烧的条件要求相对严格，应该在焚烧充分条件下才能够进行操作，燃烧后的产物不会污染环境。焚烧法污泥焚烧的方式要在一定温度和氧气的条件下进行，依靠污泥自身的热量和辅助燃料，使有机物质发生变化，焚烧法能够充分杀死病原体，最大限度的减少污泥的体积。焚烧法的应用是污泥释放热量，处理过程中要讲究环境的保护。大气污染物和飞灰比较危险，如果污泥焚烧法没有妥善处置，会对产生环境产生较大影响，焚烧法的优点是占地面积较小，能够实现污泥大面积的减量，一般情况下采用焚烧法能减量90%以上，而且也可以实现无害化的资源价值。焚烧法在国内外应用都较为普遍，是污泥处理的主要方式。

（三）资源化技术

其他资源化技术近年来采用较多的是消化处理方式，处理过程中获得清洁能源沼气，沼气直接利用或者转化使用。污泥干化后制造建筑材料，也可以充分实现资源化处理。例如干化后的污泥可以制造玻璃、陶粒建材、轻质龙骨料、水泥等。新技术主要是厌氧消化技术，厌氧消化技术是利用碱性菌和专业厌氧菌把污泥中的有机物质转化为沼气和二氧化碳产生沼气用于发电，这个过程中产生的热能对消化装置进行增温，这个技术可以充分利用能源缓解能源紧缺的局面，该技术有效减少了污泥体积，使污泥的性质更加稳定，提高了污泥的脱水效果，很大程度上减少污泥恶臭的问题，污泥卫生质量逐渐提升。该技术设备条件较为苛刻，对运营人员的要求较高，投资和运输费用较高。资源化技术对污泥进行干化处理，使含水量逐渐降低，干化以后的材料可以用于建筑材料，这些材料可以直接或者间接拓宽污泥的分子，使污泥的含水量降低，这个技术简易稳定性较好，具有较高的安全性，污泥资源化利用更加准确，达到了提高经济效益的作用。资源化技术应用可以更加灵活，保证各项技术的应用都符合环境保护的要求。

三、城市污泥处理存在的问题

1. 污泥处理效率偏低

国内污泥处理采用工艺相对落后。我国存在众多污水处理问题，污泥处理需要按照正常的规范和要求进行，我国城市污水处理设施较为完善，但是污水的处理率在提升过程中需要进行新技术的应用，污泥的产生量大幅增长，未经处理的污泥无正常消纳途径，重新造成环境污染。部分污水处理厂在进行浓缩机械脱水时，污泥含水量仍然达80%左右，需要进行二次或者三次的处理。污泥处理基础设备落后，我国城市污水厂采用污泥处理技术相对落后处理方法不只是国内污泥的特性，处理污泥的设备比较落后，设备性能较差，工作效率较低，污泥处理技术有待于全面提高。

2. 污泥处理管理不专业

我国污水处理厂的污泥管理人员和操作人员缺乏污泥处理的经验管理，水平不高，科学管理的技术较差，污泥系统长期缺乏完善的管理。污泥处理缺乏必要的设计。我国污泥处理方面经验和实践经验相对较少，污泥处理系统整体水平较低，污泥处理装置运行情况不良，无法保证进行长期的工作。污泥处理投资较低，污泥处理工作是一项系统而长期的工程，发达国家重视污水处理的相关工作，而国内污水厂对污泥处理的投入较低，对基础设备投入，科学技术投入以及人员投入等都没有达到必要的要求，国内大部分污水处理厂对污泥进行稳定处理配套设施不完善，污泥处理设施运行费用投入不高，导致污泥处理的整体循环不强。

（三）传统方式有缺陷

填埋技术存在的缺点就是污泥填埋后容易污染地下水，占用大量土地，城市污染污泥，逐渐增加，人口稠密，大面积的选址成为问题。相比发达国家污泥处理技术较晚，发展较慢，随意的混合垃圾填埋的现象比较普遍，在很大程度上造成了周边环境的恶化。卫生填埋法的不足在于需要大量的土地作为支持，许多城市已经难以找到新的地方。填埋产生大量渗滤液，这些液体会与垃圾混合在一起，产生大量的气味，收集利用比较困难。填埋场污染大气环境，容易存在安全隐患。卫生填埋法是污泥处理的简单途径，许多地区已经不再使用该方式。焚烧过程中产生的气体二氧化硫、二氧化碳等容易造成污染，也会产生相应的物质，这些弊端都是限制了焚烧法的应用。污泥资源化应用中焚烧法是主要的方法，考虑焚烧法对污泥进行处理需要拥有一定的条件。

