污泥，國外也稱為生物固體，是廢水處理過程中的產物，包括沉淀物和漂浮物。污泥一部分是從廢水中直接分離出來的，另一部分是在廢水處理過程中產生的剩余污泥。污泥量通常占污水量的0.3～0.5%，約占污水處理量的1～2%，如果屬于深度處理，污泥量會增加0.5～1倍。污水處理效率的提高必然導致污泥量的增加。雖然目前我國污水處理量和處理率只有4.5%，但城市污水處理廠排放干污泥約為3.0×105t/a，每年還以大約10%的速度增加。因此，污水處理廠的污泥必須及時處理利用，不但可保證污水處理裝置的正常運行，同時也可以消除二次污染、保護環境。

1 污泥來源及性質

城市污水處理廠在污水處理過程中排出的污染物質主要有：柵渣、沉砂池沉渣、初沉池污泥和二沉池生物污泥等。格柵所排除的柵渣是尺寸較大的雜質，而沉砂池沉渣則以密度較大的無機顆粒為主，所以這兩者一般作為垃圾處置，不視作污泥。初沉池污泥和二沉池生物污泥因富含有機物，容易在環境中腐化發臭，必須妥善處置。初沉池污泥還常含有病原體和中金屬化合物等有毒有害物質，而二沉池污泥基本上以微生物機體為主，其數量眾多，且含水率較高。表征污泥性質的主要參數或項目：含水率與含固率、濕污泥密度與干污泥密度、揮發性固體、有毒有害物含量、污泥肥分以及脫水性能。

2 污泥濃縮

污泥濃縮是降低污泥含水率、減少污泥體積的有效方法。污泥濃縮主要用于減縮污泥的間隙水或游離水，因間隙水或游離水在污泥水分中所占比例較大，故濃縮是污泥減容的主要方法。經濃縮后的污泥近似糊狀，含水率可降低至95%～97%，體積可縮小數倍，但仍能保持良好的流動性。如后續處理是厭氧消化，消化池容積、加熱量和攪拌能耗都可大幅度降低。如后續處理是機械脫水，污泥調理劑用量、脫水機設備容量都可大幅度降低。

污泥濃縮通常采用重力濃縮、機械濃縮兩種方式，對于剩余污泥也有采用氣浮濃縮池進行處理的。過去國內的污水處理廠采用重力濃縮池的較多，關于重力濃縮池的工藝設計，國內有較成熟的經驗。

2.1 重力濃縮法

重力濃縮過程實際上是一種污泥懸浮液中的固體在重力作用下沉淀和進一步固化的過程。污泥在進入重力濃縮池后會在濃縮池內形成不同的區域，自上而下會形成上清液區、分離區、過渡區、濃縮區、刮泥區等。由于濃縮區在池的底部，大量的污泥絮凝體和固體物質齊聚，越來越多的污泥絮凝體和固體物質相互擠壓，并以機械壓力的形式將其重量傳遞給下層污泥層，污泥被壓實固化，因此在污泥區主要表現為一種污泥作用。除此之外，由于各種污泥的性質差別較大，而且又含有較多的有機物，因此重力濃縮的物理過程也可能會伴隨著化學和生物反應過程，其會對污泥濃縮效果產生不同的影響。這些影響因素按其所起的作用可分為三類，一是污泥性質本身，污泥沉淀和固化速度取決于污泥的比重、污泥的結構、污泥絮凝體和固體顆粒的大小。

2.2 氣浮濃縮法

氣浮濃縮法是依靠微小氣泡與污泥顆粒產生粘附作用，使污泥顆粒的密度小于水而上浮，從而得到濃縮。氣浮法對于濃縮密度接近于水的、疏水的污泥尤其適用，對于濃縮時易發生污泥膨脹的、易發酵的剩余活性污泥，其效果尤為顯著。目前，濃縮污泥常用的方法是壓力溶氣氣浮。

