提要：本文通过保定市排水总公司利用城市污水厂污泥制造复合有机肥中试项目生产过程中发现的问题，探讨了在污泥制肥需解决的污泥干燥成本及肥料生产线粉尘污染问题的方案，供同行参考。
　　关键词：城市污水厂 污泥 污染 肥料 干燥 造粒 粉尘

　　保定市排水总公司下辖银定庄和鲁岗两个污水厂，日处理污水16万吨，年产含水率为75～80％的湿污泥2.7万立方米。泥质分析见下表。

表1

有机质（％）	N（％）	P2O5（％）	K2O（％）	含水率（％）
40～60	2～5	2～4	1～2	70～80

　　此种湿污泥还含有致病菌、寄生虫卵等有害菌种，无论消化与否，若不经进一步妥善处置，都将造成环境异味、病菌扩散、水体污染等多方面的二次污染。因此，污泥处置成了困扰污水处理行业多年的大问题。若我们在工业废水的源头即工业企业内部控制其重金属污染源达标排放（二级标准），一般城市污水厂的污泥重金属不会超标（《农用污泥质量标准》GB4284-84），在此情况下利用污水厂污泥制造复合有机肥成为可能。遵照开发就是资源、趋利更应避害的原则，我们组织技术人员，研究开发了“利用城市污水厂污泥制造复合有机肥技术”。在该项目通过了河北省科委组织的技术鉴定后，我厂于2000年建成了污泥处置中试车间并开始试生产。根据年产泥量及当地农民使用肥料情况, 我厂上了一套年产5000吨复合有机肥的中试生产线。生产工艺选用湿污泥烘干、圆盘造粒工艺，流程如下：
　　湿污泥烘干选用内部带破碎轴的滚筒烘干机，边破碎，边烘干，提高烘干效率。干污泥粉碎多使用链条式或锤片式破碎机，但这两种设备产生的粉尘较多，工作环境恶劣，所以我厂选用了雷蒙磨，并对其除尘系统进行了改造，大大降低了粉尘污染。原料经圆盘造粒机、低温烘干机造粒烘干后,通过多级冷却筛分机筛分成不同粒径的颗粒装袋,满足不同的客户需求。
　　我厂开发生产了小麦、玉米、棉花等专用复合有机肥并分别作了田间试验，试验结果如下：

1　玉米

1.1千粒重、穗粒数比较表

表2

处理	复合有机肥	化肥	污泥	空白
粒数（个）	544	525	513	488
穗粒数增长（％）	11.5	7.6	5.1
千粒重（g）	308.6	299.4	289.7	276.6
千粒重增长（％）	11.6	8.2	4.7
亩产（kg）	978	954	892	810
亩产增长率（％）	20.7	17.8	10.1
备注	以上数值为均值

1.2 玉米籽粒中污染元素含量分析

表3

处理	空白	污泥	复合有机肥	结果判定
镉（mg/kg）	0.019	0.022	0.020	合格
汞（mg/kg）	0.004	0.006	0.005	合格
砷（mg/kg）	0.14	0.17	0.14	合格
备注	《粮食卫生标准》（GB2715-81、GBn238-84） Cd<0.05mg/kg Hg<0.02mg/kg As<0.7mg/kg

1.3　结果分析
　　从表2、3可以看出：使用复合有机肥效果最好，穗粒数增长11.5％；千粒重增长11.6％；亩产增长20.7％，而且玉米籽粒重金属含量增加极少，所以说污泥制造有机复合肥作为肥料使用是安全的。

2　小麦

2.1小麦千粒重、穗粒数比较表

表4

处理	复合有机肥	化肥	污泥	空白
株高（cm）	85.1	81.7	80.6	75.8
穗粒数（个）	40.2	38.4	36.1	32.7
穗粒数增长率（%）	22.32	20.25	10.4
千粒重（g）	38.8	38.5	38	37.2
千粒重增长率（%）	4.30	3.50	2.15
亩产（Kg）	385.1	369.2	336.1	267.0
亩产增长率（%）	44.2	38.4	26.0
备注	以上数值为均值

2.2施用肥料后小麦籽粒中污染元素含量分析

表5

处理	空白	污泥	复合有机肥	结果判定
镉（mg/kg）	0.015	0.020	0.016	合格
汞（mg/kg）	0.003	0.004	0.003	合格
砷（mg/kg）	0.08	0.14	0.08	合格
备注	《粮食卫生标准》（GB2715-81） Cd<0.05mg/kg Hg<0.02mg/kg As<0.7mg/kg

　　从表4表5可看出，小麦与玉米在施用有机复合肥后情况相同，产量增加且重金属含量没有超标。

3　棉花

表6

处理	复合有机肥	化肥	污泥	空白
色泽	乳白、有光泽、有少量淡黄染	乳白、有光泽、有少量淡黄染	乳白、有光泽、有少量淡黄染	乳白、有光泽、有少量淡黄染
铃重(g)	5.01	5.00	4.76	4.32
衣分率（%）	38.8	38.6	38.0	36.9
纤维长度(mm)	33.0	33.0	32.0	31.5
亩株数（株）	3200	3200	3200	3200
亩产皮棉(kg)	61.7	61.2	55.4	46.1
增产率（%）	33.8	32.7	20.2
水分含量（%）	4.6
备注	以上数值为均值

