污水處理廠凈化了水，卻留下了泥。圖片來源：百度圖片

“十二五”期間，我國已投資347億元用于污泥處理處置，而在“十三五”時期，污泥處理處置仍將是重點。生物瀝浸技術(shù)被證實是一種既能提高污泥脫水性能又能去除重金屬的生物方法，有望讓污泥變廢為寶。

■本報記者 李惠鈺

“重水輕泥”是我國污水處理長期以來的沉疴，大量污泥隨意外運、簡單填埋或堆放，已經(jīng)致使許多城市“毒泥圍城”，污泥的不規(guī)范處置已成為我國新的環(huán)境污染源。

“十二五”期間，我國已投資347億元用于污泥處理處置，而在“十三五”時期，污泥處理處置仍將是重點。

不過，由于污泥高含水率和重金屬的存在，對其處理技術(shù)也提出了更高的要求，相比城鎮(zhèn)污泥，制革、電鍍等行業(yè)所產(chǎn)生的污泥成分則更為復(fù)雜，處理難度也隨之加大。

生物瀝浸技術(shù)被證實是一種既能提高污泥脫水性能又能去除重金屬的生物方法，有望讓污泥變廢為寶。

50%污泥未無害化處理

污水處理廠凈化了水，卻留下了“泥”：它們是污水處理過程中所產(chǎn)生的沉淀物，每天全國污水處理廠產(chǎn)生含水高達(dá)80%左右的黑臭污泥近9萬噸，此外，還有數(shù)量龐大的含有毒有害污染物的工業(yè)企業(yè)污泥。據(jù)統(tǒng)計，我國污泥年產(chǎn)量高達(dá)約7000萬噸，包括約3500萬噸的市政污泥和3500萬噸的工業(yè)污泥。

住建部城建司水務(wù)處處長曹燕進(jìn)2014年曾公開表示，中國近50%的城市污泥未做到無害化處理。大部分污泥沒有得到妥善的處置和利用，面臨再次污染環(huán)境的風(fēng)險。

“如果污水處理廠產(chǎn)生的污泥得不到及時處理，就會導(dǎo)致廠內(nèi)大量污泥積壓，這不僅會影響污水處理廠的正常運營，嚴(yán)重了甚至還可能造成污水處理系統(tǒng)的全面癱瘓?！币晃画h(huán)境治理專家對《中國科學(xué)報》記者說。

然而，由于我國長期受“重水輕泥”思想的影響，以及污泥處理技術(shù)落后與資金的短缺，導(dǎo)致諸多城鎮(zhèn)污水處理廠并未實現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化處理。

據(jù)記者了解，我國80%的污水處理廠都建有污泥的濃縮脫水設(shè)施，能達(dá)到一定程度的減量化，但大部分污泥未經(jīng)穩(wěn)定化處理，導(dǎo)致污泥中含有的惡臭物質(zhì)、病原體、持久性有機(jī)污染物等容易從污水轉(zhuǎn)移到陸地，使污染物進(jìn)一步擴(kuò)散，這也使已經(jīng)建成投運的污水處理設(shè)施的環(huán)境減排效益大打折扣。

“現(xiàn)在，我國大部分污泥都沒有得到合理的處置，采用比較多的方式是填埋，而填埋有可能使重金屬及其他有害物質(zhì)下滲，進(jìn)一步污染環(huán)境?！编嵵荽髮W(xué)環(huán)境生態(tài)工程研究所副所長李永紅表示，現(xiàn)在的污泥技術(shù)壓濾之后含水率在80%左右，污泥比較松軟，填埋下去的污泥容易出現(xiàn)皺褶，運輸?shù)臋C(jī)械還會發(fā)生滑坡，因此并不提倡填埋這種污泥處理方式。

李永紅稱，處理污泥的方法還有焚燒、發(fā)電、干化、堆肥等，但焚燒會產(chǎn)生一些氣體污染物，帶來二次污染，成本也比較高；干化和發(fā)電同樣成本高企；而對于堆肥來講，重金屬仍是一個問題，且若污泥的pH值較高，亦不適合堆肥。

“因此，尋找其他技術(shù)還具有很大的市場?！崩钣兰t說。

生物技術(shù)成治理良方

污泥的最終歸宿到底在哪兒？記者了解到，生物瀝浸技術(shù)有望成為突破口。

“生物瀝浸實際上是一種微生物技術(shù)?！蹦暇┺r(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院教授周立祥介紹，污泥生物瀝浸工藝是在城市污水處理廠的濃縮污泥（含水約97%）中接種復(fù)合微生物，并在運行中投加少量的營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)曝氣處理約48小時，使污泥pH值降至2~5，繼而完成除臭、殺滅病原菌、脫出重金屬及大幅改善污泥脫水性的生物處理過程。

