【文章內(nèi)容簡介】 勢已成為當務之急。 　　山西沃土生物有限公司應用該公司完成的山西省重點攻關計劃項目“生物高氮源發(fā)酵技術”成果，通過污泥接種軟化→生物脫水→磷酸中和→重金屬鈍化→熱噴造?！螄娡拷泳纫幌盗凶灾鏖_發(fā)的工藝技術，生產(chǎn)出有機/無機/微生物三維復合肥料。該肥料氮磷鉀總養(yǎng)分大于10%，有機質(zhì)含量大于55%，重金屬含量低于農(nóng)業(yè)部標準，是一種高效、廉價、安全的新型生態(tài)肥料?？茖W檢測證實其養(yǎng)分利用率大大提高，有益微生物呈主導菌群。經(jīng)大田試用，該產(chǎn)品具有提高土壤活性／肥力、調(diào)整土壤氮素平衡、改善作物品質(zhì)、保持優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的特點。同時，該產(chǎn)品價格低（與碳酸氫銨化肥價格相近），容易被市場接受，可廣泛用于大田糧食作物與鹽堿化、貧瘠化土壤改良，具有廣闊的市場前景。有關專家認為，“生物高氮源發(fā)酵技術”擁有的污泥資源化利用技術和三維復合肥生產(chǎn)工藝居世界先進水平，具有廣闊的發(fā)展前景和技術市場潛力。 　國內(nèi)主要污泥處理方式與技術 　?。?）填埋法：填埋法基本類似于城市垃圾填埋。填埋處理一是要占用大量土地，浪費土地資源；二是污泥中含有的營養(yǎng)物質(zhì)使大量病雜菌繁衍，導致污泥霉變，污染環(huán)境。污泥、垃圾產(chǎn)生量與日俱增，已很難在短距離內(nèi)找到填埋場地。實際上大部分采用填埋方法處置污泥的污水廠并未對污泥作填埋處置，而是外運甚至賣給近郊菜農(nóng)，造成蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品的嚴重污染，直接危害人類健康。另外，污泥填埋費用高昂，據(jù)國內(nèi)污水處理廠調(diào)查，每噸污泥的填埋處理費用平均約40元／噸。 　?。?）焚燒法：焚燒需要耗費大量重油而不經(jīng)濟，并造成大氣污染，浪費資源，焚燒這種不得已而為之的方法已越來越不被人們采用。在日本，污泥焚燒處理占污泥處理總量的60％以上，這主要和日本的經(jīng)濟實力雄厚，技術先進相關。日本的焚燒工藝大部分采用多段焚燒爐，其中有流動焚燒爐、回轉(zhuǎn)干燥焚燒爐、階段爐床式焚燒爐等，焚燒爐的燃料均采用重油和消化后產(chǎn)生的沼氣，焚燒工藝無論從技術上還是從污泥減量上都是比較好的污泥處置途徑，但焚燒處理成本也是十分昂貴的，在日本一套處理量在50 ｍ3／ｄ左右的焚燒設備（包括土建、配套）成本高達28億日元[6]。 　?。?）直接烘干法；將含水率75%～80%的污泥采用氣流干燥機烘干，溫度高達200度以上，殺死各種病菌，然后進行填埋或再處理。缺點是耗費能源，增加處理成本。 　?。?）厭氧消化法：80年代以前大多數(shù)的活性污泥采用厭氧消化法處理，殺滅微生物病菌并生產(chǎn)部分可利用的沼氣。該技術有三大缺點：一是厭氧消化罐、沼氣回收和儲存等配套設備投資高昂；二是厭氧消化雖然通過各種厭氧菌的生化反應使污泥穩(wěn)定，總量降低25%左右，最終仍需衛(wèi)生填埋；三是系統(tǒng)運行復雜，成本高，不穩(wěn)定，隱患多。有關資料顯示：污泥厭氧消化系統(tǒng)的建設投資約為100～200萬元／噸干泥，包括污泥濃縮、脫水、中溫消化、消化污泥再濃縮、脫水外運，其運行費用大約700元／噸干泥～900元／噸干泥。 　?。?）生物處理法：即生物堆肥法，它是引進好氧菌種和氧氣，使污泥好氧生物高溫發(fā)酵。堆肥化技術是國際上從60年代后期迅速發(fā)展起來的一項新的生物處理技術，它運用多學科技術，利用微生物群落在特定的環(huán)境中對多相有機物分解，將污泥改良成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)，用于肥田或土壤改良。由于堆肥技術在實際應用中可以達到“無害化”、“減量化”、“資源化”的效果，并且具有經(jīng)濟、實用、不需外加能源、不產(chǎn)生二次污染等特點，因此，70年代后，引起了世界各國的廣泛重視，并迅速成為環(huán)保領域內(nèi)的一個研究熱點。 　