随着中国城镇居民生活污染防治工作的不断推进，污泥处理设施建设及配套污水管网不断完善，城镇居民生活污水处理能力逐年增长，根据《2019年城市建设统计年鉴》，中国运行污水处理厂2471座，生活污水处理量约1.44×10⁸m³/d，干污泥产生量约3.0×10⁵t/d。在污水处理能力逐步提升的同时，剩余污泥处理处置压力也不断增加。污泥的“减量化、资源化和无害化”成为当前研究的热点，其中资源化是实现污泥化“废”为宝，是污泥处理的主流，在多年研究发展中形成了“厌氧消化+土地利用、好氧发酵+土地利用、干化焚烧+灰渣填埋或建材利用、深度脱水+应急填埋”等4种主流处理处置技术路线，有效支撑了中国污泥处理处置问题的解决。

由于不同地区自然条件、污泥产量、泥质等方面存在较大的差异，受经济技术水平不足、相关污泥产品产业不完整等因素影响，广西污泥处理处置仍面临较大困难。为全面掌握广西污泥处理处置现状，一方面开展广西已建成县级及以上市政污水处理厂的污泥产生及处理处置现状调查；另一方面选取典型市政污水处理厂脱水污泥，开展为期一年的采样分析，并结合污泥特性开展污泥资源化利用潜势分析。

1 材料及方法

1.1 调查对象

通过资料收集及现场调研方式，调查广西118个县级及以上市政污水处理厂的污泥产生及处理处置现状，选取4座典型市政污水处理厂脱水污泥，开展为期一年的采样分析（每2个月采样一次），调查污泥含水率、有机质含量、pH值、氮磷元素含量、热值等基本理化性质。

1.2 分析方法

pH值采用电位法测定（HJ962-2018），含水率采用重量法测定（CJ/T221-2005），有机质采用土壤检测第6部分：土壤有机质的测定（NY/T1121.6-2006）、总氮采用森林土壤氮的测定（LY/T1228-2015），总磷采用氢氧化钠熔融后钼锑钪分光光度法（CJ/T221-2005）。

2 结果与讨论

2.1 广西市政污水处理厂污泥产生情况

2020年广西118座县级及以上市政污水处理厂，污水处理量约516.97万m³/d，脱水污泥产生量约为1324.37t/d（含水率约80%）。南宁市、柳州市、桂林市、梧州市的脱水污泥产生量在100t/d以上4个城市脱水污泥产量合计853.4t/d，占广西脱水污泥产量的67.2%；其余10个城市脱水污泥产量相对较小，脱水污泥产量共计471.01t/d，占脱水污泥产量的35.6%。南宁市的脱水污泥产量较大，15座县级及以上污水处理设施的脱水污泥产量达到406t/d。

2.2 污泥处理处置情况

由于污泥堆肥化处理方式具有投资少、运行费用低、可回收污泥营养物质，实现剩余污泥无害化、资源化等优点，受到广泛应用，约有52.8%污水处理厂通过好氧堆肥+土地利用方式进行污泥处理处置；有32.2%的污水处理厂依托水泥厂、焚烧厂，通过水泥窑/烧砖/焚烧发电的方式进行污泥处理处置；其余10.1%、4.9%的污水处理厂分别通过填埋、厌氧消化方式进行污泥处理处置。根据于嵘等前期对广西污水处理厂污泥处理现状调查结果，2015年广西通过土地利用、焚烧及其他方式进行处理处置的污泥有72.2%，通过填埋进行处置的污泥有27.8%；2020年广西采用填埋方式进行处理处置的污泥比例降低至10.9%，其余87.6%的污泥通过土地利用、水泥窑协同处置、焚烧等方式进行处置。

