干货：污泥处理知识大全

随着我国城镇化水平不断提高，污水处理设施建设得到了高速发展，据《2013-2017年中国污泥处理处置深度调研与投资战略规划分析报告》[1]统计2010年我国城镇污水处理厂已经建有2500多座，城市污水处理能力已达到每天1.22亿吨，为实现国家的减排目标和水环境改善，做出了巨大贡献。但是污水厂的建设及运行伴随产生了大量剩余污泥，以含水率80%计，全国年污泥总产水量将很快突破3000万吨，污泥处理形势十分严峻。

由于我国污水厂在建设过程中，长期以来“重水轻泥”，我国城镇污水处理厂基本实现了污泥的初步减量化，但未实现污泥的稳定化处理。据统计，约80%污水厂建有污泥的浓缩脱水设施，达到了一定程度的减量化;约有80%的污泥未经稳定化处理，污泥中含有恶臭物质、病原体、持久性有机物等污染物从污水转移到陆地，导致污染物进一步扩散，使得已经建成投运的大污水处理设施的环境减排效益大打折扣。据统计，目前处置方式中，土地填埋占63.0%、污泥好氧发酵+农用约占13.5%、污泥自然干化综合利用占5.4%、污泥焚烧占1.8%、污泥露天堆放和外运各占1.8%和14.4%。事实上，土地填埋、露天堆放和外运的污泥绝大部分属于随意处置，真正实现安全处置的比例不超过20%。

制约污泥处理处置设施建设的因素有很多，但国家污泥处理处置总体技术路线不够明确是重要制约因素之一。为缓解污泥产量和污泥处理能力滞后的矛盾，我国近年出台了一系列政策、规划。目前，我国污泥处理的技术路线和产业政策正逐步得以明晰，产业化和市场化即将启动。与此同时，污泥处置将越来越受到重视，污泥处置的技术、政策及运作方式在不久的未来将所有突破。据预测，“十二五”期间污泥处理处置投资将达600亿元，比“十一五”翻了近一番。污泥处理处置行业在政策推动下有望进入快速增长阶段。

污泥分类

原污泥(rawsludge):未经污泥处理的初沉淀污泥。二沉剩余污泥或两者的混合污泥。

初沉污泥(primarysludge):从初沉淀池排出的沉淀物。

二沉污泥(secondeysludge)：从二次沉淀池(或沉淀区)排出的沉淀物。

活性污泥(activatedsludge):曝气池中繁殖的含有各种好氧微生物群体的絮状体。

消化污泥(digestedsludge):经过好氧消化或厌氧消化的污泥，所含有机物质浓度有一定程度的降低，并趋于稳定。

回流污泥(returnedsludge):由二次沉淀(或沉淀区)分离出来，回流到曝气池的活性污泥。

剩余污泥(excessactivatedsludge):活性污泥系统中从二次沉淀池(或沉淀区)排出系统外的活性污泥。

污泥气(sludgegas):在污泥厌氧消化时，有物分解所产生的气体，主要成分为甲烷和二氧化碳，并有少量的氢、氮和硫化氢。俗称沼气。

处理类型

污泥消化(sludgedigestion):在氧或无氧的条件下，利用微生物的作用，使污泥中的有机物转化为较稳定物质的过程。

好氧消化(aerobicsigestion):污泥经过较长时间的曝气，其中一部分有机物由好氧微生物进行降解和稳定的过程。

厌氧消化(anaerobicdigestion):在无氧条件下，污泥中的有机物由厌氧微生物进行降解和稳定的过程。

中温消化(mesophilicdigestion)：污泥在温度为33-53℃时进行的厌氧消化工艺。

高温消化(thermophilicdigestion)：污泥在温度为53-330℃进行的厌氧消化工艺。

污泥浓缩(sludgethickening):采用重力或气浮法降低污泥含水量，使污泥稠化的过程。

污泥淘洗(elutriationofsludge):改善污泥脱水性能的一种污泥预处理方法。用清水或废水淘洗污泥，降低消化污泥碱度，节省污泥处理投药量，提高污泥过滤脱水效率。

