污泥處理是對污泥進行減量化、穩(wěn)定化和無害化處理的過程。污水處理程度越高，就會產(chǎn)生越多的污泥殘余物需要加以處理。除非是利用土地處理或污水塘處理污水，否則一般的污水處理廠必須設(shè)有污泥處理設(shè)施。對現(xiàn)代化的污水處理廠而言，污泥的處理與處置已成為污水處理系統(tǒng)運行中最復(fù)雜、且花費最高的一部分。

污泥處理

    隨著我國城鎮(zhèn)化水平不斷提高，污水處理設(shè)施建設(shè)得到了高速發(fā)展，據(jù)《2013-2017年中國污泥處理處置深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》統(tǒng)計2010年我國城鎮(zhèn)污水處理廠已經(jīng)建有2500多座，城市污水處理能力已達到每天1.22億噸，為實現(xiàn)國家的減排目標和水環(huán)境改善，做出了巨大貢獻。但是污水廠的建設(shè)及運行伴隨產(chǎn)生了大量剩余污泥，以含水率80%計，全國年污泥總產(chǎn)水量將很快突破3000萬噸，污泥處理形勢十分嚴峻。

    由于我國污水廠在建設(shè)過程中，長期以來“重水輕泥”，我國城鎮(zhèn)污水處理廠基本實現(xiàn)了污泥的初步減量化，但未實現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化處理。據(jù)統(tǒng)計，約80%污水廠建有污泥的濃縮脫水設(shè)施，達到了一定程度的減量化;約有80%的污泥未經(jīng)穩(wěn)定化處理，污泥中含有惡臭物質(zhì)、病原體、持久性有機物等污染物從污水轉(zhuǎn)移到陸地，導致污染物進一步擴散，使得已經(jīng)建成投運的大污水處理設(shè)施的環(huán)境減排效益大打折扣。據(jù)統(tǒng)計，目前處置方式中，土地填埋占63.0%、污泥好氧發(fā)酵+農(nóng)用約占13.5%、污泥自然干化綜合利用占5.4%、污泥焚燒占1.8%、污泥露天堆放和外運各占1.8%和14.4%。事實上，土地填埋、露天堆放和外運的污泥絕大部分屬于隨意處置，真正實現(xiàn)安全處置的比例不超過20%。

    制約污泥處理處置設(shè)施建設(shè)的因素有很多，但國家污泥處理處置總體技術(shù)路線不夠明確是重要制約因素之一。為緩解污泥產(chǎn)量和污泥處理能力滯后的矛盾，我國近年出臺了一系列政策、規(guī)劃。目前，我國污泥處理的技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)政策正逐步得以明晰，產(chǎn)業(yè)化和市場化即將啟動。與此同時，污泥處置將越來越受到重視，污泥處置的技術(shù)、政策及運作方式在不久的未來將所有突破。

