城市污水处理厂污泥堆肥及土地修复.docVIP

(城市污水处理厂污泥堆肥及土地修复利用 李 季 教授（中国农业大学资源环境学院）吴为中 博士（北京大学环境学院） 摘要：城市污水厂产生的大量污泥普遍未得到合理处理和利用，既浪费了有机资源，又易带来环境二次污染。本文介绍了一种好氧堆肥技术及工艺，可以利用城市污水处理厂污泥生产营养土或土壤基质，并应用于退化土地的土壤恢复和修复，具有良好的环境经济效益，可为城乡循环经济发展提供一种范例。 1.前言 城市生活污水污泥（以下简称：市政污泥）的处理是一个世界性的难题，处置不当容易造成资源浪费和环境的二次污染。从技术角度分析，污泥是一种成分复杂，不稳定的生物资源，若经过合理的处置及加工，通常可以被循环利用，施用到农田上，既可改善土壤质量，又可提高土地生产力。在美国污泥（Sewage sludge）近年来被改称生物固体(Biosolid)，正是体现了污泥循环利用的有效特征，而非仅仅一种废弃物。 污泥的处理处置及其无害化，作为再生资源有效利用是世界各国共同重视的问题，环境生态效益、社会效益和经济效益均衡。污泥利用途径随着城市的发展，污泥量也将大大增加/无机/生物复合肥料，不仅解决了市政污泥的处理处置难题，实现生物资源的循环利用，也为农、林业和城市绿化提供了优质有机资源及肥料，可有效降低污泥的处置费用，实现污泥环境零排放的目标。 污泥资源利用处置项目为2001年度国家级火炬计划，利用该技术生产的有机/无机/生物复合肥同时列入2001年国家级新产品，国家环保总局列入2001年度最佳适用环保技术。目前，项目组已在太原市和江苏常州建设完成2座年产规模20000吨/年的污泥复合肥项目示范厂，经过长期运行和多次技术改造，成套设备及生产工艺已定型，进入推广应用阶段。 2、项目背景 2.1 技术背景 我国目前已建成的城市污水处理厂有400多座，每年产生干污泥约30万吨，以湿污泥计约为500-600万吨；按照目前发展趋势以及国家的发展计划，未来一段时间污泥产量仍将会以每年20%左右的速度增长。 世界发达国家污泥有效利用率约在50%以上。据美国环保署估计，1998年全美污泥产量为690万吨，到2010年将达到820万吨。同期污泥有效利用量将从410万吨增加到570万吨。相比之下，中国未来可预测的污泥产生量至少在1000万吨以上，污泥的处理处置发展空间十分广阔。 根据规划，北京市到2008年各类污水处理厂将达到15座以上，污水处理能力11.9亿吨/年，预计污泥产生量为100万吨/年。这些污泥目前采取的主要措施是填埋和堆置，若通过合理加工，实现无害化并应用于北京西北部山区的植被与生态恢复，既变废为宝，又实现了生态恢复，则具有重要的实践意义。 我国近年来也加强了污泥利用的研究开发，综合分析国内污泥堆肥技术及工艺，大都存在着技术手段单一、工艺不成熟、产品应用有限等缺陷，污泥肥料经常表现结块、遇潮霉变及生物活性不高、安全性低等缺点，难以达到“废物利用，改善环境”的目的。 本项目依托中国农业大学以及相关企业，在污泥资源化利用处理处置方面积累了大量的研究和实践经验，并已取得了突出的成绩。项目组自1998年开始相继组织主持了山西省重点攻关计划项目“生物高氮源发酵技术”、国家火炬计划项目“污泥及垃圾综合利用生产三维复合有机肥”、“十五”国家科技攻关计划重大课题“高效有机肥与缓释肥产业化技术研究与开发”、国家863计划“有机废弃物资源的系列高值产品研究与开发”等一系列国家攻关课题，取得了十余项相关科技成果。其中涉及废弃物处理的专利有8项，包括发明专利：生物高氮源发酵技术0）、利用城市污泥生产复合有机肥的方法9)，传送式有机肥自动翻堆机（ZL 00 2 43721）、有机肥快速腐熟菌剂3）等。 污泥资源化处置与利用项目采用好氧生物发酵工艺及一系列相关技术，包括堆肥接种剂专有技术、堆肥发酵工艺及技术、利用城市污泥生产复合有机肥技术、生物有机肥生产技术、生物有机无机复混肥生产技术等，基本解决了污泥堆肥工业化过程的主要技术难题。 污泥经过好氧发酵处理后，病原菌灭活、有机物腐殖质化、重金属稳定化，植物可利用形态养分增加，其C/N比、物理性状、程度、溶解度、养分平衡等都得到很大改善。氮、磷、钾总养分%，有机质含量大于%，重金属含量低于标准，是一种高效、优质、安全的生态环保型肥料。 填埋法填埋法基本类似于城市垃圾填埋要占用大量土地，据国内污水处理厂调查，每吨污泥的填埋处理费用平均40元/吨焚烧法直接烘干法将含水80%的污泥采用气流干燥机进行烘干，温度高达200以上，杀死各种病菌，然后进行填埋或再处理。厌氧消化法80年代以前大多数的活性污泥采用厌氧消化法处理，杀微生物病菌并生产部分可利用的沼气。系统运行复杂，成本高，隐患多。生物处理