1，汙泥處理方法
隨著禁止海洋傾倒，汙泥傾倒的比例在逐漸減少，陸地填埋也越來越受到限制，因為填埋占用大量土地，消耗相當大的填埋成本，且無法根治汙染。未來幾年，美國大部分汙泥填埋場將關閉，歐盟也將規定填埋必須與焚燒相結合，只能填埋焚燒灰。人們已經意識到汙泥處理的優先方向是減量化、利用化和廢棄化[1]，汙泥減量化、穩定化和無害化處理作為壹種資源化再利用成為主流。汙泥利用可分為土地利用和熱能利用，具體方法有堆肥、堿穩定化、熱幹燥、焚燒等。
1.1堆肥堆肥是利用汙泥中的微生物進行發酵的過程。加入壹定比例的膨脹劑和調理劑(如稭稈、稻草、鋸末或生活垃圾等。)轉化為汙泥，利用微生物群落將潮濕環境中的各種有機物氧化分解，轉化為腐殖質類物質。研究表明，堆肥後的汙泥質地疏松，陽離子交換量(CEC)顯著增加，容重降低，可被植物利用的養分增加，病原菌和寄生蟲卵幾乎被完全殺死[4]。
目前使用的方法有兩種:靜態堆肥和動態堆肥。有些地方還在使用傳統的條形靜態通風煙囪，而在壹些發達國家，則多采用現代化的工業化發酵筒倉技術。例如，到上世紀90年代末，日本已建成35座汙泥堆肥廠，其中規模最大的位於北海道劄幌市，擁有大型發酵倉和生產線，機械化和自動化程度較高[2]。國內唐山、常州等地也采用發酵倉處理汙泥。
1.2堿穩定化是指在汙泥中加入石灰或水泥窯灰等堿性物質，使汙泥的pH值保持在pH>12以上壹段時間，利用強堿性和石灰釋放的大量熱能，殺滅病原菌，降低臭氣，鈍化重金屬，處理後的汙泥可直接施入農田。
堿穩定的兩種主要處理方法是N-病毒土壤和農業土壤。前者是在堿度穩定後通過機械翻堆或其他方法快速幹化汙泥，後者是將堿性物質混合後堆肥。美國艾森科技公司開發了壹整套N-Viro設備，並在美國、澳大利亞等地使用。自動化程度高，濕汙泥處理能力可達50 ~ 240t/d 1.3熱力幹燥？熱幹燥是利用熱能來幹燥汙泥。幹燥後的汙泥呈顆粒狀或粉末狀，體積僅為原來的1/5 ~ 1/4。而且由於含水量在10%以下，微生物活性被完全抑制，避免了產品發黴發臭，有利於儲存和運輸。熱幹燥過程中高溫滅菌徹底，產品完全達到衛生指標，改善汙泥性能。該產品可作為替代能源和土地使用。20世紀90年代，熱幹化技術發展迅速，2000年世界幹汙泥產量是1，990的10倍[5]。目前，奧地利的Andritz公司、比利時的Seghers公司和美國的Bio-Gro公司在技術上領先於設備市場。該設備蒸發水量為0.5~ 10t/h/h(相當於處理含水率20%的濕汙泥)，自動化程度高，安全性能好。
熱幹化按加熱方式可分為直接加熱和間接加熱，其中歐洲最大的直接加熱汙泥幹化廠Bransands(蒸發水量為7×5000kg/h)，世界最大的間接加熱汙泥幹化廠西班牙巴塞羅那(蒸發水量為4×5000kg/h)。國內大連、秦皇島、徐州也開展了汙泥熱幹化生產研究，均采用直接加熱方式。
1.4焚燒
通過焚燒，汙泥中豐富的生物能源可以用來發電，最大限度的減少汙泥體積。在焚燒過程中，所有的病菌和病原體被徹底殺死，有毒有害的有機殘留物被氧化分解。焚燒灰可以作為水泥生產的原料，使重金屬固定在混凝土中，避免重新進入環境。缺點是焚燒過程中會產生二惡英等空氣汙染物。目前，應用最廣泛的焚燒設備是流化床焚燒爐。當汙泥含水率達到38%以上時，可以不加輔助燃料直接燃燒[6]。汙泥焚燒在日本和歐美國家較為普遍，日本61%的汙泥被焚燒。
此外，正在開發壹種新的熱能利用技術——低溫熱解，即在400 ~ 500℃、常壓、缺氧的條件下，借助汙泥中所含的矽酸鋁和重金屬(尤其是銅)的催化作用，將汙泥中的脂類和蛋白質轉化為烴類，最終產物為油、碳、不凝性氣體和反應水。熱解前的汙泥幹化可以利用這些低品位燃料(碳、氣、水)的燃燒提供能量，實現能量循環；熱解產生的油(質量類似於中燃料油)也可以用來發電。第壹個工業規模的汙泥精煉廠位於澳大利亞的珀斯，產能為25t/d [6]。
2.汙泥利用方案的選擇？