這些復(fù)合微生物主要是由嗜酸性自養(yǎng)菌和嗜酸性異養(yǎng)菌組成。嗜酸性自養(yǎng)菌以硫桿菌為主，是生物瀝浸技術(shù)的主要工作微生物，如嗜酸性氧化硫硫桿菌、鐵氧化鉤端螺旋菌等；嗜酸性異養(yǎng)菌包括耐酸性的紅酵母菌、地霉屬、絲狀真菌等五六種。

周立祥表示，污泥中重金屬以硫化物、碳酸鹽形式和有機(jī)結(jié)合態(tài)等不溶性形態(tài)存在。在硫桿菌作用下，污泥pH值會降低，難溶性的硫化物會氧化為可溶性的硫酸鹽，難溶性重金屬就會從污泥里溶解進(jìn)入水相，進(jìn)入水相的重金屬，往往可加沉淀劑進(jìn)行沉淀去除。

另外，生物瀝浸技術(shù)中的自養(yǎng)菌個體小，且分泌的胞外聚合物（EPS）是異養(yǎng)菌的1/10，所以想方設(shè)法讓自養(yǎng)菌在污泥脫水體系中占絕對優(yōu)勢，這樣就能使自養(yǎng)菌替代原來的異養(yǎng)菌，成為優(yōu)勢菌。

“這樣就會使原來活性污泥中的菌膠團(tuán)破碎，包裹在其中的毛細(xì)管水就會釋放出來，又由于低的EPS，會使得污泥很好脫水。因此，以自養(yǎng)菌為主的生物瀝浸污泥不需要加任何絮凝劑，即可脫水到60%以下?！敝芰⑾檎f。

不僅如此，由于硫桿菌具有很強(qiáng)的氧化性，能夠?qū)⒘蚧?、硫化氫這些往往會導(dǎo)致污泥發(fā)臭的物質(zhì)氧化，因此除臭效果好。生物瀝浸創(chuàng)造的低pH值和氧化環(huán)境，還會使得病原菌不適應(yīng)這一環(huán)境，因此有殺菌作用。

周立祥稱，生物瀝浸不會損害污泥有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分，由于污泥含有機(jī)質(zhì)高，堆肥后的污泥可用于園林綠化，用作營養(yǎng)土。李永紅則補充道，生物瀝浸技術(shù)處理的污泥不僅可以做到減容，有機(jī)質(zhì)含量還沒有減少，因此用于堆肥是其優(yōu)勢之一。另外，由于生物瀝浸處理后污泥中的寄生蟲、有害菌、蟲卵能夠被殺死，用于堆肥也能夠解決一個隱患。

工程化利用仍遇挑戰(zhàn)

目前，污泥生物瀝浸及資源化利用技術(shù)已經(jīng)在全國多個污水處理廠或企業(yè)得到應(yīng)用。通過該技術(shù)，如今污泥處理量能達(dá)到2200噸/日，預(yù)計今年年底將達(dá)到3000噸/日。

“生物瀝浸的技術(shù)是源于微生物的方法，只要我們能很好掌握微生物知識和相關(guān)設(shè)備運行要求及參數(shù)，就能讓這個技術(shù)良好運行?！敝芰⑾檎f。

他同時指出，生物瀝浸最需要改進(jìn)的重要一點是，反應(yīng)時間比較長，比如說若要去除重金屬，反應(yīng)時間通常需要48小時。這幾年，周立祥團(tuán)隊也一直在攻克這個問題，“目前我們已經(jīng)能有效地降低反應(yīng)時間，使得效率提高3~5倍?！?/p>

另外，生物瀝浸技術(shù)在工程化過程中還會受多種因素的影響。比如，溫度會影響微生物的生長和繁殖，一般而言，最適溫度是25~35℃，反應(yīng)器溫度最好高于15℃；污泥濃度會影響生物瀝浸需要的時間，濃度越高時間越長；有毒物質(zhì)比如說殺菌劑、消毒水進(jìn)入污泥系統(tǒng)，也會對生物瀝浸有負(fù)面影響。

而想要使生物瀝浸大規(guī)模工程化應(yīng)用，目前來說還面臨一些問題。上述環(huán)境治理專家指出，由于我國大部分污水處理廠都沒有預(yù)留污泥處理的空間，這就對污泥的處置增加了難度和運營成本。另外，目前許多地方政府未能明確列支污泥處置費用，這在很大程度上也影響到污泥處置的市場推動。所以，除了技術(shù)上的支撐，污泥處理還需要更多政策上的支持。

《中國科學(xué)報》 (2016-04-05 第6版 前沿)