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污泥的处理是一项世界性的课题。国内外众多专家学者及企业都在不遗余力地开展深入的研究。
  关于污泥处理的目的，目前比较科学的说法包括以下4个方面[1]：①减量化：减少污泥最终处置前的体积，以降低污泥处理及最终处置的费用；（②稳定化：通过处理使污泥稳定化，最终处置后不再产生污泥的进一步降解，从而避免产生二次污染；③无害化：达到污泥的无害化与卫生化，如去除重金属或灭菌等；④资源化：在处理污泥的同时达到变害为利、综合利用、保护环境的目的，如产生沼气等。
  对于污泥处理的概念，目前有两个主导性观点：一种是以污泥稳定化为界限，稳定化前为污泥处理，之后为污泥处置；另一种观点则认为以污水处理厂厂界为准，厂内为污泥处理，厂外为污泥处置。处理、处置概念的混乱，会影响到管理定位、技术路线选取和技术标准的制定等。因此首先要对污泥处理、处置及资源化应用作以科学的分类定义[2]
  污泥处理（sludgehandlingortreatment）：污泥经单元工艺组合处理，达到“减量化，稳定化，无害化”目的的全过程。
  污泥处置（sludgedisposal）：处理后的污泥，弃置于自然环境中（地面，地下，水中）或再利用，能够达到长期稳定并对生态环境无不良影响的最终消纳方式。
  污泥资源化应用（sludgeapplication）：利用污泥中的各种有效成分，开发研制具有附加值的功能化产品技术。
  污泥处理技术主要有污泥焚烧、堆肥、生物处理、浓缩脱水、干化等。污泥处置技术主要有填埋和土地化利用[2]。对于污泥处理技术来说，在不同时期，不同国家都有着不同的侧重点。最初污泥的处置方式基本上采用填埋，随着时代的发展及环保要求，现在人们比较热衷于污泥焚烧及土地化利用。我国是发展中国家，而且污泥产量大、种类广泛，因此探讨适合我国国情的污泥处理处置及资源化应用技术是迫在眉睫的任务。1造纸污泥处理技术
  目前世界范围内比较流行的主要处理技术包括污泥焚烧、生物法处理、堆肥、污泥浓缩脱水及干化等。
  1.1 污泥焚烧
  污泥焚烧技术是近年来发展起来的一项污泥处理技术。该技术采用的主要设备是循环流化床锅炉，它依据气体流化机理，使燃料在炉膛内处于流化状态，固体颗粒和空气一起具有像流体一样的流动性，可实现炉内低温强化燃烧，还可有效控制NOx的生成，同时细小的飞灰颗粒随气流一起在炉内反复循环。炉膛内热容量大、燃料在炉内停留时间长。山东光明热电厂采用污泥与煤矸石及煤泥在循环流化床锅炉内混烧的方式解决了污染问题，并且产生了一定的经济效益[3]。
  污泥含水率决定了发热值的高低。污泥含水率太高不能产生有效热能，流化床或混合燃料锅炉焚烧的污泥需进一步脱水达到50％以上干度，并对废弃物进行分拣，才能产生有效热能满足焚烧要求。流化床锅炉污泥焚烧洁净燃烧技术主要是对燃料在燃烧过程中生成的硫化物、氮化物及烟气中的烟灰颗粒进行处理，使之不对环境构成二次污染。焚烧温度控制在850～1000℃，助燃空气过量因数α为11％，燃烧时间3s以上，焚烧过程达到洁净燃烧技术要求。污泥焚烧排放的尾气含有HC1、SOx、NOx、CO、二噁英、少量重金属和烟尘等污染物质[4]。
  污泥焚烧技术有利也有弊，它既解决了污泥的出路问题又充分利用了污泥中的能源，而且污泥不需要作灭病原菌处理。但是污泥中的重金属却随着烟尘的扩散而污染空气。另一方面，污泥必须保证比较低的含水率才能制成“合成燃料”，因此这就需要提高污泥的脱水程度[1]。在以木材废料为燃料的焚烧炉中混入生物污泥焚烧时，往往会形成大量氯化物污染环境[5]。焚烧造纸污泥会对设备等产生不利影响，例如：①较湿的污泥会堵塞炉排，影响炉子燃烧[6]；②污泥中的灰分含量较高，容易堵塞炉排；③污泥的燃烧热值较低，从而造成蒸汽产生量较少；④污泥焚烧带出来的杂质较多，容易造成锅炉管束及灰斗的堵塞[7]。另外造纸污泥可按照15％的比例投入到木材废料燃料炉中焚烧，可以较好地处理污泥[7]。
  1.2 生物法处理
  污泥处置从“末端处理”转移到“源头控制”将是污泥处理的发展方向之一[8]。目前制浆造纸行业的污水处理传统上采用厌氧或好氧处理工艺，使用厌氧菌或好氧菌处理污泥。污泥好氧处理是近20年来在曝气活性污泥法的基础上发展起来的，其目的在于稳定污泥，减轻污泥对环境和土壤的危害，同时减少污泥的最终处理量[9]。
