在傳統(tǒng)污泥處理與處置方法應(yīng)用的同時(shí)，一系列新興的污泥處理工藝方法漸漸推廣，大致可分為源頭減量、預(yù)處理和資源化利用三個(gè)方面。污泥處理應(yīng)當(dāng)遵循減量化為主，資源化末端處置為輔的原則。采用減量化技術(shù)的前提是不影響污水的正常處理。雖然污水處理廠可通過(guò)新方法從源頭控制污泥的產(chǎn)量，但每年仍有大量的剩余活性污泥產(chǎn)生，且經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，污泥體積仍就非常龐大。因此，很有必要對(duì)剩余活性污泥進(jìn)行資源化利用，本文結(jié)合西北黃土地區(qū)土質(zhì)的特點(diǎn)和污泥中含有有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀及鐵、錳、鋅等微量營(yíng)養(yǎng)元素，探討西北地區(qū)污泥的出路和施用于黃土對(duì)黃土改良的可能性。

污泥是污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，包括初沉污泥，剩余污泥及其混合污泥。隨著人民生活水平的提高和工業(yè)的快速發(fā)展，污水的產(chǎn)生量與日俱增。目前國(guó)內(nèi)污水產(chǎn)生量為1.39億t/d，城市污水處理率已達(dá)77.5%，十二五規(guī)劃明確指出：到2015年城市污水處理率達(dá)到85%。每萬(wàn)m3污水經(jīng)處理后污泥產(chǎn)生量（按含水率80%計(jì)）一般約為5~10 t，污水排放量的大幅度增加和處理效率的提高，必然導(dǎo)致污泥數(shù)量的成倍增加。并且污泥處理處置費(fèi)用占到整個(gè)污水處理廠總費(fèi)用的20%~45%，污泥的處理與處置迫在眉睫。

 預(yù)處理

污泥是一種膠狀結(jié)構(gòu)的親水性物質(zhì)，易形成菌膠團(tuán)和絲狀細(xì)菌，當(dāng)大量繁殖時(shí)其表面吸附大量水而使活性污泥膨脹，導(dǎo)致污泥含水率高且不易脫水。有研究得出高干度脫水可使污泥含水率從95%降至50%左右，與現(xiàn)有帶濾機(jī)和離心機(jī)相比，污泥減容可達(dá)60%左右，推廣應(yīng)用后，污泥處理成本和外運(yùn)處置成本都將大幅降低。傳統(tǒng)的預(yù)處理的方法一般方法有濃縮、破解、調(diào)理、消化、脫水等，污泥經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)預(yù)處理后，含水率仍在80%左右，大大加重了污泥后續(xù)的成本。因資源化是今后污泥處置的發(fā)展方向，而經(jīng)濟(jì)高效的污泥高干度脫水是污泥資源化的前提。因此，以提高污泥的脫水效率，降低后續(xù)污泥熱力干燥作業(yè)的能耗成本，經(jīng)濟(jì)高效的污泥高干度脫水技術(shù)的研究逐漸開(kāi)展起來(lái)。高干脫水法主要有熱干燥法、加消石灰后機(jī)械壓濾法和電滲透脫水法。其中熱干燥法能耗大，設(shè)備體積龐大，污泥易黏在儀器壁上，傳熱受阻效率低；污泥中加入消石灰后，污泥中的水分被消石灰吸收并放出大量的熱量，使得污泥中的水分被蒸發(fā)，但該方法由于加入大量的消石灰，增加了成本且不易后續(xù)的壓濾處理。電滲透對(duì)污泥的高含水段（80%-60%）脫水效率很高，低含水率段（60%-40%）效果相對(duì)不明顯，且設(shè)備費(fèi)較昂貴。

上述污泥處理處置方法主要從破壞微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和對(duì)污泥進(jìn)行高干度脫水處理。這些方法雖能達(dá)到減少污泥體積的目的，但昂貴的費(fèi)用和引起的二次污染說(shuō)明這些方法還有待進(jìn)一步研究。

 污泥資源化利用

1 污泥材料與能源化利用

    根據(jù)污泥的理化性質(zhì)，其資源化應(yīng)用的一般途徑非常廣泛。表1為污泥資源化應(yīng)用的一般途徑。

表1 污泥資源化應(yīng)用特點(diǎn)