污泥脱水(sludgedewatering):对浓缩污泥进一步去除一部分含水量的过程，一般指机械脱水。

污泥真空过滤(sludgevacuumfiltration):利用真空使过滤介质一侧减压，造成介质两侧压差，将污泥水强制滤过介质的污泥脱水方法。

污泥压滤(sludgepressurefiltration):采用正压过滤，使污泥水强制滤过介质的污泥脱水方法。

污泥干化(sludgedrying):通过渗滤或蒸发等作用，从污泥中去除大部分含水量的过程，一般指采用污泥干化场(床)等自蒸发设施或采用蒸汽、烟气、热油等热源的干化设施。

污泥焚烧(sludgeincineration)：污泥处置的一种工艺。它利用焚烧炉将脱水污泥加温干燥，再用高温氧化污泥中的有机物，使污泥成为少量灰烬。

污泥处理前，首先要了解污泥的分类，才能确定污泥处理的方法：

⒈自来水厂沉淀池或浓缩池排出的物化污泥处理

污泥分类：属中细粒度有机与无机混合污泥，可压缩性能和脱水性能一般。

⒉生活污水厂二沉池排出的剩余活性污泥处理

污泥分类：属亲水性、微细粒度有机污泥，可压缩性能差，脱水性能差。

⒊工业废水处理产生的经浓缩池排出的物化和生化混合污泥处理

污泥分类：属中细粒度混合污泥，含纤维体的脱水性能较好，其余可压缩性能和脱水性能一般。

⒋工业废水处理产生的经浓缩池排出的物理法和化学法产生的物化细粒度污泥处理

污泥分类：属细粒度无机污泥，可压缩性能和脱水性能一般。

⒌工业废水处理产生的物化沉淀粗粒度污泥处理

污泥分类：属粗粒度疏水性无机污泥，可压缩性能和脱水性能很好。

污泥处置技术

⒈污泥处理利用的一般技术

⑴污泥的堆肥化处理技术

⑵污泥的建材化技术

⑶污泥的燃料化技术

⑷污泥的厌氧消化(制沼气)技术

⒉太阳能污泥干化技术

⒊污泥的电离辐射处理技术

⒋微波技术在污泥处理中的应用

⑴微波辐照污泥处理技术

⑵微波化学分析技术

⒌超声波处理污泥技术

⒍重金属的生物有效性及植物脱除技术

⒎污泥的微生物处理技术

⑴微生物淋滤技术

⑵微生物吸附处理法

⑶微生物脱臭技术

⒏新兴污泥热化学处理技术

⑴湿式氧化技术

⑵活性污泥作黏结剂

⑶剩余污泥制可降解塑料

⑷污泥制活性炭

⑸O3/H2O2氧化技术

⑹UV/O3氧化技术

⑺UV/H2O2氧化工艺

⑻其他热化学处理技术简介

方法分析

卫生填埋

这种处置方法简单、易行、成本低，污泥又不需要高度脱水，适应性强。但是污泥填埋也存在一些问题，尤指填埋渗滤液和气体的形成。渗滤液是一种被严重污染的液体，如果填埋场选址或运行不当会污染地下水环境。填埋场产生的气体主要是甲烷，若不采取适当措施会引起爆炸和燃烧。

土地利用

污泥土地直接利用因投资少、能耗低、运行费用低、有机部分可转化成土壤改良剂成分等优点，被认为是最有发展潜力的一种处置方式，科学合理的土地利用，可减少污泥带来的负面效应。林地和市政绿化的利用因不易造成食物链的污染而成为污泥土地利用的有效方式。污泥用于严重扰动的土地(如矿场土地、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地)的修复与重建，减少了污泥对人类生活的潜在威胁，既处置了污泥又恢复了生态环境。