四、城市污泥资源化土地利用的途径

（一）农田种植的应用

污泥资源化土地利用中主要的方式就是应用在农田种植中，采用污泥中的有效成分丰富土壤的肥力。污泥中含有丰富的有机物和营养元素，有利于改善农田的结构增加土壤的韧性，农作物生长的环境中采用污泥土地利用是安全积极的方式，污泥土地利用中消耗较低，可回收的物质较多。污泥农田种植应用中规避了寄生虫、铜、锌、铝、铬等有毒物质的处理，污泥中的有害成分在处理之后达到了标准应用在种植中。我国城市污泥土地利用技术标准中对污泥的标准有了明确的规定，进行无害化、卫生化、稳定化的处理有利于对污泥进行有效分类，保障污泥无菌化处理和高温堆肥处理的要求。

应用在农田处理中，要充分做好营养成分的鉴定，根据污泥的分解成分划分标准。用于农田应用的污泥需要明确是否有害于粮食作物，根据具体情况来选定处理方式，有害物质病原菌和重金属含量需要按照标准及时剔除，在选择农田上要查看是否缺少污泥的程度，也要明确污泥使用的数量，达到一定限度时要停止使用。农业中利用污泥要充分控制使用的数量，避免对地下水、地表水、农作物造成污染。在农业可持续发展战略中采用污泥的方法充分保障了农田堆肥的价值。例如在堆肥过程中，微生物在潮湿的环境下充分降解，能够把污泥转化为稳定高效的腐植质。这种情况下无害化的土地和资源利用方式得到了广泛的应用，土地整体能力获得提升。

我国在污泥降解中取得了工艺上的进步，污水厂处理的污泥采用高温堆肥的方式达到了成熟的应用。添加剂调整流程技术参数以及污泥提取液等这些方式都能够采用物理和化学的方式稳定污泥的成分。例如在污泥中加入石灰或者水泥窑等碱性物质就能够充分杀灭病原体，降低恶臭钝化金属。这样的方法能够在物理干燥的环境下形成有效的肥料。该方法在我国应用广泛，有利于处理污泥施肥中存在的问题。农田应用过程中要充分重视污泥的成分与农作物的匹配，不同的地区，南北方差异都要考虑在其中，真正使污泥发挥出肥田的效应。

（二）林业用地的应用

污泥应用在林业用地上发挥了积极的作用。采用污泥稳定性的方法使污泥的有效成分得到保留，采用稳定化和无害化的方法充分实现了不良成分的消化，在处理的过程中采用厌氧消化的方式使污泥成为更好的调理剂。在林业用地中污泥与其他的成分混合增加了空气接触成分，在一定程度下形成了良好的肥料，不同的林地在污泥堆肥产生的过程中都要真正明确污泥成分是否与林地用地相融合。例如病原菌、杂草、种子等要杀死，要避免污泥产生发挥性的成分，降低金属含量，同时要将干净的稳定性的污泥应用在林地中。随着污泥处理工艺的不断提升，原始的厌氧发酵到自然通风发酵再到机械通风高温好氧发酵，这些方式都能够使污泥产生良好的效应，污泥处理方法越来越多。例如可以采用螺旋搅拌器，把固体含量18%以上的污泥饼和特定碱性混合变成浓缩的污泥，pH值超过了12，这种物质有利于杀灭病原菌，降低金属含量，与林地的物理特性相一致。采取简化污泥的方式改善土壤达到技术与应用之间的高度融合。

污泥土地利用的过程中要充分考虑植被所需要的成分，例如氮磷养分等需要充分与植物提取相融合，任何污泥的肥效都要与林地相适应，一些有机机制可以改善土壤的物理性质，通过土壤改良植物吸收了一定的养分，保持了生长的性能。污泥土壤的酸碱度具有缓冲能力，可以采用依附活性的方法发挥土壤的生物学特点，污泥利用过程中也要注重盐分的控制，避免土壤增加电导率，过高的盐分容易破坏营养成分，也会加速营养成分流失。在病原微生物处理中，污泥含有的病原微生物，通过多种方法消失，如果这些病原微生物与皮肤接触容易造成微生物的病害传播。在堆肥过程中就要注意杀死病原体，采用巴氏杀菌法和厌氧消化干燥法超声处理法等杀灭病菌。污泥中含有的大量金属，在一定成分上需要考虑和调查，确保污泥的成分不会污染林地，因此，在污泥的选择中就要注意污泥的来源，要明确污泥中含有的成分，在测试过程中要与林地的需求相匹配，在实践过程中通过污泥成分的鉴定来更加明确是否能够应用在林地建设中。明确污泥养分是一个长期的监测性工作，需要在实践中明确有机物排放，避免农药物残留，这些处理过程中要对污泥实行进一步降解，使污泥达到应用的标准。我国林业产业发展过程中非常注重循环经济的应用，采用污泥堆肥的方式能够全面提高土壤的效率，特别是在现代化的林业用地过程中真正采用循环经济的方法来构建林业发展的新模式，是我国应对林业发展的重要方式。采用污泥处理的先进技术融合林业用地的发展要求，真正探究出一条符合林业产业发展要求的资源化道路。