污泥基本類型

原污泥(rawsludge):未經(jīng)污泥處理的初沉淀污泥。二沉剩余污泥或兩者的混合污泥。

初沉污泥(primarysludge):從初沉淀池排出的沉淀物。

二沉污泥(secondeysludge)：從二次沉淀池(或沉淀區(qū))排出的沉淀物。

活性污泥(activatedsludge):曝氣池中繁殖的含有各種好氧微生物群體的絮狀體。

消化污泥(digestedsludge):經(jīng)過好氧消化或厭氧消化的污泥，所含有機物質(zhì)濃度有一定程度的降低，并趨于穩(wěn)定。

回流污泥(returnedsludge):由二次沉淀(或沉淀區(qū))分離出來，回流到曝氣池的活性污泥。

剩余污泥(excessactivatedsludge):活性污泥系統(tǒng)中從二次沉淀池(或沉淀區(qū))排出系統(tǒng)外的活性污泥。

污泥氣(sludgegas):在污泥厭氧消化時，有物分解所產(chǎn)生的氣體，主要成分為甲烷和二氧化碳，并有少量的氫、氮和硫化氫。俗稱沼氣。

    污泥處理前，首先要了解污泥的分類，才能確定污泥處理的方法：

⒈自來水廠沉淀池或濃縮池排出的物化污泥處理

污泥分類：屬中細粒度有機與無機混合污泥，可壓縮性能和脫水性能一般。

⒉生活污水廠二沉池排出的剩余活性污泥處理

污泥分類：屬親水性、微細粒度有機污泥，可壓縮性能差，脫水性能差。

⒊工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的經(jīng)濃縮池排出的物化和生化混合污泥處理

污泥分類：屬中細粒度混合污泥，含纖維體的脫水性能較好，其余可壓縮性能和脫水性能一般。

⒋工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的經(jīng)濃縮池排出的物理法和化學法產(chǎn)生的物化細粒度污泥處理

污泥分類：屬細粒度無機污泥，可壓縮性能和脫水性能一般。

⒌工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的物化沉淀粗粒度污泥處理。

土地利用

污泥土地直接利用因投資少、能耗低、運行費用低、有機部分可轉(zhuǎn)化成土壤改良劑成分等優(yōu)點，被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式，科學合理的土地利用，可減少污泥帶來的負面效應(yīng)。林地和市政綠化的利用因不易造成食物鏈的污染而成為污泥土地利用的有效方式。污泥用于嚴重擾動的土地(如礦場土地、森林采伐場、垃圾填埋場、地表嚴重破壞區(qū)等需要復(fù)墾的土地)的修復(fù)與重建，減少了污泥對人類生活的潛在威脅，既處置了污泥又恢復(fù)了生態(tài)環(huán)境。

焚燒

濕污泥干化后再直接焚燒應(yīng)用得較為普遍，沒有經(jīng)過干化的污泥直接進行焚燒不僅十分困難，而且在能耗上也是極不經(jīng)濟的。

以焚燒為核心的污泥處理方法是最徹底的污泥處理方法之一，它能使有機物全部碳化，殺死病原體，可最大限度地減少污泥體積;但是其缺點在于處理設(shè)施投資大，處理費用高，設(shè)備維護成本高，而且產(chǎn)生強致癌物質(zhì)二惡英。

污泥干燥

污泥干燥是應(yīng)用人工熱源以工業(yè)化設(shè)備對污泥進行深度脫水的處理方法，盡管污泥干燥的直接結(jié)果是污泥含水率的下降(脫水)，但與機械脫水相比,其應(yīng)用目的與效果均有很大的不同。

污泥機械脫水(也包括污泥濃縮)，其應(yīng)用的目的以減少污泥處理的體積為主(污泥濃縮和機械脫水通常均可使污泥體積減少4倍左右)，但脫水污泥餅除了含水率和相關(guān)的物理性質(zhì)，如流動性與原狀污泥有差異外，其化學、生物等方面性質(zhì)并不因脫水而產(chǎn)生變化。

污泥干燥則由于提高水分蒸發(fā)強度的要求，使用人工熱源，其操作溫度(對污泥顆粒而言)通常大于100℃，干燥對污泥的處理效應(yīng)，不僅是深度脫水，還具有熱處理的效應(yīng);加之，污泥干燥處理的產(chǎn)物，其含水率可控制在20%以下,即達到抑制污泥中的微生物活動的水平，因此污泥干燥處理可同時改變污泥的物理、化學和生物特性。

污泥處理技術(shù)

該技術(shù)創(chuàng)新采用污泥洗滌工藝，首先洗出污泥中有機物質(zhì)，分離無機物質(zhì)污泥土，再將有機污泥濃縮進行高溫厭氧消化處理。沉淀污泥經(jīng)過洗滌洗出污泥中一半固體無機污泥土，減少了一半生物處理量，節(jié)省工程投資和處理費用;單獨處理有機污泥，去除了無機污泥土在反應(yīng)器中的沉淀，減少了設(shè)備磨損和反應(yīng)器的維護;沉淀污泥經(jīng)過洗滌洗出污泥中大部分容易沉淀的重金屬和無機污泥土，提高了有機肥的品質(zhì);洗滌出的污泥土還可生產(chǎn)路面彩磚、透水磚。其他創(chuàng)新工藝：超高溫厭氧消化、多級厭氧消化、沼渣漂浮等，污泥生物處理速度提高了幾倍和沼氣產(chǎn)量提高20%以上。