資源化類型	污泥特點(diǎn)	產(chǎn)品特點(diǎn)
制型煤	大量有機(jī)物，發(fā)熱量高，粘結(jié)性能好。	熱值高，抗壓強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性好，成本低，無(wú)污染，著火點(diǎn)低、溫度高、起火快等優(yōu)點(diǎn)。
制建筑用材	污泥經(jīng)焚燒后，灰渣中含有灰為SiO2，CaO，Al2O3和Fe2O3等普通硅酸鹽水泥的組分。	重量輕、節(jié)能、保溫等優(yōu)點(diǎn)，并且光潔度、磚體強(qiáng)度均高于一般黏土磚，放射性指標(biāo)完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
制有機(jī)肥	含有N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素以及豐富的有機(jī)物。	經(jīng)濟(jì)有效且重金屬等污染物含量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
飼料添加劑	含有大量的粗蛋白、纖維素、脂肪酸等有價(jià)物質(zhì)以及幾乎所有家畜飼料所需的氨基酸。	各種氨基酸之間相對(duì)平衡
制沼氣	含大量有機(jī)物、微生物及其所需的各種營(yíng)養(yǎng)。	CH4含量約占40%-50%，發(fā)熱量高。
焚燒發(fā)電	含有大量可燃燒的有機(jī)物和定量纖維木質(zhì)素。	清潔，無(wú)污染。

燒制磚瓦建材是高耗能、高污染行業(yè)，是環(huán)保部門(mén)重點(diǎn)監(jiān)管對(duì)象，一有風(fēng)吹草動(dòng)就停產(chǎn)限產(chǎn)或者整改，搞得轉(zhuǎn)企老板苦不堪言。普通磚瓦廠如果承接污泥處置任務(wù)，從此不再擔(dān)心停產(chǎn)限產(chǎn)，一年四季高枕無(wú)憂，還可以增加稅收，勞動(dòng)就業(yè)，增加勞動(dòng)收入，改善和提高當(dāng)?shù)厝嗣裆钏?，保障人民群眾身體健康安全。另外，本污泥處理處置項(xiàng)目后，能起到良好的引領(lǐng)示范作用，促進(jìn)本地環(huán)保事業(yè)蓬勃發(fā)展。近年來(lái)，各地污泥非法傾倒、偷排等污染環(huán)境事件頻繁發(fā)生，嚴(yán)重污染了自然環(huán)境，給人民群眾生活健康造成侵害，所以，各地政府都把污泥“無(wú)害化、減量化、穩(wěn)定化、資源化”工作當(dāng)做重要民生工程。磚瓦建材企業(yè)承接污泥處理處置任務(wù)，利用太陽(yáng)能與窯爐余熱相結(jié)合，整個(gè)過(guò)程不產(chǎn)生二次污染，環(huán)境友好，節(jié)能環(huán)保，處理后的污泥經(jīng)過(guò)800度以上的高溫煅燒制磚，可以做到“吃干榨凈”，完全達(dá)到了“四化”要求，可以很好的解決污泥污染環(huán)境的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)良好的環(huán)境效益。工信部、環(huán)保部、安監(jiān)總局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快燒結(jié)磚行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的若干意見(jiàn)》（工細(xì)部聯(lián)原【2017】279號(hào)）中明確提出，到2020年，治污減排水平大幅度提高，全面實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，環(huán)境敏感區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰生產(chǎn)和更嚴(yán)格排放限值要求；節(jié)能降耗取得新進(jìn)展，落后產(chǎn)品和落后產(chǎn)能基本淘汰，再生資源在原燃料中占比持續(xù)上升；鼓勵(lì)利用工業(yè)固廢、礦渣、污泥、農(nóng)林廢棄物等替代一次原燃料，進(jìn)一步擴(kuò)大資源綜合利用范圍，提高原燃料中固廢參配比例，減少對(duì)天然資源的消耗。加大力度研發(fā)利用磚瓦燒結(jié)窯爐協(xié)同處置污泥的成套技術(shù)，探索利用燒結(jié)磚隧道窯安全處置城市污泥，提高綜合處置能力和利用效率。