（三）园林绿化的应用

污泥在园林绿化中的应用更加具体，更加安全。采用污泥的方法安全有效。污泥中含有的养分监测，通过用量和利用率的选择，实现了风险监测和环境评估。污泥中含有的营养物质和一些成分，通过厌氧消化达到稳定后才可以应用在园林绿化中。园林绿化中要求污泥中的有机物得到不同的降解，通过降解减少有毒物品，在使用时要注意园林绿化中污泥含水量，盐分等污泥的成分，是否用于沙化地、盐碱地等。在这些问题上，要严格遵守国家标准，防止污泥中含有大量的重金属。在园林绿化过程中需要进行调查，更要使污泥的利用符合管理体系和监测体系要求。污泥使用的年限根据土壤金属的程度计算。污泥园林绿化用污泥做底肥明确养分含量，植物需要的量土壤供肥量，污泥达到一定的密度要求时，要进行细致调整。例如孔隙度大于60%， pH值最好控制在5.5~8.0之间。也要根据园林栽培方式不同采用植物营养学调查的方式明确育苗基质等问题。在栽培过程中可以采用棚室栽培、槽式栽培、立柱栽培等方式。不同的植物进行不同种类施肥。如果多次施肥就要注重肥料整体的效能。在采用环状施肥和放射性施肥中要根据需求量进行设计，保证污泥在园林应用中符合国家要求。

园林绿化中需要将重点放在植被的种类上，我国在构建花园城市的过程中，园林绿化选择了不同的植被类型，污泥应用中要充分搞好多种测试，以保证污泥的成分与绿化的需求相一致，避免过度使用污泥也不能减少污泥使用的量，要真正以园林绿化的要求和植被的要求为主。我国污泥土地利用方面遵循农用技术规范，但是仍然存在一些亟待解决的问题。对污泥的使用方法又是存在盲目性，没有达到安全有效处置污泥的目标，有时候会造成局部的污染。在实践中需要注意的问题是污泥的质量，污泥含有较高的营养成分，有害成分偏低，在使用过程中要进行稳定化和无害化处理，避免污泥有潜在的污染风险，污泥要出厂时要标注有效的成分含量以及农业实用性保障，污泥安全有效。在使用中进行必要的指导，明确污泥处理技术，堆肥简化稳定技术等，实现资源化的利用。污泥的使用量和使用土壤不同，污泥的性质成分差别很大，对污染物有不同的环境要求，植物对污泥的适用用量也不同，要根据土地的情况，植物的情况，食物链风险作物需肥量等进行综合考虑，确定污泥适用的土壤类型是否符合季节和数量要求。

做好环境监测。污泥有害成分进入土壤后会产生不利影响，因此在使用过程中要做好多种环境监测，避免出现负面效果，要长期监测保障污泥在土壤中避免发生行为的变化，提供安全可靠的依据，适用先进的技术。健全法律推广，普及环境知识。污泥处置方面要遵循法律要求，对污泥的标准，适用地选择水源病菌控制，重金属允许量等都要进行必要的控制，以科学的方法来实施规范，真正使污泥的应用符合法律和制度的要求。

结语

城市污水厂会产生大量污泥，这些污泥的排放对环境造成污染，在环境保护日益提高的时代，污水处理和污泥处理向资源化发展符合当前社会发展的要求。在污泥处理中讲究技术上的提升，突出合理的应用，妥善处置污泥，使污泥处理与资源利用相融合。污泥处理过程中要掌握好科学性和合理性，保障污泥处理符合环境要求，符合国家规范性标准。在城市化发展中污泥排放量不断增加，污泥中的成分也随时发生变化，污泥的有效处置和资源化利用需要结合城市发展的实际情况，融合环境保护的相关要求，实现科学性的处理采用先进的科学技术，对污泥进行处置，剔除污泥中的有害成分，保留污泥中的营养成分，让污泥应用在农业建设中，林业建设中，建筑业发展中，发挥污泥已有的优点，实现资源的循环利用。

参考文献：

[1] 谢昆,尹静,陈星. 中国城市污水处理工程污泥处置技术研究进展[J]. 工业水处理,2020,40(7):18-23.

[2] 贾川,张国芳. 国内外市政污泥处理处置现状与趋势[J]. 广东化工,2020,47(14):123-124,146.

[3] 彭时蒸. 城市垃圾卫生填埋场中的污泥塘处置工艺与技术[J]. 数字化用户,2018,24(28):70.

[4] 易进翔,于文霞,郑振,等. 城市污泥和垃圾填埋处置存在的问题探讨[J]. 内江科技,2020,41(11):18-19.

[5] 刘雨洁. 城市污泥填埋技术的现状分析[J]. 科技风,2017(6):167.

[6] 王立伟. 污水处理厂污泥填埋处置技术分析[J]. 建筑工程技术与设计,2017(21):223-223.