广西市级污水处理厂的脱水污泥处理处置方式主要为堆肥后土地利用，占比为55.2%；其次为水泥窑协同处置/焚烧/制砖等多种方式，占比为44.8%。县级污水处理厂的脱水污泥处理处置方式主要为卫生填埋，占比43.7%；其次为堆肥后土地利用、水泥窑协同处置/焚烧/制砖等，占比分别为35.5%、19.2%。由此可见，县级污水处理厂脱水污泥填埋比例仍然较大。

2.3 典型污水处理厂污泥理化性质及资源化潜势

2.3.1 污泥理化性质

南宁市四座典型市政污水处理厂污泥的pH值基本在6.0～7.5之间，含水率范围为62.4～83.6%，平均含水率基本在70%左右。在污泥资源化处理处置过程中焚烧、制作建筑材料等资源化利用方式对污泥含水率的要求，仍需通过预处理进一步降低污泥含水率。

典型污水处理厂污泥pH值、含水率状况如下表所示：

四个污水处理厂的平均有机质含量均在200g/kg以上，达到污泥农用标准（CJ/T309-2009）的有机质含量要求。与全国、广西平均情况对比，分别为280g/kg、400g/kg，污水处理厂A由于调查期间部分月份有机质含量存在波动，平均有机质含量较低，未达到全国平均水平；B、C、D污水处理厂污泥有机质含量均高于全国平均水平，具有较好的污泥资源化利用价值。

四个污水处理厂污泥总氮平均含量在18.32g/kg～38.16g/kg之间，总磷平均含量在13.63g/kg～21.80g/kg之间，污泥氮磷含量达到污泥农用标准（CJ/T309-2009）的氮磷钾含量要求（∑NPK＞30g/kg）。与全国、广西平均情况对比，污水处理厂A、C的总氮平均含量较低，未达到全国平均水平；四个污水处理厂的污泥总磷含量均较低，均未达到全国平均水平。

四个污水处理厂污泥热值范围为5256～8561J/g、7612～10367J/g、7480～11045J/g、5296～11719J/g，与广西平均情况对比，污水处理厂A的污泥热值低于广西平均水平（9135J/g），污水处理厂B、C、D的污泥热值接近广西均值。与标准煤热值（29307.6J/g）对比，污泥平均热值为标准煤热值的17.9%～39.9%，而一般认为污泥含水率为80%时，干基热值需要在14680J/g以上才可满足污泥焚烧要求，因此在不采取其他预处理措施情况下，南宁典型污水处理厂污泥热值难以满足污泥焚烧的要求。

2.3.2 污泥资源化利用潜势

根据前期相关研究及实际案例，单独建设污泥焚烧装置的焚烧效果好，但基建费用高、处理能耗大、运行成本高，如深圳某企业建设800吨/天污泥焚烧装置，基建投资约4.8亿元，在处理含水率为80%、低位热值为8380～11523kJ/kg的污泥时，干化焚烧成本在500元/吨左右。南宁典型污水处理厂污泥热值为5256kJ/kg～11719kJ/kg，平均含水率为74.8%，与深圳市污泥性质相似，受地区经济发展相对落后的制约，较难通过干化焚烧方式进行污泥处理处置。

污泥协同焚烧方式指利用污水处理厂周边的水泥厂、垃圾焚烧厂、发电厂等窑炉进行污泥焚烧，同时污泥协同焚烧后可作为原料掺入污泥熟料或作为飞灰回收利用等，降低污水处理厂的剩余污泥监管压力，逐渐成为污水处理设施的主要污泥处理处置方式。但根据前期调研，广西某焚烧厂协同处置脱水污泥费用约300元/吨，处理费低于污泥干化焚烧，但由于协同处置过程中对污泥热值、含水率的要求较高，过大的污泥投配比可能影响燃烧效果、增加后续烟气处理达标排放压力、影响焚烧飞灰回收利用及水泥产品品质等，目前仍然难以满足大规模的污泥处理需求。