焚烧

湿污泥干化后再直接焚烧应用得较为普遍，没有经过干化的污泥直接进行焚烧不仅十分困难，而且在能耗上也是极不经济的。

以焚烧为核心的污泥处理方法是最彻底的污泥处理方法之一，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，可最大限度地减少污泥体积;但是其缺点在于处理设施投资大，处理费用高，设备维护成本高，而且产生强致癌物质二恶英。

污泥干燥

污泥干燥是应用人工热源以工业化设备对污泥进行深度脱水的处理方法，尽管污泥干燥的直接结果是污泥含水率的下降(脱水)，但与机械脱水相比,其应用目的与效果均有很大的不同。

污泥机械脱水(也包括污泥浓缩)，其应用的目的以减少污泥处理的体积为主(污泥浓缩和机械脱水通常均可使污泥体积减少4倍左右)，但脱水污泥饼除了含水率和相关的物理性质，如流动性与原状污泥有差异外，其化学、生物等方面性质并不因脱水而产生变化。

污泥干燥则由于提高水分蒸发强度的要求，使用人工热源，其操作温度(对污泥颗粒而言)通常大于100℃，干燥对污泥的处理效应，不仅是深度脱水，还具有热处理的效应;加之，污泥干燥处理的产物，其含水率可控制在20%以下,即达到抑制污泥中的微生物活动的水平，因此污泥干燥处理可同时改变污泥的物理、化学和生物特性。

新技术

随着环保力度的加强和人们对已有污泥处理处置技术局限性的进一步认识，世界各国都在投入重金研发新技术，争取找到更经济、更合理的污泥处理方案。

免费处理

该技术创新采用污泥洗涤工艺，首先洗出污泥中有机物质，分离无机物质污泥土，再将有机污泥浓缩进行高温厌氧消化处理。沉淀污泥经过洗涤洗出污泥中一半固体无机污泥土，减少了一半生物处理量，节省工程投资和处理费用;单独处理有机污泥，去除了无机污泥土在反应器中的沉淀，减少了设备磨损和反应器的维护;沉淀污泥经过洗涤洗出污泥中大部分容易沉淀的重金属和无机污泥土，提高了有机肥的品质;洗涤出的污泥土还可生产路面彩砖、透水砖。其他创新工艺：超高温厌氧消化、多级厌氧消化、沼渣漂浮等，污泥生物处理速度提高了几倍和沼气产量提高20%以上。

沉淀污泥生物处理系统，工程设计创新采用地埋式、紧密型、多级消化反应器设计，几个独立的厌氧消化反应器你中有我我中有你浑然一体，节省建筑材料，采用混凝土结构造价低廉。前国内外现有的厌氧消化反应器普遍采用地上式结构，地上式结构能使配备设备便于维护和有利沼渣排放预防沼渣沉淀。该生物处理系统工程设计很好地解决了配套设备的维护和沼渣沉淀，系统配备设备少，只需要几台水泵，就是水泵坏了更换一台用不完20分钟，保证设备检修不停产;沉淀污泥经过洗涤去除了容易沉淀的无机污泥土，有机污泥经吹浮系统作用全部漂浮不会沉淀。地埋式厌氧消化反应器不仅投资少、不占用土地，而且还能防地震、防雷击和使用寿命长、减少消化系统的热量损失。

污泥发酵有机肥

传统污泥处理方法有3种：焚烧、填埋和资源化利用。国外多采用焚烧工艺，但投资巨大，易造成大气污染;国内多采用填埋，但需要占用大量的土地，同时会造成环境的二次污染;国内上海等大中城市土地再生资源很少，难以长期采用此方式。陈立侨介绍说，用微生物处理污泥前景广阔。经污水处理厂现场试验和实际应用，每处理1吨污泥可获得150元左右的经济效益。上海市每年排放污泥约140万吨，如果有20%的污泥用微生物好氧发酵处理，直接经济效益约为4200万元。

此外，利用微生物好氧发酵，还能消除污泥的恶臭，有效控制污泥的二次污染，环境效益同样显著。