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工艺方法——污泥资源化技术

工艺简介

一、城市污泥农用资源化

（1）城市污泥堆肥化

污泥堆肥化技术是从20世纪60年代迅速发展的一项新兴生物处

理技术，其属于污泥土地利用的一种资源化技术，被认为是最有发展

潜力的一种处置技术。污泥堆肥化的主要机理是：污泥中不稳定的有

机质在微生物发酵作用下，降解和转化为腐殖质，病原菌与虫卵被杀

死，同时一定程度上消除恶臭。

污泥堆肥化的工艺流程一般为前处理——次发酵——二次发酵

——后处理，其优点是投资少、能耗低、运行费用低，堆肥产品便于

储存、运输和使用。日本在20世纪90年代末已建35座污泥堆肥厂；

目前英国、法国、瑞士、瑞典和荷兰等国家城市污泥的农用资源化达

污泥总量的50%左右，卢森堡达80%以上。

污泥堆肥化技术虽然是目前最有发展潜力的一种处置技术，但是

由于国内很多污水厂混入工业污水，污泥中含有潜在的污染物质造成

污泥堆肥化技术受到限制。目前国家农业部已通过严格把控污泥制品

的肥料证的方式限制污泥制品进入食物链或生态系统，因此对污泥堆

肥化产品的后续发展还有待于进一步研究。

（2）城市污泥消化制沼气

污泥消化制沼气已有100多年的历史，20世纪80-90年代开始逐

步实现规模化和工业化。城市污泥含有大量有机物，经厌氧消化可分
解成稳定物质，实现污泥减量化和无害化处置，同时产生以甲烷为主

的沼气。现代工业化污泥生产沼气是将污泥置于特定的反应器内，根

据污泥不同成分，通过对反应器内厌氧环境的实时监控和调节，充分

利用微生物参与有机物的逐级发酵降解，针对国内某些地区污泥有机

质比例偏低，可考虑与餐余垃圾协同发酵，最终实现甲烷化。反应后

的残渣（仅剩原总量的40%）中仍存在大量丰富营养成分，可作为有

机肥料或土壤改良剂用于农田、土壤的修复与改良等。该技术资源化、

无害化程度高。

二、城市污泥建材资源化

（1）城市污泥制生态水泥

我国建材行业是天然矿物和能源的高消耗行业，每年生产各种建

筑材料需消耗50多种资源，给环境带来沉重负担。城市污泥含有

20%-30%的无机物，尤其是混凝法处理废水的污泥中含有大量的铝、

铁等成分，经焚烧后灰渣可替代部分水泥原料；其添加一定量的石灰，

高温焚烧制得质量符合国家标准的生态水泥。

污泥制水泥技术管理简便、可操作性强、污泥处置成本低、节约

资源保护环境，符合循环经济和可持续发展战略。发达国家利用城市

污泥生产水泥已有丰富的经验，例如日本利用城市污泥焚烧灰渣和下

水道污泥为原料实现水泥的批量化生产，并于2001年建成世界上第

一座生态水泥厂，年产量11万吨水泥。

（2）污泥制轻质陶粒

轻质陶粒是一种人造轻质粗集料，因质地轻、强度高、保温性好
等特性备受关注，可用作路基、混凝土骨料或花卉覆盖材料，是一种

具有发展潜力的新型建材。相关方面的研究于20世纪80年代已趋成

熟，并已进行大规模应用。制备机理是用污泥做主要原料，黏土和炉

渣做辅助料，经过焙烧、成球形成具有一定硬度的污泥陶粒，常见的

技术方法有同转窑焚烧技术。

（3）污泥制砖

污泥制砖是指将污泥经过一定处理筛选后，与其他原料或外加剂

混合（如黏土、页岩、煤烟石、粉煤灰），加压成型，焙烧后制得污

泥砖。该方法不仅在坯料中封存污泥中的有毒重金属，杀死有害病菌，

实现污泥资源化；同时充分利用污泥热值，制成的污泥砖空隙多、砖

质轻，具有一定的隔音隔热的效果，而且完全没有异味。经过条件优

化，污泥砖的主要指标可达到普通烧结砖的国家标准，具有高抗压强

度、重量比同体积的普通砖轻等优点，可节省10%的能耗，10%-15%

的黏土资源。常见的污泥制砖有两种方法，分别为污泥焚烧灰制砖和

干化污泥直接制砖，目前市场上以干化污泥直接制砖为主，其工艺主

要是通过人工烘干或自然晾干将污泥干化后进行磨细处理，之后和其

他原料混合加压成型烧制成砖，污泥制砖主要技术要点是控制污泥掺

量（10%-20%），当污泥掺量高于30%时，污泥砖抗压强度已不能达

到砖的性能标准。

三、污泥环境资源化应用

（1）污泥制黏结剂

城市污泥含有大量有机物，有一定黏结性能与热值，可用于制备
型煤黏结剂。城市污泥替代白泥可以改善高温下型煤的内部孔结构不

通，提高成型煤的气化反应性，降低燃烧后灰渣中的残炭，提高碳转

化率，同时污泥在高温气化炉内被处理，可以有效防止二次污染。实

验研究表明煤中掺入20%左右的城市污泥（含水率为80%），不会影

响煤的燃烧特性，相反改善和提高煤的燃烧性能。

（2）污泥制吸附剂

活性炭是一种常见的高效吸附剂，但是制备商品活性炭的原材料

昂贵，其是导致活性炭生产成本高原因之一。理论上几乎所有含碳