污泥处理技术未来主流技术路线和趋势

　　污泥的处理与处置已成为现代污水处理系统运行中最复杂、且花费最高的环节，如何妥善处置污泥问题是社会和行业的焦点问题。

　　污泥处理技术路线四大趋势
　　
　　(1) 以沼气能源回收和土地利用为主的厌氧消化技术路线
　　
　　通常认为，厌氧消化成本较低，且可以实现污泥减量化、稳定化。根据《中国环境报》统计，单纯厌氧消化投资成本约为20-40 万元/(吨/日)。
　　
　　由于不用鼓风曝气等，节约了成本，单纯厌氧消化运行费用约为60-120元/吨(含水率80%，不包括浓缩和脱水)，而好氧发酵运行费用为120-160 元/吨。
　　
　　欧美50%以上的污泥采用厌氧消化处理，产生的沼气转化为电能可满足污水厂所需电力的33%～100%。但污泥厌氧消化在我国应用的并不顺畅。
　　
　　我国建设的约50 座污泥厌氧消化设施中，可以稳定运营的只有20 余座。主要原因是由我国污泥泥质差、处理厂运行管理水平低。
　　
　　近年来，研究及实践均表明，通过采用碱解处理、热处理、超声波处理、微波处理等方法对污泥进行预处理，可以提高污泥水解速率，改善污泥厌氧消化性能。污泥厌氧消化技术会是未来的一个主流方向。
　　
　　(2) 以土地利用为主的好氧发酵技术路线
　　
　　好氧发酵效率高，稳定化时间相对较短，降低含水率及灭菌的同时，污泥成品主要用于修复盐碱地、城市绿化、垃圾场覆盖以及建筑等方面用土，从而实现污泥中有机质及营养元素的高效利用，设备投资少、运行管理方便。
　　
　　但是，好氧堆肥目前还存在能量净支出等问题，同时也缺乏对不同阶段的合理通风量、C/N等控制因素的理论研究。
　　
　　传统条垛或者槽式堆肥占地面积大、发酵产品存在重金属污染等缺点，使得好氧发酵技术此前在我国较难发展。
　　
　　未来，污泥好氧发酵工程可采用高效、快速、稳定、集约化的设计、运营模式，可实现占地面积的大幅缩小。
　　
　　研究表明我国城市生活污泥的重金属超标比例约5%，污染风险较小。该技术在相对欠发达地区，应用前景较大。
　　
　　(3) 污泥干化-焚烧技术路线
　　
　　污泥干化焚烧无害化最彻底，但是设备投资和运行成本较高，且焚烧产生的烟气污染严重，还需建立完善的烟气处理系统，这也加大了污泥的处理费用。因此，干化焚烧工艺一般适用于用地紧张且经济发达的地区。
　　
　　现阶段，在我国污泥厌氧消化和好氧发酵技术还未成熟的情况下，污泥干化焚烧在一定时期内可能会出现增长的态势，尤其是工业窑炉协同焚烧的方式。
　　
　　(4) 建材利用为主的污泥干化处理技术路线
　　
　　高干脱水工艺，能够将污泥含水率降低至10%。并且大部分建材企业废热余热充足，例如砖瓦厂的窑炉余热烟气等等。
　　
　　利用废热余热来烘干污泥，是近年来比较热门的一个研究方向。以废治废，以最低的成本来烘干污泥，达到大幅度减量化的目的。
　　
　　干化后的污泥按照一定比例作为原材料掺入建材原料里面，最终实现资源化利用。