面對眾多的汙泥利用方案，Bridle等人提出了從“環境健康安全、資源回收、資源投入產出比和效益影響比”四個方面評價汙泥利用方案可持續性的生命周期評價方法[7]。由於不同地區發展的差異，得出的結論也不同，因此應根據當地的實際情況選擇合適的汙泥利用方案。
2.1汙泥利用的潛在風險汙泥利用必須符合嚴格的環境衛生標準，不能造成新的環境危害。汙泥利用的環境問題是重金屬和氮對土壤、作物和水體的影響以及病原體的汙染，因此具有潛在的風險。汙泥的熱能利用無疑是風險最小的，而土地利用則需要嚴格管理。重金屬含量低於農用汙泥標準才能用於農作物，汙泥肥料的施用需要嚴格量化，控制重金屬的積累，減少氮磷淋溶對水體的汙染。至於病原體汙染，熱力幹燥是安全的，因為其高溫殺菌徹底，產品能完全抑制微生物的活動；堿性穩定化基本能達到安全標準；堆肥並不足以保證安全性[8，9]，因為仍有少量病原體存活，產品水分高(壹般30% ~ 40%)會使病原體復活，因此在采用堆肥方案時，需要加強堆肥質量、場地和施用場地的管理。
2.2利用方式的比較？汙泥土地的利用可以恢復植物生長所需的養分，改善土壤的物理性質(降低容重、提高滲透性和保水性)，其效益顯著，但前提是汙泥必須是安全的。焚燒不僅可以回收熱能，還可以通過幹餾提取油氣。它不僅可用作燃料，還可用於制造四氯化碳等化工產品，具有廣闊的工業利用前景。因此，當汙泥不能用於農業或汙泥量大於農業需求時，焚燒也是壹種選擇。未來歐洲將有30%的汙泥土地利用和70%的熱能利用。在所有的方案中，熱幹燥無疑是最靈活的。農業汙泥經熱幹燥後可形成優質顆粒肥料，易於推廣，適合包裝銷售。對於非農汙泥，無論是直接焚燒還是幹餾制油，都需要先進行熱幹燥。因此，熱力幹燥適用於所有的汙泥，其產品也是應用最廣泛的。
2.3其他因素？運行費用和經濟承受能力是方案選擇的重要因素之壹。壹般來說，焚燒的成本最高(是其他工藝的2-4倍[2])，而其他方案的綜合成本差異不大。如果采用靜態堆積技術進行堆肥，成本最低，但其生產周期長，占用土地多，對周邊環境影響嚴重。如果使用發酵倉，設備投資和運行成本會增加，而要做復合肥，造粒設備需要烘幹，所以其成本優勢會大大削弱。因此，在考察汙泥利用成本時，應在統壹產品質量標準和環境影響標準的基礎上，對設備投資、運行成本、土地價格、勞動力價格等方面進行綜合評估。汙泥處理設施的位置是方案選擇的決定性因素之壹。
壹般來說，汙泥應就近處理，以節省運輸成本，減少濕汙泥運輸沿途造成的汙染。由於汙泥處理過程可能帶來惡臭、有毒有害氣體、病原體等環境問題，因此選址對方案選擇具有決定性影響。如果汙水處理廠距離市區較遠，有閑置土地，堆肥是合理的選擇。在生產用地緊張的情況下，熱力幹燥有優勢。不僅占地面積小，還能達到嚴格的環保標準(其尾氣經過嚴格的除塵除臭處理後排放，廠內氣體也經過除臭處理)。甚至在德國、瑞士等地，汙泥熱幹化廠都建在市區或旅遊區。
不同地區的實際情況決定了汙泥產品的用途和要求不同，也導致了汙泥處理和利用的方法不同。比如歐洲只有65，438+0%的汙泥用於堆肥，美國也只有4% ~ 5%，但堆肥在澳大利亞很受歡迎(尤其是經過堿穩定後[8])。例如，悉尼水處理集團25%的汙泥用於堆肥，54%用於堿性穩定[65，438+00]，因為澳大利亞的許多土壤是酸性的。美國東海岸的汙泥熱幹化處理發展很快，因為那裏的汙泥不能直接用於附近的農業，必須制成便於儲存和運輸的顆粒肥料出售或運到佛羅裏達州西部的柑橘農場[11]。可見，處理後汙泥的性質和用途會制約汙泥利用方案的選擇，所以首先要進行詳細的市場調查，根據汙泥利用的市場和容量來確定汙泥的最終出路，才能選擇最佳的汙泥處理方案。
3.結論
汙泥經過減量化、穩定化和無害化處理後，可作為資源綜合利用。目前利用方向是土地利用和熱能利用。面對不同地區汙泥利用的不同經驗，應根據本地區的實際情況，兼顧環境、生態、社會和經濟效益的平衡，認真全面地論證實施各種方案的可行性，選擇最佳方案。
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