  近年来，利用蚯蚓处理造纸污泥正逐步发展起来。蚯蚓活动在一定程度上能中和污泥的弱碱性，使pH值接近中性。蚯蚓活动对污泥中的有机污染物降解率较大，能提高污泥中的总氮含量，改善污泥的供养水平，降低污泥水溶性有机碳的含量[10]。该技术采用的主要设备为蚯蚓生物滤池（也称生态床），它充分利用蚯蚓具有较强的吞食细菌及有机物，提高滤液通透性的能力，在普通生物滤池的基础上引入适宜蚯蚓生长的有机物分解处理层[8]。进入生态床的剩余污泥绝大部分可被蚯蚓生态滤床吸收和稳定。当污泥负荷为0.28～0.42kg/（m3·d），CODCr负荷为0.32～0.49kg/（m3·d）时，蚯蚓生态滤床对剩余污泥的SS去除率可达99％以上，CODCr去除率可达90％以上[11]。
  蚯蚓反应器集泥水分离、污泥浓缩及污泥最终处置为一身，构造简单，所需要的机械设备主要为提升水泵，而且该反应器操作管理方便，运行费用低廉，并能承受较低的冲击负荷[12]，该技术是解决剩余活性污泥问题比较经济可行的办法。
  利用蚯蚓不仅能够处理活性污泥，而且可以处理造纸最终排放的污泥（包括三级脱色后产生的化学污泥）。国内的山东亚太森博浆纸有限公司目前正在利用蚯蚓处理生物污泥及化学污泥，取得了不错的成效，具有一定的应用前景。
  1.3 污泥堆肥
  高温好氧堆肥是无害化处理污泥的低成本技术，污泥堆肥作为商品有机肥在国外越来越普通，污泥堆肥化处理不仅可消除臭味、杀死病原菌和寄生虫卵，减少污泥体积与水分，并且由于生物降解作用，消除有毒的有机污染物，使污泥中养分的形态更有利于植物吸收，提高污泥的农用价值。
  对堆肥而言，温度是堆肥的重要因素，其作用主要是影响微生物的生长，一般认为高温菌对有机物的降解效率高于中温菌，高温好氧堆肥正是利用这一点。堆肥过程可划分为4个阶段，即中温、高温、降温及熟化或稳定阶段；水分也是影响堆肥效果的重要因素。水分的多少，直接影响好氧堆肥反应速度的快慢、堆肥质量，甚至影响好氧堆肥工艺的成败；一般微生物最适宜的pH值是中性或弱碱性，pH值太高或太低都会使堆肥遇到困难，在整个堆肥过程中，pH值随时间和温度的变化而变化。控制好以上的工艺参数，可以保证污泥堆肥的稳定性及有效性[13]。
  寿光蔡伦中科肥料有限公司引进中科院的一项科研成果，开发了用造纸污泥生产有机肥料的项目，解决了晨鸣集团造纸污泥处理难的问题。该项目是中科院“十五”期间的重要科研课题，有8项技术申请了国家专利。利用该技术建设的蔡伦申兴一期工程年消耗造纸污泥10万t，二期工程可消耗造纸污泥30万t。堆肥技术对于造纸工业的污泥处理来说，工业化利用的可能性很大[14]。
  1.4 其他处理技术及方法
  除上述技术外，还可采用污泥浓缩脱水或干化等工艺。该类技术最主要的目的就是将污泥脱水。污泥中水分有4种[15]：可排水，即颗粒间的空隙水，约占70％，可用增浓的方法去除；毛细管水，约占20％.可用机械方法去除；颗粒表面吸附水；颗粒内部细胞水。后两种水共占10％左右，须用加热方法去除。这种处理方法较难脱水，减量化效果差，水处理能耗高。
  CASS法（Cyclic activated sludge system）是一种循环式活性污泥法，CAS
  系统是一个间歇式反应器，在此反应器中活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段不断地重复进行，将生物反应过程和泥水分离过程在一个池子中进行，可以将污水深度处理并去除营养盐[16]，对污泥的减量化及排出污泥的性质具有较好的效果。李志健等[17]研究了超临界水氧化技术处理造纸污泥。在超临界水氧化过程中，有机物、空气（或氧气）和水在25MPa的压力下和400℃以上完全混合。在不到1min的反应停留时间内，99.99％以上的有机物被迅速氧化成CO2、H2O和N2。但由于其高温高压的操作条件会对材质形成腐蚀，需要考虑工程方面的因素。2造纸污泥处置技术
  2.1 污泥填埋
  在相当长的一段时期内，大部分国家均采用填埋的方式处理各种污泥。建设污泥卫生填埋场如同生活垃圾卫生填埋场一样，地址须选择在底基渗透系数低且地下水位不高的区域，填坑铺设防渗性能好的材料，卫生填埋场还应配设渗滤液收集装置及净化设施[1]。