2 污泥改良黃土利用

我國(guó)北方及西北大部地區(qū)主要以黃土覆蓋，其性質(zhì)比較疏松，多以黃灰色或棕黃色的粉土和粉沙細(xì)粒組成，質(zhì)地均一。黃土分布范圍北起陰山山麓，東北至松遼平原和大、小興安嶺山前，西北至天山、昆侖山山麓，南達(dá)長(zhǎng)江中、下游流域，面積約63萬(wàn)平方公里，占全國(guó)土地面積的6％；該地區(qū)黃土平均厚度120～200m，其黃土主要為風(fēng)成黃土，粉粒占黃土總重量的50%，土質(zhì)富含碳酸鹽、偏砂且多孔、結(jié)構(gòu)疏松、孔隙度大、透水性強(qiáng)、遇水易崩解、抗沖抗蝕性弱。頻繁的水土流失極易造成土壤中有限的植物礦質(zhì)養(yǎng)分大部分丟失，形成不穩(wěn)定的、相對(duì)貧瘠的表土層。極度貧瘠的土壤對(duì)形成良好的植被極為不利。特別是長(zhǎng)期的水土流失造成了土壤環(huán)境的退化，肥力不足，造成苗木成活率低、生長(zhǎng)不良，已經(jīng)成為今后的發(fā)展障礙。剩余活性污泥中含有在許多植物生長(zhǎng)所必需的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)成分，硫、鐵、鈣、鈉、鎂、鋅、銅、鉬等微量元素和豐富的有機(jī)物和有機(jī)質(zhì)，這些營(yíng)養(yǎng)物可以緩慢釋放，具有長(zhǎng)效性。有機(jī)污泥既有肥效性，又能是土壤形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，具有水穩(wěn)定性，對(duì)土壤的改良和植物的生長(zhǎng)均有促進(jìn)作用，因此被考慮直接施用于土壤和農(nóng)田。基于污泥的這些特點(diǎn)，把污泥施加到土壤中并研究得出，污泥的土地施用可以改善土壤的生物和物理化學(xué)性質(zhì)，明顯增加了土壤有機(jī)質(zhì)，在土壤改良、育苗、林地綠化等取得了較為明顯的效果。同時(shí)土壤施用適量污泥后，由此帶來(lái)的容重降低、孔隙度、團(tuán)聚體穩(wěn)定度、持水量以及導(dǎo)水性增加，對(duì)農(nóng)業(yè)也起到了積極的作用。通過(guò)施用城鎮(zhèn)污泥，土壤微生物的活動(dòng)加強(qiáng)和有助于土壤團(tuán)粒的形成，減少了地表徑流沖刷，增大了土壤的抗沖性。

智能高溫好氧發(fā)酵設(shè)備：主要是利用高溫好氧工藝進(jìn)行發(fā)酵：是專業(yè)處理生活污泥、廚余垃圾、畜禽糞便等有機(jī)廢棄物的智能一體化成套設(shè)備。工藝原理是將濕污泥與回流料或生物質(zhì)、高溫生物發(fā)酵菌混合，利用微生物的活性，對(duì)廢棄物中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行生物分解、腐熟，使有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化成有機(jī)肥原料，用于土壤改良、園林綠化，最終實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢物的資源化利用。符合國(guó)家《城市污泥無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)》（T/CECS 536-2018）處理要求，達(dá)到污泥無(wú)害化處理的目的 。處理后的生活污泥、餐余垃圾、用于加工有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)資源化利用 。

污泥是一種十分有效的生物資源，它含有大量的微生物、有機(jī)質(zhì)以及益于植物生長(zhǎng)的N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素，腐熟后的污泥能夠改善土壤的理化性質(zhì)，提高土壤的肥效，并且增加了土壤中微生物的數(shù)量，改變土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)，并分別提高了土壤硝化細(xì)菌的比例、酶的活性、土壤的基礎(chǔ)肥力和土壤腐殖質(zhì)的含量。其次，污泥中含大量基本礦物質(zhì)組成與土壤相似的腐殖質(zhì)．可提高土壤的陽(yáng)離子交換量，改善土壤對(duì)酸堿的緩沖能力，提高土壤的保水、保肥和通透性。

當(dāng)污泥應(yīng)用于農(nóng)田時(shí)，污泥堆肥對(duì)農(nóng)作物具有明顯的增長(zhǎng)作用。歐美國(guó)家也把土地利用作為污泥處置的主要方式和鼓勵(lì)方向。城市污泥復(fù)合肥較化肥能使小麥和玉米增加產(chǎn)量，兩者增產(chǎn)分別為11%-17%11%-27%。還有研究得出當(dāng)污泥施用量為56.25 t/ hm2 時(shí)，小麥增產(chǎn)為最大，玉米的產(chǎn)量隨施肥量的增加而增大。但污泥中的重金屬一直被認(rèn)為是影響和限制污泥制肥與農(nóng)林用資源化的瓶頸。

因此，學(xué)者便探討和實(shí)踐了一些新型方法。根據(jù)西北黃土地區(qū)生態(tài)現(xiàn)狀，土壤貧瘠，肥力不足，若把高肥效的污泥應(yīng)用于黃土，不但可以實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用，還能提高黃土的肥效和保水能力，改善黃土地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。把污泥添加到黃土中恰可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，既可實(shí)現(xiàn)黃土有效利用，又可促使西北地區(qū)污泥的資源化。將對(duì)農(nóng)業(yè)、林業(yè)及生態(tài)環(huán)境都有不可估量的意義。