污泥發(fā)酵有機肥

傳統(tǒng)污泥處理方法有3種：焚燒、填埋和資源化利用。國外多采用焚燒工藝，但投資巨大，易造成大氣污染;國內(nèi)多采用填埋，但需要占用大量的土地，同時會造成環(huán)境的二次污染;國內(nèi)上海等大中城市土地再生資源很少，難以長期采用此方式。陳立僑介紹說，用微生物處理污泥前景廣闊。經(jīng)污水處理廠現(xiàn)場試驗和實際應(yīng)用，每處理1噸污泥可獲得150元左右的經(jīng)濟效益。上海市每年排放污泥約140萬噸，如果有20%的污泥用微生物好氧發(fā)酵處理，直接經(jīng)濟效益約為4200萬元。此外，利用微生物好氧發(fā)酵，還能消除污泥的惡臭，有效控制污泥的二次污染，環(huán)境效益同樣顯著。

    將污泥發(fā)酵成有機肥，如再加入部分牛糞等，就會發(fā)酵成優(yōu)質(zhì)的有機肥，具體操作方法如下：

1、加菌。1公斤金寶貝肥料發(fā)酵劑可發(fā)酵4噸左右污泥+牛糞。需按重量比加30-50%左右的牛糞，或秸稈粉、蘑菇渣、花生殼粉、或稻殼、鋸末等有機物料以便調(diào)節(jié)通氣性。其中如果加入的是稻殼、鋸末，因其纖維素木質(zhì)素較高，應(yīng)延長發(fā)酵時間。菌種稀釋：每公斤發(fā)酵劑加5-10公斤米糠(或麩皮、玉米粉等替代物)拌勻稀釋后再均勻撒入物料堆，使用效果會更佳。

2、建堆：備料后邊撒菌邊建堆，堆高與體積不能太矮太小，要求：堆高1.5-2米，寬2米，長度2-4米

3、拌勻通氣。金寶貝肥料發(fā)酵劑是需要好(耗)氧發(fā)酵，故應(yīng)加大供氧措施，做到拌勻、勤翻、通氣為宜。否則會導致厭氧發(fā)酵而產(chǎn)生臭味，影響效果。

4、水分。發(fā)酵物料的水分應(yīng)控制在60～65%。水分判斷：手緊抓一把物料，指縫見水印但不滴水，落地即散為宜。水少發(fā)酵慢，水多通氣差，還會導致“腐敗菌”工作而產(chǎn)生臭味。

5、溫度。啟動溫度應(yīng)在15℃以上較好(四季可作業(yè)，不受季節(jié)影響，冬天盡量在室內(nèi)或大棚內(nèi)發(fā)酵)，發(fā)酵升溫控制在70-75℃以下為宜。

6、完成。第2-3天溫度達65℃以上時應(yīng)翻倒，一般一周內(nèi)可發(fā)酵完成，物料呈黑褐色，溫度開始降至常溫，表明發(fā)酵完成。如鋸末、木屑、稻殼類輔料過多時，應(yīng)延長發(fā)酵時間，待充分腐熟。

發(fā)酵好的有機肥，肥效好，使用安全方便，抗病促長，還可培肥地力等。山東有一家做“智能高溫好氧發(fā)酵一體化設(shè)備”的企業(yè)，我去考察過，應(yīng)該是好氧發(fā)酵領(lǐng)域做的最好的廠家之一。

石灰投加技術(shù)

