伴隨城市化進程推進,城市污水處理日益增多,2022年年末,全國城市排水管道總長度91.35萬公里,同比增長4.73%;污水處理廠處理能力2.16億立方米/日,同比增長4.04%;干泥產生量約1370萬噸,折算80%含水率污泥產生量6850萬噸。按照全國城區人口5.65億人計算,人均產生量超120公斤/年。

各省污泥產生量,數據依據住建部城市建設統計年鑒

污泥的產生主要由生活污水和工業廢水在處理過程產生的半固態泥狀物質,是城市居民生活和工業生產過程必不可避免廢棄物,與我們每個人都息息相關。既然如此,我們從生活出發探索一下污泥中到底有有什么元素、什么物質,以及什么危害?

首先得說下廚房。買菜之后,是不是要清洗,這個過程中所帶的泥土、殘存農藥、少量菜葉菜根就會排到下水道;炒菜鍋里面是不是會留下各種調味品和油漬,清洗的時候必須還得添加洗潔精;在洗刷過程會有米湯、面湯是不是一般也倒進下水道……所以,單單一個廚房廢水就有油、菜、米、面、洗滌劑等,這些廢棄物最后在污水處理廠中被過濾、絮凝留存倒污泥中。

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緊跟著前往衛生間。洗臉要洗面奶、香皂,洗衣服要洗滌劑、肥皂,洗頭發有洗發水、護發素,洗澡有沐浴露;還有廁所的大小便、可溶性廁紙等等,這些洗滌劑、排泄物最后都會進入城市排管系統,最后成為污泥的一部分。

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再往客廳和臥室走,除了灰塵外,隨處可見的頭發會不會有很多都被沖到了下水道……

其實這些只是污水中冰山一角,另外還有樹葉、細菌、病毒、沙粒甚至工業還會產生重金屬等。總的來水,污水中主要分為三大類:有機質,包括纖維素、木質素、油脂等;無機質,例如灰塵、沙粒、鹽類物質;微生物,包括細菌、真菌、病毒等……而這些類型也都隨著污水處理過程被遺留下來,形成污泥。

說完污泥有什么組分,咱們繼續第二個問題,污泥有什么危害?

1. 臭,很臭!!

相信很多人在路過污水處理廠的時候,都能問道一股惡臭。這種惡臭主要由于污泥中是蛋白質、脂肪、碳水化合物被微生物呼吸或發酵所形成的產物和不完全產物,如硫化氫等;并且這種惡臭隨著攪拌和污水曝氣過程進一步擴散開來。近年來,環保部門已經針對這種氣味進行把關倒逼處理廠進行化學、物理等手段除臭。

2. 磷、氮、鉀,營養化

很多人聽過城市污水排放倒自然水體中會導致水華、赤潮等現象,但其根源是污水中N、P等營養鹽含量過多而引起藻類植物快速生長繁殖,而影響了水體生態;而污水經過處理后,其內部絕大多數的N、P、K被富集到污泥中,因此污泥不論是直接堆積土地上還是被遇水帶入河中,都是一種危害。


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3. 重金屬有毒

污泥中的重金屬主要來源于工業廢水,在長江三角洲、東北老工業基地部分地區污泥重金屬問題相對較重。根據研究報告我國90座城鎮污水中,Hg、Ni、Cd、Zn、Cu、Cr、Pb、As、B元素含量,發現Hg、Ni、Cd超標率較高應引起注意。

90座城市污水處理廠污泥重金屬成份情況,圖片來源文獻

那該怎么處理?堆砌、填埋,還是?

目前污泥的主要處置其實確實是衛生填埋和焚燒處理,但更應該關注應該是利用!污泥中有機質較多,這為污泥燃燒、提取制備燃料油提供了可能;N、P、K豐富,這可是植物生長必須的元素啊,做成化肥豈不很合適?重金屬污染,這個最麻煩,可能需要通過固化處理,制備燒結制備成磚、瓦、陶粒等建筑材料……天生我材必有用,當然污泥也是“材”。


主要參考:

住建部,《2022年中國城市建設狀況公報》

住建部,《2022年城市建設統計年鑒》

李錫軍,吳仁生,高夫燕,等.城市污泥結構特性及其能源化利用的分析與探討[J].能源與節能

王濤.我國城鎮污泥營養成分與重金屬含量分析[J].中國環保產業,2015(04):42-45.

周新榮,程樂明,趙曉,等.我國城市污泥處理及利用技術研究進展[J].中國資源綜合利用,2023,41(10):94-96等

作者:河北省固廢建材化利用重點實驗室,專注固廢資源化利用技術開發和技術推廣

來源: 固廢實驗室