  目前随着环保问题的日益突出，世界各国目前都颁布法规，禁止向海洋倾倒污泥及有机物含量大于5％的污泥填埋。我国也加紧力度，禁止造纸污泥的填埋。
  2.2 污泥土地化利用
  造纸污泥是一种生物固体废弃物，它含有大量的纤维素类有机质和氮、磷、钾、钙、镁、硅、铜、铁、锌、锰等多种植物营养成分，有效含量比猪粪还高，是一种质优价廉的有机肥料资源[13]。污泥应用于土地方面有两个不同的概念：污泥处理及污泥应用。两者之间主要的差别在于污泥的利用着重于农作物的生长，而污泥的处理却与农作物无任何关系。当污泥的利用为主导时，其有机物质及营养成分可用于提高土壤物质及营养物含量，从而增加农作物产量[18]。
  相比较而言，国外在污泥土地化技术上有较深的研究及实际应用。美国Jeferson Smurfit Corporation公司[6]采用造纸污泥土地化利用项目，将造纸污泥送至公司的松树种植场作为土壤营养增加剂。研究表明，如每年为每亩种植园提供27t湿污泥，可以大大提高树叶中的营养成分含量。生物污泥可以增加土壤中的有机物含量。将污泥堆成营养床，并把幼苗栽种到营养床上，具有较好的效果[19]。
  该公司还进行了另外一项探讨，研究该造纸污泥的重金属离子及其他杂质的含量，并同步进行了地下水监测实验，从而证明该公司实行土地化利用的污泥对城市地下水无环境影响，并且对湿地松种植有比较好的效果。研究发现，纸厂污泥土地化利用过程中，其污泥渗滤液中的钡、铜、镍等重金属离子含量要低于饮用水标准中规定的含量，这表明污泥的土地化利用对城市地下水的影响不大。不同制浆造纸方法以及不同原料等产生的造纸污泥不同，其本身的污泥性质也不尽相同。有害重金属一直是污泥农用的限制因素，关于长期使用污泥后的重金属在土壤中的移动和积累方面，国外的研究起步较早。我国对此技术已有初步的应用，该处置技术有很好的发展前景。
  3 污泥资源化应用
  近年来随着科学技术的发展，人们从造纸污泥中研究合成出越来越多的功能化产品，为造纸污泥资源化应用提供了广阔的空间。
  造纸污泥焚烧后产生的残留物可以用来制造各种材料[15]，如图1所示。
  美国威斯康星州Minergy集团[20]在世界范围内首次研制出利用造纸污泥生产优良的玻璃骨料产品。玻璃骨料技术是一项回收矿物质的技术，其利用高温炉将污泥中的矿物质融化。玻璃骨料是一种类似玻璃状的材料，可用作喷砂砂粒，屋顶木瓦材料以及沥青铺路等领域，前景较好。日本某公司研制成功了用造纸污泥灰合成沸石。造纸污泥灰合成人造沸石时，用“添硅法”来消除灰分中过剩钙的影响。该公司对合成沸石的化学特性和矿物学特性进行研究，在高压釜中，保持温度120℃、时间2h并加3.5mol偏硅酸钠溶液合成了NaPl型沸石[21]。
  上海挪亚环境资源开发有限公司[2]自2000年开始，历时4年成功开发了“利用造纸脱墨污泥制备复合填充剂”的综合利用技术。该技术以造纸废浆污泥为原料，经过氯酸钠杀菌和表面改性处理后，采用分级干燥、粉碎、再分级、调质处理等工艺，可将造纸废浆污泥加工改性成一种新型而具有独特功能和多种用途的复合填充剂。该填充剂粉体光滑，质地均衡，界面性能良好，充分保留了废浆污泥中细小纤维和碳酸钙等成分的材料特性。复合填充剂的应用面十分广泛，作为添加剂的延伸产品，其可在原有工艺不变的基础上，将产品性能提高，并使产品成本下降。
  除此之外，造纸污泥还可回收用作生产原料，在电力部门被用来发电。由于造纸污泥具有比较好的吸附性和调节pH值的功能，可以选择性地利用造纸污泥。因此对于我国造纸工业来说，造纸污泥具有非常光明的资源化应用前景。
  4 结语
  造纸污泥的焚烧处理、生物法处理及污泥的土地化利用是污泥的主要处理及处置方式，并且土地化利用是今后污泥最终处置的主流。我国土地资源比较多，多种形式的土地利用是适合我国国情的造纸污泥处置技术，在有条件的地区可以加以推广应用。造纸污泥的资源化应用已成为一种发展迅速的经济及环保产业，具有广阔的应用前景。
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  （李永、朱海、许翠英、唐玲、刘秉钺）