城市污水处理厂的污泥是污水处理过程中产生的固体废物。随着国内污水处理事业的发展，污水厂总处理水量和处理程度将不断扩大和提高，产生的污泥量也日益增加。污泥中含有大量的有害有毒物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等；有用物质如植物营养素（氮、磷、钾）有机物及水分等。因此，中国在污水处理事业不断取得进步的同时，将面临巨大的污泥处理处置压力，尤其是污水处理厂全部建设费用中，用于处理污泥的约占20%～30%，甚至70%。

在此介绍某市用CASS工艺处理城市污水中污泥处理工艺设计。

1 处理厂水量与进、出水水质

该污水厂首期设计规模为2万m³/d，近期为4万m³/d。污水厂的进、出水水质如下：

2 污水厂污泥处理工艺选择

2.1 污泥处理要求

污水处理过程中产生的污泥，有机物含量较高且不易稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，处理不好将造成二次污染，故必须妥善处理。

污泥处理的要求：

（1）减少有机物，使污泥稳定化。

（2）减少污泥体积，降低污泥后续处置费用。

（3）减少污泥有害物质。

（4）利用污泥中可用物质，化害为利。

（5）因选用生物脱氮除磷工艺，故尽量避免磷的二次污染。

2.2 污泥稳定工艺选择

国内已有学者指出，对于规模小于10×10⁴m³/d的污水厂，污泥采用厌氧消化都是不经济的。另一方面，在污水处理中，污泥已得到好氧稳定。同时国内许多已建成的污水处理厂，采用生物脱氮除磷工艺，产生的污泥直接浓缩脱水，其效果（主要指泥饼含水率）与经消化后脱水相近，证明得到好氧部分稳定的污泥，直接浓缩脱水是可行的。由于该种方式总体效果较好，目前已在中、小型城市污水处理厂中得到广泛应用。

2.3 污泥浓缩脱水

无须消化的污泥处理工艺有2种方式，一是重力浓缩、机械脱水；二是机械浓缩、机械脱水。2种方式比较见下表：

2种方式均能达到处理要求，但从比较表中可以看出，采用机械处理在本项目情况下具有比较明显的优势。

因此，经Cass工艺好氧处理后产生的剩余污泥趋于基本稳定，污泥直接机械浓缩脱水，泥饼外运的方案是正确的。

就机械处理污泥而言，目前主要有3种方式：

a、带式浓缩机+带式脱水机。

b、浓缩、脱水一体机。

c、离心浓缩+离心脱水机。

a方式设备价格合理、国内有生产并有成熟的运行经验，但该方式需在浓缩后增加一贮泥池及配套的投注设施，导致系统复杂化，且占地大，操作环境差。

c方式操作环境清洁、工人劳动强度小，药剂用量小，可连续运行，但设备价格昂贵、装机功率数大、噪音大，其它缺点同a方式。

b方式设备紧凑、单一，无需中间过渡，环境条件好，药耗省，是污泥机械处理的首选模式。

浓缩、脱水一体机又可分为带式浓脱一体机和离心浓脱一体机。带式浓脱一体机国内引入较早，有成熟的运行经验，且已有国产设备，电耗在机械处理设备中是较省的，缺点是需要一套冲洗设施和空气纠偏系统。离心浓脱一体机是近几年才引入国内的，目前主要靠进口，设备费用昂贵，它的优点是操作卫生环境条件好，适宜于连续工作（但在国内目前大多数污水厂的工作机制下反成为缺点），不须连续的冲洗设施，药耗低，其缺点是设备费用高、装机容量大、电耗高、噪音大，国内尚无成熟的运行经验。根据本项目情况，采用带式浓缩、脱水一体化机。

总而言之，按照减量化、无害化、资源化原则，并结合具体情况，工程设计采用带式浓缩、脱水一体化+卫生填埋的工艺流程。

污泥从贮泥池由泵提升至脱水机房，进行泥水分离，水回流入污水处理系统，污泥压缩成含水率约为75%的泥渣，用车拉至填埋场卫生填埋。

2.4 污泥处置

根据实际情况，污泥处置可以考虑采用3种方法：

（1）将脱水泥饼用作果树绿化地基肥。

（2）将脱水泥饼直接运至农村，与生活垃圾、杂草等混合厌氧堆肥，经无害化稳定后，用作家肥。

（3）将脱水泥饼卫生填埋。

对于前二者，在污水处理厂开始运行后，对所产生的污泥成分应进行分析、测试，如果污泥成分满足GB 4284-84《农用污泥中污染物控制标准》要求以及市场有需求，污泥可以用作肥料，如果不能满足标准要求或市场需求不大，经济价值不高，则考虑垃圾填埋。从目前国内情况看，绝大部分污水厂污泥均考虑卫生填埋。

