污泥，国外也称为生物固体，是废水处理过程中的产物，包括沉淀物和漂浮物。污泥一部分是从废水中直接分离出来的，另一部分是在废水处理过程中产生的剩余污泥。污泥量通常占污水量的0.3～0.5%，约占污水处理量的1～2%，如果属于深度处理，污泥量会增加0.5～1倍。污水处理效率的提高必然导致污泥量的增加。虽然目前我国污水处理量和处理率只有4.5%，但城市污水处理厂排放干污泥约为3.0×105t/a，每年还以大约10%的速度增加。因此，污水处理厂的污泥必须及时处理利用，不但可保证污水处理装置的正常运行，同时也可以消除二次污染、保护环境。

1 污泥来源及性质

城市污水处理厂在污水处理过程中排出的污染物质主要有：栅渣、沉砂池沉渣、初沉池污泥和二沉池生物污泥等。格栅所排除的栅渣是尺寸较大的杂质，而沉砂池沉渣则以密度较大的无机颗粒为主，所以这两者一般作为垃圾处置，不视作污泥。初沉池污泥和二沉池生物污泥因富含有机物，容易在环境中腐化发臭，必须妥善处置。初沉池污泥还常含有病原体和中金属化合物等有毒有害物质，而二沉池污泥基本上以微生物机体为主，其数量众多，且含水率较高。表征污泥性质的主要参数或项目：含水率与含固率、湿污泥密度与干污泥密度、挥发性固体、有毒有害物含量、污泥肥分以及脱水性能。

2 污泥浓缩

污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要用于减缩污泥的间隙水或游离水，因间隙水或游离水在污泥水分中所占比例较大，故浓缩是污泥减容的主要方法。经浓缩后的污泥近似糊状，含水率可降低至95%～97%，体积可缩小数倍，但仍能保持良好的流动性。如后续处理是厌氧消化，消化池容积、加热量和搅拌能耗都可大幅度降低。如后续处理是机械脱水，污泥调理剂用量、脱水机设备容量都可大幅度降低。

污泥浓缩通常采用重力浓缩、机械浓缩两种方式，对于剩余污泥也有采用气浮浓缩池进行处理的。过去国内的污水处理厂采用重力浓缩池的较多，关于重力浓缩池的工艺设计，国内有较成熟的经验。

2.1 重力浓缩法

重力浓缩过程实际上是一种污泥悬浮液中的固体在重力作用下沉淀和进一步固化的过程。污泥在进入重力浓缩池后会在浓缩池内形成不同的区域，自上而下会形成上清液区、分离区、过渡区、浓缩区、刮泥区等。由于浓缩区在池的底部，大量的污泥絮凝体和固体物质齐聚，越来越多的污泥絮凝体和固体物质相互挤压，并以机械压力的形式将其重量传递给下层污泥层，污泥被压实固化，因此在污泥区主要表现为一种污泥作用。除此之外，由于各种污泥的性质差别较大，而且又含有较多的有机物，因此重力浓缩的物理过程也可能会伴随着化学和生物反应过程，其会对污泥浓缩效果产生不同的影响。这些影响因素按其所起的作用可分为三类，一是污泥性质本身，污泥沉淀和固化速度取决于污泥的比重、污泥的结构、污泥絮凝体和固体颗粒的大小。

2.2 气浮浓缩法

气浮浓缩法是依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，从而得到浓缩。气浮法对于浓缩密度接近于水的、疏水的污泥尤其适用，对于浓缩时易发生污泥膨胀的、易发酵的剩余活性污泥，其效果尤为显著。目前，浓缩污泥常用的方法是压力溶气气浮。

2.3 离心浓缩法

离心浓缩法的原理是利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋转的离心机中受到不同离心力而使两者分离，达到浓缩的目的。被分离的污泥和水分别由不同的通道导出机外。

3 污泥厌氧及好氧消化

3.1 污泥厌氧消化

污泥的厌氧消化是生物污泥稳定的一个重要手段，来自初沉池和二沉池的混合污泥通常有高达60%以上的有机物质，这些有机物主要成分是碳水化合物、脂肪、蛋白质，而且还含有大量的各种微生物。若不处理直接堆放会出现厌氧生物反应，产生臭味并导致污泥脱水性能不佳。而污泥厌氧消化可在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧菌降解有机物，从而有效地减少生污泥的碳水化合物、蛋白质、脂肪形式存在的高能量物质的含量，产物是二氧化碳和甲烷气，从而改善了污泥的脱水性能、减少了病原菌和减少产生臭味的物质的含量，使污泥得到稳定。

3.1.1 影响污泥消化的主要因素

在污泥的厌氧消化过程中有许多影响因素，主要的因素有：pH值和碱度、温度、负荷、消化池的搅拌。

3.1.2 厌氧消化池的构造

厌氧消化系统的主要设备是消化池及其附属设备。消化池一般是一个锥底或平底的圆池，四周为垂直墙体。

3.2 污泥好氧消化

污泥好氧消化的基本原理是使微生物处于内源呼吸阶段，以其自身生物体作为代谢底物获得能量和进行再合成。由于代谢过程存在能量和物质的散失，使得细胞物质被分解的量远大于合成的量，通过强化这一过程达到污泥减量的目的。污泥好氧消化的主要优点：

