污泥，是指污水處理廠在污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的含水率不同的半固態(tài)或固態(tài)物質(zhì)，是污水處理無(wú)法避免的“副產(chǎn)品”。污泥產(chǎn)生于污水處理的多個(gè)環(huán)節(jié)。污泥中含有病原體、蟲(chóng)卵、重金屬和持久性有機(jī)污染物等有毒有害物質(zhì)，未經(jīng)有效處理處置，極易對(duì)地下水、土壤等造成二次污染。然而經(jīng)過(guò)恰當(dāng)處理，污泥又可以作為肥料、建材等資源循環(huán)利用。

圖表 1：污泥的不同來(lái)源和定義

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污泥的處理問(wèn)題其實(shí)就是解決含水率不斷降低的問(wèn)題。目前，污泥的最終處置方式主要有土地利用、焚燒、建材利用和填埋等，每種處置方式都有優(yōu)點(diǎn)和不足。

圖表 2：污泥處理的主要方式和優(yōu)缺點(diǎn)

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1、干化焚燒

污泥干化可使污泥含水率控制在10％～40％，減少了污泥的體積和重量，降低了運(yùn)輸費(fèi)和填埋費(fèi)，而且污泥的臭味大為減少。干化的裝置可分直接干化和間接干化，其能量消耗與污泥成份和水分有關(guān)。間接干化(利用沼氣通過(guò)熱交換器)一般推薦用立式干化裝置，并選用流化床工藝。干化與焚燒串聯(lián)工藝中，干化的程度取決于污泥的熱值和回收焚燒爐的熱能，使干化的能量盡量平衡，不另外添加燃料。

污泥焚燒的最大好處是，可以迅速和較大程度地使污泥減容，并且在惡劣的天氣條件下不需存儲(chǔ)設(shè)備，能夠滿足越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)境要求和充分地處理不適宜于資源化利用的部分污泥。污泥的焚燒處置不僅是一種有效降低污泥體積的方法，設(shè)計(jì)良好的焚燒爐不但能夠自動(dòng)運(yùn)行，還能夠提供多余的能量和電力，因此幾乎所有的發(fā)達(dá)國(guó)家均期望通過(guò)焚燒處置污泥來(lái)解決日益增長(zhǎng)的污泥量和以前通過(guò)填理處置的部分污泥。

2、衛(wèi)生填埋

污泥衛(wèi)生填埋起源于上世紀(jì)60年代，是在傳統(tǒng)填埋的基礎(chǔ)上從保護(hù)環(huán)境角度出發(fā)，經(jīng)過(guò)科學(xué)選址和必要的場(chǎng)地防護(hù)處理，需要有嚴(yán)格的管理制度的和科學(xué)的工程操作方法。目前已經(jīng)是一項(xiàng)比較成熟的污泥處置技術(shù)。基本方式是城市污泥經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的滅菌處理，直接傾倒于低地或谷地制造人工平原。它對(duì)前期的污泥處理技術(shù)要求較低，一般進(jìn)行消化減容即可。如不進(jìn)行消化處理，也可讓其自然干化。因此它需要大面積的場(chǎng)地和量的運(yùn)輸費(fèi)用，且地基需作防滲處理以免污染地下水，故近年來(lái)污泥填埋處置所占比例越來(lái)越小。但填埋并不能最終避免環(huán)境污染，而只是延緩了產(chǎn)生時(shí)間。

3、土地利用

污泥的土地利用已有多年歷史,主要包括污泥農(nóng)用,污泥用于森林與園藝、廢棄礦場(chǎng)等場(chǎng)地的改良等。污泥中含有豐富的有機(jī)物和N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素以及植物生長(zhǎng)必需的各種微量元素Ca、Mg、Zn、Cu、Fe等,施用于農(nóng)田能夠改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力、促進(jìn)作物的生長(zhǎng)。污泥的土地利用是一種安全積極的污泥處置方式,在美國(guó)約有40%左右的污泥采用土地利用的方式進(jìn)行處置。盡管污泥的土地利用有能耗低、可回收利用污泥中養(yǎng)分等優(yōu)點(diǎn),但污泥中也含大量病原菌、寄生蟲(chóng)(卵),以及銅、鋁、鋅、鉻、汞等重金屬和多氯聯(lián)苯、二噁英、放射性核素等難降解的有毒有害物。一般來(lái)說(shuō),污泥要作土地處置必須經(jīng)無(wú)毒無(wú)害化處理,否則,污泥中的有毒有害物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致土壤或水體的二次污染。

4、堆肥處理

污泥堆肥是城市生活污水處理產(chǎn)生的污泥堆肥化產(chǎn)物,也就是將污泥進(jìn)行穩(wěn)定化處理。其堆肥工藝流程如下圖所示：

圖表 3：污泥堆肥工藝流程圖

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堆肥處理是一種無(wú)害化、減容化、穩(wěn)定化的綜合處理技術(shù),是由混合微生物群落在潮濕的環(huán)境中對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解。堆肥過(guò)程中產(chǎn)生的高溫可以有效地殺死病原微生物及各種寄生蟲(chóng)卵。污泥經(jīng)過(guò)高溫堆肥進(jìn)行生物發(fā)酵技術(shù)處理后,把有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性較高的腐殖質(zhì),可達(dá)到無(wú)害化和資源化。它一方面借助堆肥產(chǎn)生的高溫加快分解速度,更加有效地殺死病原微生物及各種蠕蟲(chóng)卵。另一方面通過(guò)添加調(diào)理劑、膨脹劑以改善污泥的膠體團(tuán)粒結(jié)構(gòu),降低含水率,同時(shí)由于污泥的進(jìn)一步腐殖化,植物可利用的養(yǎng)分增加,大大提高了肥料的利用價(jià)值。

5、堿性穩(wěn)定化

堿性穩(wěn)定化是指在污泥中加入石灰或水泥窯灰等堿性物質(zhì),使污泥pH>12并保持一段時(shí)間,利用強(qiáng)堿性和石灰放出的大量熱能殺滅病原體、降低惡臭和鈍化重金屬,處理后污泥可直接施用于農(nóng)田。堿性穩(wěn)定化的兩個(gè)主要處理方法是N-ViroSoil和AgriSoil方法[1]。前者是在堿性穩(wěn)定后通過(guò)機(jī)械翻堆或其他方法使污泥快速干燥,后者則是在混合堿性物料后進(jìn)行堆肥。

6、濕式氧化

濕式氧化是指在高溫高壓下利用空氣中的氧來(lái)氧化分解濕污泥中的有機(jī)物的一種處理方法。濕式空氣氧化技術(shù)是將污泥置于密閉反應(yīng)器中,在高溫高壓條件下通入空氣或氧氣作氧化劑,按浸沒(méi)燃燒原理使污泥中有機(jī)物氧化分解,將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物的過(guò)程。

濕式氧化法的特點(diǎn)是能對(duì)污泥中幾乎所有的有機(jī)物進(jìn)行氧化,不但分解程度高,而且可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)；經(jīng)濕式氧化后的污泥主要為礦化物質(zhì),污泥比阻小,一般可直接過(guò)濾脫水,而且效率高,濾餅含水率低。缺點(diǎn)是要求設(shè)備耐高溫高壓,投資費(fèi)用大,運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高,設(shè)備易腐蝕。