污泥，是指污水处理厂在污水处理过程中产生的含水率不同的半固态或固态物质，是污水处理无法避免的“副产品”。污泥产生于污水处理的多个环节。污泥中含有病原体、虫卵、重金属和持久性有机污染物等有毒有害物质，未经有效处理处置，极易对地下水、土壤等造成二次污染。然而经过恰当处理，污泥又可以作为肥料、建材等资源循环利用。
图表 1：污泥的不同来源和定义
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污泥的处理问题其实就是解决含水率不断降低的问题。目前，污泥的最终处置方式主要有土地利用、焚烧、建材利用和填埋等，每种处置方式都有优点和不足。
图表 2：污泥处理的主要方式和优缺点
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1、干化焚烧污泥干化可使污泥含水率控制在10％～40％，减少了污泥的体积和重量，降低了运输费和填埋费，而且污泥的臭味大为减少。干化的装置可分直接干化和间接干化，其能量消耗与污泥成份和水分有关。间接干化(利用沼气通过热交换器)一般推荐用立式干化装置，并选用流化床工艺。干化与焚烧串联工艺中，干化的程度取决于污泥的热值和回收焚烧炉的热能，使干化的能量尽量平衡，不另外添加燃料。
污泥焚烧的最大好处是，可以迅速和较大程度地使污泥减容，并且在恶劣的天气条件下不需存储设备，能够满足越来越严格的环境要求和充分地处理不适宜于资源化利用的部分污泥。污泥的焚烧处置不仅是一种有效降低污泥体积的方法，设计良好的焚烧炉不但能够自动运行，还能够提供多余的能量和电力，因此几乎所有的发达国家均期望通过焚烧处置污泥来解决日益增长的污泥量和以前通过填理处置的部分污泥。
污泥卫生填埋起源于上世纪60年代，是在传统填埋的基础上从保护环境角度出发，经过科学选址和必要的场地防护处理，需要有严格的管理制度的和科学的工程操作方法。目前已经是一项比较成熟的污泥处置技术。基本方式是城市污泥经过简单的灭菌处理，直接倾倒于低地或谷地制造人工平原。它对前期的污泥处理技术要求较低，一般进行消化减容即可。如不进行消化处理，也可让其自然干化。因此它需要大面积的场地和量的运输费用，且地基需作防渗处理以免污染地下水，故近年来污泥填埋处置所占比例越来越小。但填埋并不能最终避免环境污染，而只是延缓了产生时间。
3、土地利用污泥的土地利用已有多年历史,主要包括污泥农用,污泥用于森林与园艺、废弃矿场等场地的改良等。污泥中含有丰富的有机物和N、P、K等营养元素以及植物生长必需的各种微量元素Ca、Mg、Zn、Cu、Fe等,施用于农田能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进作物的生长。污泥的土地利用是一种安全积极的污泥处置方式,在美国约有40%左右的污泥采用土地利用的方式进行处置。尽管污泥的土地利用有能耗低、可回收利用污泥中养分等优点,但污泥中也含大量病原菌、寄生虫(卵),以及铜、铝、锌、铬、汞等重金属和多氯联苯、二噁英、放射性核素等难降解的有毒有害物。一般来说,污泥要作土地处置必须经无毒无害化处理,否则,污泥中的有毒有害物质会导致土壤或水体的二次污染。
4、堆肥处理污泥堆肥是城市生活污水处理产生的污泥堆肥化产物,也就是将污泥进行稳定化处理。其堆肥工艺流程如下图所示：
图表 3：污泥堆肥工艺流程图
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堆肥处理是一种无害化、减容化、稳定化的综合处理技术,是由混合微生物群落在潮湿的环境中对有机物进行分解。堆肥过程中产生的高温可以有效地杀死病原微生物及各种寄生虫卵。污泥经过高温堆肥进行生物发酵技术处理后,把有机废物转化为稳定性较高的腐殖质,可达到无害化和资源化。它一方面借助堆肥产生的高温加快分解速度,更加有效地杀死病原微生物及各种蠕虫卵。另一方面通过添加调理剂、膨胀剂以改善污泥的胶体团粒结构,降低含水率,同时由于污泥的进一步腐殖化,植物可利用的养分增加,大大提高了肥料的利用价值。
5、碱性稳定化碱性稳定化是指在污泥中加入石灰或水泥窑灰等碱性物质,使污泥pH>12并保持一段时间,利用强碱性和石灰放出的大量热能杀灭病原体、降低恶臭和钝化重金属,处理后污泥可直接施用于农田。碱性稳定化的两个主要处理方法是N-ViroSoil和AgriSoil方法[1]。前者是在碱性稳定后通过机械翻堆或其他方法使污泥快速干燥,后者则是在混合碱性物料后进行堆肥。
6、湿式氧化湿式氧化是指在高温高压下利用空气中的氧来氧化分解湿污泥中的有机物的一种处理方法。湿式空气氧化技术是将污泥置于密闭反应器中,在高温高压条件下通入空气或氧气作氧化剂,按浸没燃烧原理使污泥中有机物氧化分解,将有机物转化为无机物的过程。
湿式氧化法的特点是能对污泥中几乎所有的有机物进行氧化,不但分解程度高,而且可以根据需要进行调节；经湿式氧化后的污泥主要为矿化物质,污泥比阻小,一般可直接过滤脱水,而且效率高,滤饼含水率低。缺点是要求设备耐高温高压,投资费用大,运营费用高,设备易腐蚀。
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