2.3 離心濃縮法

離心濃縮法的原理是利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋轉的離心機中受到不同離心力而使兩者分離，達到濃縮的目的。被分離的污泥和水分別由不同的通道導出機外。

3 污泥厭氧及好氧消化

3.1 污泥厭氧消化

污泥的厭氧消化是生物污泥穩定的一個重要手段，來自初沉池和二沉池的混合污泥通常有高達60%以上的有機物質，這些有機物主要成分是碳水化合物、脂肪、蛋白質，而且還含有大量的各種微生物。若不處理直接堆放會出現厭氧生物反應，產生臭味并導致污泥脫水性能不佳。而污泥厭氧消化可在無氧的條件下，由兼性菌及專性厭氧菌降解有機物，從而有效地減少生污泥的碳水化合物、蛋白質、脂肪形式存在的高能量物質的含量，產物是二氧化碳和甲烷氣，從而改善了污泥的脫水性能、減少了病原菌和減少產生臭味的物質的含量，使污泥得到穩定。

3.1.1 影響污泥消化的主要因素

在污泥的厭氧消化過程中有許多影響因素，主要的因素有：pH值和堿度、溫度、負荷、消化池的攪拌。

3.1.2 厭氧消化池的構造

厭氧消化系統的主要設備是消化池及其附屬設備。消化池一般是一個錐底或平底的圓池，四周為垂直墻體。

3.2 污泥好氧消化

污泥好氧消化的基本原理是使微生物處于內源呼吸階段，以其自身生物體作為代謝底物獲得能量和進行再合成。由于代謝過程存在能量和物質的散失，使得細胞物質被分解的量遠大于合成的量，通過強化這一過程達到污泥減量的目的。污泥好氧消化的主要優點：

（1）污泥中可生物降解有機物的降解程度高。

（2）上清液BOD濃度低。

（3）消化污泥量少，無臭、穩定、易脫水，處置方便。

（4）消化污泥的肥分高，易被植物吸收。

（5）好氧消化池運行管理方便簡單，構筑物基建費用低。

好氧消化池的構造與完全混合式活性污泥法曝氣池相似，主要由好氧消化室、曝氣系統、泥液分離室以及消化污泥排出管等設施組成。其中好氧消化室是污泥進行消化降解的場所，由中心導流筒和壓縮空氣管組成的曝氣系統提供污泥消化所需的氧氣并使污泥沉淀回流并排除上清液。

4 污泥調理

為了改善污泥的脫水性能，提高機械脫水效果與機械脫水設備的生產能力，需要對污泥進行一定的調理。（消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥與初沉污泥的混合污泥等在脫水之前需進行調理）。所謂調理就是破壞污泥的膠態結構，減少泥水間的親和力，改善污泥的脫水性能，其中調理方法有加藥調理法，淘洗加藥調理法、冷凍調理法、加骨粒調理法等。其中加藥調理法功效可靠，設備簡單，操作方便，被長期廣泛采用。

5 污泥脫水

將流態的原生、濃縮或消化污泥脫除水分，轉化為半固態或固態泥塊的一種污泥處理方法。經過脫水后，污泥含水率可降低到百分之五十五至百分之八十，視污泥和沉渣的性質和脫水設備的效能而定。污泥的進一步脫水則稱污泥干化，干化污泥的含水率低于百分之十。脫水的方法，主要有自然干化法、機械脫水法和造粒法。自然干化法和機械脫水法適用于污水污泥。造粒法適用于混凝沉淀的污泥。

5.1 自然干化法

主要構筑物是污泥干化場，一塊用土堤圍繞和分隔的平地，如果土壤的透水性差，可鋪薄層的碎石和砂子，并設排水暗管。依靠下滲和蒸發降低流放到場上的污泥的含水量。下滲過程約經2～3天完成，可使含水率降低到百分之八十五左右。此后主要依靠蒸發，數周后可降到百分之七十五左右。污泥干化場的脫水效果，受當地降雨量、蒸發量、氣溫、濕度等的影響。一般適宜于在干燥、少雨、沙質土壤地區采用。