（1）污泥中可生物降解有机物的降解程度高。

（2）上清液BOD浓度低。

（3）消化污泥量少，无臭、稳定、易脱水，处置方便。

（4）消化污泥的肥分高，易被植物吸收。

（5）好氧消化池运行管理方便简单，构筑物基建费用低。

好氧消化池的构造与完全混合式活性污泥法曝气池相似，主要由好氧消化室、曝气系统、泥液分离室以及消化污泥排出管等设施组成。其中好氧消化室是污泥进行消化降解的场所，由中心导流筒和压缩空气管组成的曝气系统提供污泥消化所需的氧气并使污泥沉淀回流并排除上清液。

4 污泥调理

为了改善污泥的脱水性能，提高机械脱水效果与机械脱水设备的生产能力，需要对污泥进行一定的调理。（消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥与初沉污泥的混合污泥等在脱水之前需进行调理）。所谓调理就是破坏污泥的胶态结构，减少泥水间的亲和力，改善污泥的脱水性能，其中调理方法有加药调理法，淘洗加药调理法、冷冻调理法、加骨粒调理法等。其中加药调理法功效可靠，设备简单，操作方便，被长期广泛采用。

5 污泥脱水

将流态的原生、浓缩或消化污泥脱除水分，转化为半固态或固态泥块的一种污泥处理方法。经过脱水后，污泥含水率可降低到百分之五十五至百分之八十，视污泥和沉渣的性质和脱水设备的效能而定。污泥的进一步脱水则称污泥干化，干化污泥的含水率低于百分之十。脱水的方法，主要有自然干化法、机械脱水法和造粒法。自然干化法和机械脱水法适用于污水污泥。造粒法适用于混凝沉淀的污泥。

5.1 自然干化法

主要构筑物是污泥干化场，一块用土堤围绕和分隔的平地，如果土壤的透水性差，可铺薄层的碎石和砂子，并设排水暗管。依靠下渗和蒸发降低流放到场上的污泥的含水量。下渗过程约经2～3天完成，可使含水率降低到百分之八十五左右。此后主要依靠蒸发，数周后可降到百分之七十五左右。污泥干化场的脱水效果，受当地降雨量、蒸发量、气温、湿度等的影响。一般适宜于在干燥、少雨、沙质土壤地区采用。

5.2 机械脱水法

机械脱水法有过滤和离心法。过滤是将湿污泥用滤层（多孔性材料如滤布、金属丝网）过滤，使水分（滤液）渗过滤层，脱水污泥（滤饼）则被截留在滤层上。离心法是借污泥中固、液比重差所产生的不同离心倾向达到泥水分离。

5.3 造粒脱水法

加高分子混凝剂后的污泥， 入造粒部，在污泥自身重力的作用下，絮凝压缩，分层滚成泥丸，接着泥丸和水进入脱水部，水从环向泄水斜缝中排出。进入压密部，泥丸在自重下进一步压缩脱水，形成粒大密实的泥丸，推出筒体。造粒机构造简单，不易磨损，电耗少，维修容易。泥丸的含水率一般在百分之七十左右。

6 干燥及焚烧

6.1 污泥干燥

污泥脱水、干化后，含水率还很高，体积仍较大，为了便于进一步的利用和处理，可作干燥处理或焚烧。干燥处理后，污泥含水率可降至约20%左右，体积可大大减小，便于运输、利用或处理。

6.2 污泥焚烧

污泥所含水分被完全蒸发，有机物质被完全分解，产物是二氧化碳、水、氮气等气体及焚烧灰的处理技术称为焚烧。

7 污泥利用

目前国外对于污泥的处置采用得较多的是焚烧、农田利用、建材、卫生填埋等。但由于焚烧具有投资高、运行费用高等不利因素，根据我国目前国力较弱的现状，该方式无法推行，因此极少采用。而在农田利用方面，近十年来， 作了大量的工作，并取得了一定的成效，但现阶段基本仍处于试验阶段，实际应用得较少，主要原因是受人们使用习惯的限制，还无法得到广泛的推广。国内目前使用得较多的仍是污泥的卫生填埋。污泥的卫生填埋的优点是节省污泥的处置费用，但随着经济的发展，土地的紧缺以及它或多或少对环境造成一些危害，越来越不适应 的经济发展，因此现阶段，选择一种合适、合理的污泥处置方案显得十分重要。

7.1 污泥的农田综合利用

目前国内对污泥的处置比较重视的是农田综合利用，也有一些 将污泥干燥后制成肥料。在我国污泥的农田利用也有10多年历史了，其中将污泥直接进行堆肥应用试验的污水处理厂较多，其中山东淄博市污水处理公司试验时间较长，效果较为显著。此外将污泥直接干燥成型或造粒，制成有机颗粒肥，有机复合肥和有机微生物肥料也有所采用。

7.2 污泥作为建材

污泥用于制造建筑材料是另一种污泥处置方案。它可用于制造灰渣水泥、灰渣混凝土、污泥砖和地砖及生化纤维板等。国外有资料表明，污泥焚烧灰投加石灰或石灰石后，可煅烧制成灰渣水泥，其强度符合ASTM水泥规范。另外污泥焚烧灰还可以作为混凝±的细骨料，代替部分水泥和细砂。另外，由于污泥中含有丰富的粗蛋白和球蛋白酶，可溶解于水、稀酸、稀碱及中性盐溶液中。将干化后的污泥在碱性条件下加热加压、干燥后发生蛋白质的变性，制成活性污泥树脂，在此基础上加入苛性钠和氢氧化钙，可以形成不溶性易凝剂的蛋白质钙盐，从而增加了活性污泥树脂耐水性、胶着力和脱水性能。将活性污泥树脂与纤维按2.2：1的比例混合，搅拌均匀后经过预压成型、热压等处理形成生化纤维板。生化纤维板的污泥力学性能与我国三级硬质纤维板在抗折强度、吸水率、容重相当。