污泥厌氧消化是指在厌氧的条件下，通过厌氧或兼氧微生物作用，分解转化污泥中有机物，并产生二氧化碳和甲烷的过程，在此过程中既可有效去除污泥中有机物，还可回收生物质能源，是目前较普遍的污泥减量化、稳定化和资源化技术之一，北京高碑店、天津津南、长沙黑麋峰等污泥厌氧消化工程的建设运行，取得良好示范作用。污泥有机质含量是污泥厌氧消化过程能否产生经济效益的关键，由于南方地区污泥有机质较低，部分区域污泥有机质含量甚至不足40%，而根据相关研究，当污泥有机质含量低于50%时，厌氧消化降解过程中易出现氨抑制现象，使厌氧消化设施运行负荷降低，影响处理效果，结合本次采样分析结果，南宁市典型污水处理厂污泥平均有机质含量在26%～45%，虽然可以通过将污泥与秸秆、餐厨垃圾、畜禽粪污等不同基质协同进行厌氧消化，但由于目前广西尚未形成完善的垃圾分类制度体系，短期内难以大规模采用厌氧消化方式进行污泥处理处置。

好氧堆肥是指污泥在高温条件下，通过好氧微生物降解污泥中的有机质，同时杀死污泥中微生物、寄生虫等有害物质，堆肥形成的产品可进行土地利用，在好氧堆肥过程中，通常认为污泥混合物料较佳含水率为50%～60%，pH值为5.5～8.0，有机质含量为20%～80%，从南宁市污泥特性来看，基本可以满足污泥好氧堆肥要求。结合课题组前期研究发现，南宁城市污泥重金属的含量总体相对较低，且主要以残渣态等为主，同时对污泥堆肥产品重金属含量进行分析发现，堆肥产品中重金属Hg、As、Ph、Cd、Cr含量分别为0.26～1.84mg/kg、4.01～24.7mg/kg、7.8～43.2mg/kg、0.31～1.78mg/kg、43～195mg/kg，均达到农用污泥（GB 4284-2018）A级标准限值要求。

根据2021年农业农村部发布的《有机肥料》（NY/T 525-2021）标准，虽然污泥禁止作为农用有机肥的原料，但园林绿化、矿山修复等方面对好氧堆肥污泥仍有较大需求，如重庆市自2005年起开展污泥的园林资源化研究，建设了市政污泥酵制园林营养土的生产线，利用高温好氧堆肥工艺生产园林营养土，实现较好的环境效益与经济效益；美国、瑞典、加拿大、波兰等发达 早在20世纪末就开展了稳定化市政污泥应用于铜矿、铜钼矿、铅锌矿和煤矿等矿山废弃地的植被恢复研究，结果表明，堆肥污泥施用可能带来重金属、氮、磷元素迁移富集，或对水体硝酸盐氮、有机质等水质指标产生短期不利影响，但堆肥污泥在矿山修复过程中具有同步实现矿山废弃地土壤理化性质改善、快速恢复植被和重建生态功能的优势，在实现污泥污染物有效控制基础上，具有较好的应用前景。

3 结语

广西市级污水处理厂主要采用好氧堆肥、协同焚烧、生产建筑材料等方式进行污泥处理处置；县级污水处理厂受资金、技术等多种因素制约，仍主要采用卫生填埋方式，随着污泥产量增加、卫生填埋场地减少，急需找到适宜的污泥资源化处理处置途径。结合南宁市市政污泥特性分析结果，由于市政污泥含水率较高、有机质和热值偏低的特点，单独焚烧、水泥窑和焚烧厂协同处置、厌氧消化等方式较难广泛应用。因此采用污泥好氧堆肥后土地利用的方式在经济效益、环境收益等方面均具备一定优势，建议进一步加强污泥堆肥全过程中的重金属管控，开展堆肥污泥在园林绿化、矿山修复施用过程污染转移特性研究，探明污泥施用阈值，合理控制施用量，降低堆肥污泥生态风险，拓宽市政污泥资源化利用途径。