根据具体情况现状，因此该工程项目污泥处置部分农民拉走用作果树绿化基肥，剩余部分与城市垃圾一起卫生填埋考虑。

3 污水厂污泥处理构筑物及设备参数

3.1 贮泥池

暂存污泥，是剩余污泥进浓缩脱水机前的缓冲池。贮泥池为全封闭形式，避免臭气外溢，池内设搅拌器，避免污泥沉积。

主要参数：

干污泥量Q=5200kg/d（按4万m³/d计），含水率99.2%～99.6%，湿污泥体积V=650m³/d～1300m³/d，贮泥时间HRT=0.5h，贮泥池尺寸L×B×H=3.00m×3.00m×3.70m，钢筋砼结构，配搅拌器1台，功率N=2.2kW，与系统的剩余污泥泵、浓缩脱水机注泥泵连锁控制。

3.2 浓缩脱水池

对含水率较高的剩余污泥进行浓缩脱水，得到含水质量分数为75%～80%的可外运泥饼。

主要参数：

污泥量2600kg/d（按2万m³/d计）；进泥含水率99.2%；出泥含水质量分数为75%～80%；PAM投加量：0.003t；浓缩脱水机按每天12h进行。脱水池尺寸L×B×H=18.6m×12.0m×7.2m；土建按4万m³/d处理规模一次建成，设备分期安装。首期安装2万m³/d规模设备。

3.3 污泥堆棚

用于污泥进入处置设备前或外运前的临时对方场所。

土建与设备间结合布置，平面尺寸：L×B=12.0m×5.4m，净高7.2m。

3.4 主要设备

3.4.1 一体化带式浓缩脱水机：设备采用封闭式，臭气抽送至全厂生物除臭装置进行集中处理；带宽=1.0m，数量：首期1台，近期再增加1台。单台处理能力：20～40m³/h，配用电机功率1.5kW。

3.4.2 絮凝剂制备系统

固体药剂投加质量为2kg/h，1套。

3.4.3 加药泵

螺杆泵2台，Q=0～2m³/h，H=0.4MPa，N=0.55kW。

3.4.4 注泥泵

螺杆泵2台，Q=4～20m³/h，H=0.5MPa，N=7.5kW。

3.4.5 冲洗水泵

离心泵2台，Q=10～15m³/h，H=0.5～0.6MPa，N=5.5kW。

3.4.6 固定式皮带输送机

B=600mm，L=6.25m，N=3kW，1台。

3.4.7 移动式皮带输送机

B=600mm，L=14.65m，N=3kW，1台。

4 技术经济指标及效益分析

4.1 技术经济指标

人员编制：两班制，共4人，每天运行约12h；

污泥处理费用约0.45元/kg；

药费（PAM）约为0.09元/kg。

4.2 效益分析

采用该污泥处理工艺流程，使污泥能够得到妥善处理，而且排入河流中的含氮、磷污染物有很大的减小，有效防止河流富养化。另外一部分用作农民的果树绿化基肥。该厂污泥处理设施从设计上是合理实用的，具有以下优点：

（1）处理流程简单，效果好，技术经济指标较合理。

（2）设备紧凑，单一，无需中间过渡，环境条件好，药耗省。

（3）采用卫生填埋法处置具有处理量大，投资省，运行费低，操作简单，管理方便，对污泥适应能力强。

5 结论

（1）带式浓缩一体化机国内引入较早，有成熟的运行经验，且已有国产设备，电耗在机械处理设置中是较省的，缺点是需要一套冲洗设施和空气纠偏系统。采用卫生填埋方式投资省、运行费用低等优点，但也具占地大，渗滤液及臭气污染较重等缺点。

（2）对于污泥来源、含量不同的处理条件，应根据具体污泥特性和处理要求确定处理工艺。另外，污泥处理和利用还应考虑污水厂本身及所在地情况等。

（3）污泥处理工艺的选择是城市污水厂设计的重要部分，污泥处理和利用的目的就是使污泥减量化、稳定化、无害化和资源化。污泥处理和利用的有效性和经济性是考核、评估污水厂的一项重要内容。在城市污水处理厂中，污泥处理和利用所需的费用占污水处理厂投资和运行费用的很大一部分。因此，应重视对污泥进行各种处理和利用。