　　从棉花田间使用效果可以看出：复合有机肥使用效果与无机复混肥的效果基本相同。但使用复合有机肥可减少使用无机化肥对土地的毒害作用，且复合有机肥具有有机肥的长效性，连年施用效果更佳。
　　该生产线运行一年多来，我们也发现了不少问题，边运行，边改进。现将我们的实践经验及必须解决好的关键问题介绍如下：
　　（1）解决好污泥烘干问题。即以最低的成本将含水率为80%的泥饼变为含水率为13%的干污泥。我们推荐三种方法，请用户结合当地情况选择。
　　①在北方地区若有场地可直接凉干，即将场地硬化后建设凉晒场，按当地的蒸发量及降雨量计算确定场地的大小^[1]。凉晒的环境条件较为恶劣，但生产每吨干污泥的成本较低，可控制在150元以内。
　　② 采用污泥与粉碎后的农作物秸杆掺混进行高温发酵。一般发酵周期为7天，秸杆掺混以C：N=（30～40）：1为宜，此方法可使污泥中有机质进一步稳定，并有一定杀菌作用，水分可降至30%左右，适宜于有秸杆资源的地区，但需有性能稳定的发酵翻堆设备做支持。
　　③利用热风炉产生的高温烟气将含水率≤80%的湿污泥一次烘干至含水率≤13%的干污泥，此类加工设备要求带边烘干，边破碎的功能以增加污泥与热风的接触面积，提高热效率，并使烘干污泥的颗粒变小（≤3mm）方便利用，若采用燃煤为热源的烘干热备蒸发每公斤水能耗为5000KJ左右。国外生产的膜式真空压滤干燥设备，蒸发每公斤水能耗为2425KJ，上海交大和同济大学联合研制的燃气红外蒸发技术设备，蒸发每公斤水能耗为7283KJ，产吨干泥（含水率13%）燃料价值1879元[2]。保定市污水处理总厂与某单位联合开发的燃煤型高湿物料烘干机蒸发每公斤水能耗为5500KJ。产吨干泥（含水率13%）消耗燃料价值280元。国外膜式真空压滤干燥设备从原理上讲应该比较节能，但国内尚未应用实例。国内干燥设备的污泥烘干成本与所选用燃料类型关系较大。以煤为燃料的烘干设备污染较为严重，但对污水处理厂可利用处理后再生水，选用湿式水膜除尘，在除尘用水中加入碱液及吸附剂，可去除燃料燃烧过程中产生的SO2、粉尘等大气污染物质及在湿污泥烘干过程中产生的部分臭味。湿污泥经烘干后可变为大小较为均匀的小颗粒，对有机质含量较高的污泥在湿式尾气处理设备前的烟道，增设旋风集料装置以回吸更细小的余料，在一般地区推荐采用1、3或2、3相结合的湿污泥干燥方式，污泥的热干燥处理可实现污泥的减量化，灭菌除臭和保营养的目的。热风炉干燥设备的进风温度控制在≤800，出风温度控制在≤160，则干污泥的出料温度可控制在60°以下，以减少高温对污泥中植物营养元素及有机质的破坏作用。
　　关于污泥干燥过程中的尾气处理，按实践经验宜采用高温烟气冷凝降温，去掉其中的水分后再经生物滤塔过滤除臭，即可达到环保排放要求。
　　（2）解决好利用污泥为原料的肥料颗粒生产线生产过程产生的粉尘二次污染问题。
　　以干污泥为原料制肥的生产工艺按产品外观的不同有两种工艺。
　　① 圆盘造粒工艺（生产球粒肥料）工艺流程图见前图。
　　② 挤压造粒工艺（生产柱状粒肥料）
　　因挤压造粒对物料细度的要求比圆盘造粒低，一般原料（直径4mm）不需粉碎，在造粒过程中不需加水，能省掉造粒后的烘干设备，所以挤压造粒工艺的设备投资比圆盘造价低，但因挤压造粒成型模具属易损件模具，费用较高，挤压造粒工艺较圆盘造粒成本略低，另外挤压造粒较圆盘造粒的生产环境好（即产生的粉尘较少）。肥料的球状粒适于机播，选用什幺样的造粒工艺，关键在于当地市场能接受什幺类型的肥料。对于圆盘造粒的生产线，粉尘主要产生于污泥粉碎、混合及圆盘造粒的过程中，可用引风机通过排气管、排气罩将尘源产生的粉尘引入除尘室，用布袋除尘或电除尘的方法解决粉尘污染的问题。
　　（3）项目的生存需政策的支持
　　利用污泥制造复合有机肥项目属废物利用、化害为利、变废为宝的环保项目。湿污泥随意弃置造成的环境损失值每立方米为38元。以5—20万m3/日的污水厂为例，有污泥消化工艺的污水厂比没有污泥消化处理工艺的污水厂处理每吨污水成本多0.165元，按万吨污水产80%湿污泥6m3计，相当于每消化处理1m3湿污泥运行费为275元。而干燥湿污泥的成本在100元以内。所以国家技术产业政策应鼓励污泥制肥技术的应用，政府部门应减免污泥制肥产品的税收。利用污泥制肥项目中污泥烘干成本占产品成本的30—45%，以污泥为原料的有机肥项目只有将污泥烘干成本列入污水处理费，产品的价格在市场上才有竞争力。