脫水后的污泥進入料斗，料斗中加入石灰和氨基璜酸，石灰投量為濕泥量的10%一15%，氨基璜酸的投量約為石灰投量的1%。由于氨基璜酸在反應(yīng)過程中產(chǎn)生氨氣，增強了整個工藝的殺菌效果，降低了反應(yīng)溫度。污泥、生石灰和氨基璜酸在料斗中攪拌后，由雙螺旋進料機推入柱塞泵進料口，通過柱塞泵送入反應(yīng)器，在70℃下停留30min，輸出的產(chǎn)品可達到美國EPAPART503CLASSA標準。反應(yīng)后的污泥泵送至料倉，密封容器中產(chǎn)生的氣體經(jīng)洗滌塔處理后排放。

該工藝的特點：

pH>12，延續(xù)時間長，殺菌徹底;高pH使大部分金屬離子沉淀，降低了其可溶性和活躍程度;污泥的含固率可提高至30%;去除了污泥中的臭氣，系統(tǒng)全密封，無環(huán)境污染;系統(tǒng)全自動，操作維護簡單：加入少量氨基璜酸，減少了石灰用量和反應(yīng)時間，降低了運行成本。避不開的硬傷是成本高，并且增加了污泥總量。

污泥碳化技術(shù)

所謂污泥碳化，就是通過一定的手段，使污泥中的水分釋放出來，同時又最大限度地保留污泥中的碳值，使最終產(chǎn)物中的碳含量大幅提高的過程(SludgeCarbonizationo在世界范圍內(nèi)，污泥碳化主要分為3種。

⑴高溫碳化。碳化時不加壓，溫度為649—982℃。先將污泥干化至含水率約30%，然后進入碳化爐高溫碳化造粒。碳化顆?？梢宰鳛榈图壢剂鲜褂?，其熱值約為8360—12540kJ/kg(日本或美國)。該技術(shù)可以實現(xiàn)污泥的減量化和資源化，但由于其技術(shù)復(fù)雜，運行成本高，產(chǎn)品中的熱值含量低，當前尚未有大規(guī)模地應(yīng)用，最大規(guī)模的為30刪濕污泥。

⑵中溫碳化。碳化時不加壓，溫度為426—537℃。先將污泥干化至含水率約90%，然后進入碳化爐分解。工藝中產(chǎn)生油、反應(yīng)水(蒸汽冷凝水)、沼氣(未冷凝的空氣)和固體碳化物。另外，該技術(shù)是在干化后對污泥實行碳化，其經(jīng)濟效益不明顯，除澳洲一家處理廠外，尚無其他潛在的用戶。

⑶低溫碳化。碳化前無需干化，碳化時加壓至6—8MPa，碳化溫度為315℃，碳化后的污泥成液態(tài)，脫水后的含水率50%以下，經(jīng)干化造粒后可作為低級燃料使用，其熱值約為15048～20482kJ/kg(美國)。該技術(shù)通過加溫加壓使得污泥中的生物質(zhì)全部裂解，僅通過機械方法即可將污泥中75%的水分脫除，極大地節(jié)省了運行中的能源消耗。污泥全部裂解保證了污泥的徹底穩(wěn)定。污泥碳化過程中保留了絕大部分污泥中熱值，為裂解后的能源再利用創(chuàng)造了條件14t。

泥漿分離脫水機

與板框壓濾機對比：該機具有處理能力大、分離性能好、適應(yīng)性強、勞動強度小、性能穩(wěn)定、安裝操作方便、占地面積小、維修費用低等優(yōu)點，而且可以實現(xiàn)密閉的連續(xù)自動分離。

臥螺離心機

臥式螺旋卸料沉降離心機(簡稱臥螺離心機)是利用離心沉降原理分離懸浮液的設(shè)備。對固相顆粒當量直徑=3um、重量濃度比：10%或體積濃度比=70%、液固比重差：0.05g/cm3的各種懸浮液均適合采用該類離心機進行液固分離或顆粒分級。

帶式污泥脫水機

帶式污泥脫水機是中國從美國引進的先進技術(shù)，經(jīng)消化吸收，開發(fā)成功的一種高效脫水設(shè)備，可以連續(xù)壓濾，產(chǎn)品采用高強度材料制作，具有處理能力大，脫水效率高，使用壽命長等顯著特點。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于環(huán)境治理、蔬菜加工等需壓榨脫水的行業(yè)。