國內(nèi)污泥農(nóng)用的幾種工藝技術 　　根據(jù)國內(nèi)有關專業(yè)刊物公開發(fā)表的文章資料，目前國內(nèi)利用污泥生產(chǎn)有機肥較具代表性的工藝有如下幾種： 　?。?）直接烘干 　　污泥不經(jīng)消化，脫水污泥直接進行干燥后包裝，不造粒。如東北某廠，處理污水能力為8萬m3／d，工藝流程如下： 　　污泥 → 濃縮池 → 帶式壓濾機 → 干燥機 → 包裝. 　　采用污泥干燥機烘干，即使含水率高達87%，也直接一次性烘干，干燥后污泥呈不規(guī)則顆粒狀，不造粒，直接裝袋。該項目投資為65萬元，每小時產(chǎn)300 kg含水20%的干污泥，耗煤量300kg／h。 　?。?）二次烘干 　　其特點是先將脫水污泥烘干后粉碎造粒，然后再二次烘干；典型工藝流程如下：　　　　　　　　 　　如某污水處理廠，采用圓盤造粒，污泥不經(jīng)消化，采用烘干殺滅病菌再混合造粒制成有機復混肥的技術。該廠投資400萬元，其中設備費用330萬元。，配備了滾桶式烘干爐、集粉倉、超細破碎機、雙軸臥式鏈磨機等。試生產(chǎn)中，6t含水98%的濕泥出1t干污泥。存在的問題是烘干過程中臭味較大，除塵問題也需解決，生產(chǎn)成本主要高在煤的燃燒方面。采用類似工藝的還有污水處理廠，雖有消化系統(tǒng)卻未使用，生污泥直接加工，摻混粉煤灰后，污泥含水率降至20%，再用滾桶式干燥爐烘干，用擠壓式造粒機制粒，烘干采用自然風。生產(chǎn)過程中存在的問題與上述某廠相同，即烘干過程中的除臭和除塵問題未能解決。 ?。?）發(fā)酵－造粒 　　典型的如唐山西郊污水處理廠，／d，采用堆肥發(fā)酵制肥。工藝流程如下： 　　添加粉煤灰　　　　　　　　 　　脫水污泥按1:，降低含水率，自然堆肥發(fā)酵。其中加有鋸末和秸桿作為膨脹劑。污泥經(jīng)過堆肥發(fā)酵后，可使有機物腐化穩(wěn)定，滅活寄生卵和病菌，提高污泥肥效。該廠堆肥發(fā)酵生產(chǎn)線年產(chǎn)肥料1000 t，設計能力為3 t／d，投資70萬元，肥料為5 mm柱狀。該種方法的優(yōu)點是惡臭減少，病菌通過發(fā)酵基本被滅活，缺點是占地面積大，肥料難以溶解。 　?。?）普利法 　　采用中國農(nóng)科院和上海豫園生物工程有限公司提供的技術，生產(chǎn)一種被稱為“復合微生物肥料”的產(chǎn)品，其典型工藝流程如下： 　　該生產(chǎn)線與兩次烘干法工藝相同，僅在混合部分增多了一個摻混生物菌的工序。淄博污水處理公司摻混的是上海豫園生產(chǎn)的普利菌粉，而與其工藝基本相同的北京北小河污水廠摻混的是解鉀菌粉。 　　生產(chǎn)運行中烘干問題是關鍵，烘干對有機質(zhì)有一定影響。烘干后含有機質(zhì)25%，N、P、K含量未達25 %[2]。存在問題也同上述廠家一樣是除臭、除塵、加工成本高與產(chǎn)品市場表現(xiàn)不好等問題。 3　污泥資源化利用的必要性 　　我國每年排放的401億m3污廢水中，有51%來源于城市，地表水體的污染也主要來自工業(yè)和城市生活排放的污廢水。因此，城市污水處理廠建設成為改善我國水環(huán)境的重要舉措。目前全國已建成運轉(zhuǎn)的城市污水處理廠約410余座，日處理能力2534萬m3，污水處理率僅達到污水排放總量的 25%。到2015年，我國城市污水處理率要達到75%，尚需建設污水處理廠約1000座，新增污水處理能力6000萬m3／d[7]。由于我國目前的環(huán)保基礎設施建設仍延用計劃經(jīng)濟的做法，完全由政府投資，建成運行后運轉(zhuǎn)費用還要政府補貼。按我國目前已建、在建污水處理廠噸水能力投資1500～2000元，～／噸測算，需投資1000億元，每年還需運行費用補貼300億元。國家有關部門最新公布的資料，建設投資預算為2400億元。 　　目前，大部分中小型污水廠污泥處理工藝仍采用厭氧發(fā)酵消化處理填埋。據(jù)調(diào)查，污泥消化系統(tǒng)建設的投資約占污水處理廠總投資的40%～50%，運行費用占污水處理廠總費用的50%60%。但花費巨資處理的消化污泥僅僅是為了衛(wèi)生填埋；顯然，污泥厭氧消化處理技術并不太適合中國國情，盡快地尋找一種投資省、效率高、處理便捷、成本低廉的污泥資源資源化利用技術就成為一項頗為緊迫的任務。 　　