5.2 機械脫水法

機械脫水法有過濾和離心法。過濾是將濕污泥用濾層（多孔性材料如濾布、金屬絲網）過濾，使水分（濾液）滲過濾層，脫水污泥（濾餅）則被截留在濾層上。離心法是借污泥中固、液比重差所產生的不同離心傾向達到泥水分離。

5.3 造粒脫水法

加高分子混凝劑后的污泥， 入造粒部，在污泥自身重力的作用下，絮凝壓縮，分層滾成泥丸，接著泥丸和水進入脫水部，水從環向泄水斜縫中排出。進入壓密部，泥丸在自重下進一步壓縮脫水，形成粒大密實的泥丸，推出筒體。造粒機構造簡單，不易磨損，電耗少，維修容易。泥丸的含水率一般在百分之七十左右。

6 干燥及焚燒

6.1 污泥干燥

污泥脫水、干化后，含水率還很高，體積仍較大，為了便于進一步的利用和處理，可作干燥處理或焚燒。干燥處理后，污泥含水率可降至約20%左右，體積可大大減小，便于運輸、利用或處理。

6.2 污泥焚燒

污泥所含水分被完全蒸發，有機物質被完全分解，產物是二氧化碳、水、氮氣等氣體及焚燒灰的處理技術稱為焚燒。

7 污泥利用

目前國外對于污泥的處置采用得較多的是焚燒、農田利用、建材、衛生填埋等。但由于焚燒具有投資高、運行費用高等不利因素，根據我國目前國力較弱的現狀，該方式無法推行，因此極少采用。而在農田利用方面，近十年來， 作了大量的工作，并取得了一定的成效，但現階段基本仍處于試驗階段，實際應用得較少，主要原因是受人們使用習慣的限制，還無法得到廣泛的推廣。國內目前使用得較多的仍是污泥的衛生填埋。污泥的衛生填埋的優點是節省污泥的處置費用，但隨著經濟的發展，土地的緊缺以及它或多或少對環境造成一些危害，越來越不適應 的經濟發展，因此現階段，選擇一種合適、合理的污泥處置方案顯得十分重要。

7.1 污泥的農田綜合利用

目前國內對污泥的處置比較重視的是農田綜合利用，也有一些 將污泥干燥后制成肥料。在我國污泥的農田利用也有10多年歷史了，其中將污泥直接進行堆肥應用試驗的污水處理廠較多，其中山東淄博市污水處理公司試驗時間較長，效果較為顯著。此外將污泥直接干燥成型或造粒，制成有機顆粒肥，有機復合肥和有機微生物肥料也有所采用。

7.2 污泥作為建材

污泥用于制造建筑材料是另一種污泥處置方案。它可用于制造灰渣水泥、灰渣混凝土、污泥磚和地磚及生化纖維板等。國外有資料表明，污泥焚燒灰投加石灰或石灰石后，可煅燒制成灰渣水泥，其強度符合ASTM水泥規范。另外污泥焚燒灰還可以作為混凝±的細骨料，代替部分水泥和細砂。另外，由于污泥中含有豐富的粗蛋白和球蛋白酶，可溶解于水、稀酸、稀堿及中性鹽溶液中。將干化后的污泥在堿性條件下加熱加壓、干燥后發生蛋白質的變性，制成活性污泥樹脂，在此基礎上加入苛性鈉和氫氧化鈣，可以形成不溶性易凝劑的蛋白質鈣鹽，從而增加了活性污泥樹脂耐水性、膠著力和脫水性能。將活性污泥樹脂與纖維按2.2：1的比例混合，攪拌均勻后經過預壓成型、熱壓等處理形成生化纖維板。生化纖維板的污泥力學性能與我國三級硬質纖維板在抗折強度、吸水率、容重相當。