　　污泥处理技术路线的趋势
　　
　　目前污泥处理的主要方式有填埋、堆肥、焚烧和协同焚烧。国内外研究表明，污泥脱水炭化制备的污泥炭更符合污泥稳定化、减量化、无害化和资源化处置的发展方向。
　　
　　根据国际经验，未来污泥处理处置技术的发展方向有四条。
　　
　　一、 基于沼气能量回收和土地利用的厌氧消化技术
　　
　　厌氧消化具有以下优点：
　　
　　1、提高后续治疗效率，降低后续治疗能耗。
　　
　　一般认为厌氧反应可以减少和稳定污泥。通过厌氧反应，去除污泥中40%-60%的有机物，减少有害细菌。此外，厌氧消化可提高污泥脱水稳定性，使焚烧等后续处理能耗降低35%以上。
　　
　　2、厌氧消化成本低。
　　
　　据韦伯咨询统计，简易厌氧消化的投资成本约为20-40万元/（吨/日）。由于缺乏吹风和通风，节省了成本。
　　
　　简易厌氧消化的运行成本约为60-120元/吨（含水量80%，不含浓缩脱水），好氧发酵的运行成本为120-160元/吨。
　　
　　欧美50%以上的污泥经厌氧消化处理，产生的沼气可转化为电能，可满足污水厂33%-100%的用电需求。
　　
　　然而，我国污泥厌氧消化的应用并不顺利。在我国建设的约50座污泥厌氧消化设施中，只有20座能够稳定运行。
　　
　　主要原因是污泥质量差，处理厂运行管理水平低。我国污泥含砂量高，有机质含量低，污泥可生化性差，消化设备运行稳定性和产沼气率普遍达不到国外标准。
　　
　　此外，我国沼气利用缺乏激励机制，设备投资成本高，系统运行复杂，难以掌握。
　　
　　而采用碱水解、热处理、超声波处理和微波处理对污泥进行预处理，可以提高污泥的水解率和厌氧消化性能。
　　
　　并通过项目经验的积累，企业逐步掌握了较为全面的操作技能。厌氧污泥消化技术将是未来的一个主流方向。
　　
　　二、土地利用好氧发酵技术
　　
　　好氧堆肥是在好氧条件下，通过微生物发酵将污泥转化为肥料的过程。有机物质被代谢成二氧化碳、水和热。
　　
　　好氧堆肥的优点包括：
　　
　　发酵效率高，稳定时间相对较短。气味少，消毒效果好。含水量可降低到40%；污泥产品主要用于盐碱地修复、城市绿化、垃圾填埋场覆盖和建设。利用蚯蚓生物堆肥提高堆肥效果，如兴蓉环境与绿山的合作。
　　
　　堆肥的难点主要包括：
　　
　　净能耗和通风能耗占80%。加强好氧堆肥运行不同阶段合理通风量的研究是必要的。缺乏对C/N等控制因素的理论研究，导致调理剂的过量使用。
　　
　　污泥经发酵后可转化为腐殖质，用于农业、园林绿化或土壤改良，实现污泥中有机质和营养元素的高效利用，设备投资少，运行管理方便。但我国好氧发酵面积大，发酵产物中重金属污染严重，发展难度大。
　　
　　目前，污泥好氧发酵工程可采用高效、快速、稳定、集约化的设计和运行模式，可大大减少占地面积。
　　
　　另外，研究表明，生活污泥中重金属含量超标约5%，污染风险小，不应成为限制污泥发酵产物土地利用的主要障碍。
　　
　　因此，《城市污水处理厂污泥处理技术导则（试行）》中也将“好氧发酵土地利用”列为推荐技术路线。这项技术在相对欠发达地区有着光明的前景。
　　
　　三、 污泥干化焚烧技术路线
　　
　　长期以来，我国人们对污泥干化焚烧工艺存在误解，认为污泥干化焚烧工艺是一种高能耗、高碳排放的工艺。事实上，世界各国污泥焚烧的能耗都能达到自给自足。根据不同工艺的能耗，焚烧工艺（-100kW/T）相当于堆肥工艺（>100kW/T）。
　　
　　焚烧可以实现彻底的处理和处置，而随后的堆肥需要考虑储存和运输等能源消耗。此外，污泥中有机物的焚烧是碳中和的。此外，人们还错误地认为污泥焚烧特性和垃圾与二恶英排放源相同。
　　
　　干燥焚烧工艺设备投资大，焚烧产生的烟气污染严重。还需要建立完善的烟气处理系统，这也增加了污泥处理的成本。因此，干法焚烧工艺一般适用于土地利用率低、经济发达的地区。
　　

　　随着人们对碳减排和污泥生物质资源认识的加深，国外干焚烧技术的应用范围开始缩小。但现阶段。

       在我国，污泥厌氧消化和好氧发酵技术还不成熟，污泥干化焚烧在一定时期内可能出现增长趋势，特别是工业窑炉协同焚烧方式。

　　
　　污泥低温干化设备 污泥含水率降低至10%~50%
　　
　　四、 以建材为主的污泥高干脱水技术路线
　　
　　污泥高干脱水技术的一般认识仍然是添加大量的化学物质，不会导致减产；以及化学物质对后续污泥焚烧、土地利用、建材利用等产品的影响；是一条临时性、应急性的污泥处理处置技术路线。

　　目前，高干脱水工艺中，加入大量的化学物质并不能达到减量化的效果，且不与后续处置相结合，这将阻碍污泥处理技术的发展，导致劣币驱逐良币的现象。