污水污泥的循環(huán)利用已成為國家鼓勵發(fā)展的方向。國務院于2000年11月7日發(fā)布的《關于加強城市供水節(jié)水和水污染防治工作的通知》第四條第（四）項規(guī)定：“要加強對城市污水處理設施和回用設施運營的監(jiān)督管理”。建設部等聯(lián)合發(fā)布的《城市污水處理及污染防治技術政策》（城建[2000] 124號）第五條“污泥處理”部分明確規(guī)定：“城市污水處理產(chǎn)生的污泥，應采用厭氧、好氧、堆肥等方法進行穩(wěn)定化處理，也可采用衛(wèi)生填埋的方法予以妥善處理。”然而從污泥市場化的實際情形看，由于大部分城市財政緊張，使得許多投入過于高昂的技術及設備很難適用于我國，另外我國特有的土地緊缺的現(xiàn)狀也制約了占地較多的環(huán)境治理項目。按國家規(guī)定，按這一比例，目前全國每年則需1000公頃土地。在目前我國城鄉(xiāng)耕地越來越少情況下，顯然不符合社會持續(xù)發(fā)展的要求。 　　根據(jù)目前國外發(fā)展的狀況，污泥農(nóng)用已成為國際化趨勢。由于法律法規(guī)對污泥資源化利用的鼓勵，以及污泥研究和技術的進步，人們逐漸趨于接受污泥資源化利用的技術及工藝。以美國為例，隨著503法規(guī)的頒布，污泥已被廣泛用作肥料和土壤調(diào)節(jié)劑，政府還成立了國家污泥合作組織（National Biosolids Partnership），并在議會的支持下與風險承擔者共同組建污泥環(huán)境管理系統(tǒng)；《503部分》中關于污染物的限制、減少病原菌、減少對帶菌者的吸引、管理措施等一系列舉措對于提高公眾接受的程度、范圍，污泥農(nóng)用的增加都起到了積極的作用。 　　污泥資源化利用也直接地受到國家水務市場化的積極影響。20世紀90年代以來，中國水務市場非常活躍，逐步打破由政府壟斷經(jīng)營的狀態(tài)，走向開放。相對于供水市場，污（廢）水處理市場可能是未來最具發(fā)展?jié)摿Φ腫7]。隨著國內(nèi)水務市場的放開，需要處理的污水污泥量將不斷增大，這對于以污泥處置為生的企業(yè)無疑是一個福音。這些企業(yè)應該抓住機遇，研究開發(fā)污泥農(nóng)用的新技術，不斷開拓新市場，推出新產(chǎn)品，使自己立于不敗之地。 　　總之，無論從政策、經(jīng)濟因素還是從資源利用角度出發(fā)，污泥農(nóng)用都是一種符合我國國情的處置方法，并對我國污水體制變革和水務市場化具有重要的現(xiàn)實意義。 4　利用污泥生產(chǎn)高效有機復合肥技術及裝置 　技術簡介 　　沃土黑桃K的主要技術包括：生物高氮源發(fā)酵技術、污泥沉淀池天然脫水劑成比例置換聚丙烯酰胺技術、重金屬鈍化技術、VT菌噴涂接種技術、熱噴造粒技術等。其具體生產(chǎn)工藝在客戶需要時可作進一步說明。 　　生產(chǎn)流程示意如下：　　　　　　　　 　　利用城市生活污水污泥生產(chǎn)復合肥料，直觀認為污泥養(yǎng)分高，特別是有機質(zhì)含量高達40%以上。經(jīng)干燥粉碎或堆積發(fā)酵處理后，按養(yǎng)分要求配比添加化肥，攪拌后冷擠壓制粒。這套工藝應用范圍很廣，其致命缺陷是忽視了消化污泥的不溶解性以及由此造成的高養(yǎng)分難以釋放。污泥是由微細顆粒組成，水份低于30%后就會自然硬化，加之聚丙烯酰胺絮凝劑的包復作用，使得污泥溶解度很差，施入土壤無異于摻沙，不僅無益，反而有害；對于厭氧消化污泥來講，厭氧發(fā)酵→好氧環(huán)境→雜菌感染，這是導致污泥肥料施入土壤后霉變的主要原因。 　　污泥處理的關鍵技術是軟化工藝。采用物理的、生物的方式綜合加工，實踐證明是有效的。從技術經(jīng)濟學角度分析，污泥加工成本受到市場與污泥最小成本的雙重制約，單一的技術工藝是無法滿足這一條件的。根據(jù)國內(nèi)外污泥處理技術文獻看，或者是處理技術過于簡單，例如烘干工藝，無法達到釋放養(yǎng)分要求；或者是處理技術成本過高，市場競爭能力差。 　方案簡述 　　山西沃土的污泥資源化利用方案為：取消污泥消化系統(tǒng)，以污泥好氧發(fā)酵替代厭氧消化處理。即保留污