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1、污泥处置流程及处理方法：推荐收藏 | 水处理厂污泥处理技术
污泥的处理与处置就是通过适当的技术措施，使污泥无害化，得到利用或返回自然环境。污泥处理与处置的方法包括：降低含水率，缩小体积，变流态为固态，便于运送;稳定有机物，使其不易腐化，不造成二次污染;作为有机肥料、制砖、养殖蚯蚓等综合利用;用于废弃坑道、采石后留下洼地的回填等。
污泥的来源、分类、性质
污泥的来源：
1.截留废水中悬浮物;
2.废水中有机物在生物处理工艺中转化为生物体;
3.投加化学药剂形成的沉淀物;
污泥的分类：
按来源分类：生活污水污泥;工业废水污泥;给水污泥;
按处理工艺分类：
沉淀污泥：物理沉淀污泥，混凝沉淀污泥，化学沉淀污泥;生物处理污泥（活性污泥法剩余污泥，生物膜法污泥）
当前城市污水处理厂的污泥是沉淀污泥和生物处理污泥的混合物;
按污泥成分分类：
有机污泥：有机物含量高(60～80%)，颗粒细(0.02～0.2㎜)，密度小(1.002～1.006g/mL)，呈胶体结构，亲水性好，易管道输送，脱水性差;
无机污泥：有机物含量少，颗粒粗，密度大，含水率低，一般呈疏水性，易脱水，流动性差，不易管道输送。
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表征污泥性质的参数
含水率Pw：单位质量污泥所含水分的质量百分数;
含固率Ps：单位质量污泥所含固体物质的质量百分数;
挥发性固体(VSS)：600℃条件下燃烧并以气体逸出的固体物质的量;一般作为污泥中有机物含量的表征;
有毒有害物质：病菌、病毒、寄生虫卵;重金属，有毒有害有机物。
初沉污泥量：V=100ρ0ηqv /103(100-P)ρ;
V=SN/1000;
剩余活性污泥量：以VSS计：Px=Yqv(ρso-ρse)-KdρxV;
以SS计：Pss=Px/f;
以体积计：Vss=100Pss/(100-P)ρ
污泥中的水分：
游离水：存在于污泥颗粒间隙中的水，约占污泥水分70%;
毛细水：存在于污泥颗粒间的毛细管中的水，约占污泥水分20%;
内部水：粘附于污泥颗粒表面的附着水和存在于污泥内部的水(包括细胞内水)，约占污泥水分10%;浓缩处理可去除一部分游离水，其他游离水和毛细水可通过其他物理方法去除，但内部水只能通过干化除去一部分。
污泥的处置及其前处理
污泥处理处置的一般原则
1.减量化：Pw大于 95% ，体积庞大，须浓缩以缩小体积;Pw大于85%，可以用泵输送;Pw小于80%失去流态，便于运输。70～75%，呈柔软状;60～65%，呈固体状;板框压滤机可使Pw小于60%，适于填埋。34～40%，呈离散状;10～15%，则呈粉末状;右图显示污泥含水率与污泥状态的关系。
2.稳定化：污泥中的有机物含量高达60～70%，易厌氧分解而产生恶臭;终止污泥中微生物的活动或使易分解的有机物转化为稳定的物质的措施称稳定化;采用好氧或厌氧工艺使污泥中可生物降解的有机物转化为稳定的无机物质;投加石灰，提高污泥pH，终止污泥中微生物的活动，同时杀灭病原体。但化学处理稳定的污泥长时间放置后pH值下降仍会导致微生物恢复活性，产生污泥腐败而失去稳定性。
3.无害化：污泥中有害物质：病菌、病毒、寄生虫卵;重金属，有毒有害有机物;污水中的病菌在10分钟内95%吸附于活性污泥，吸附过程符合吸附等温式;重金属和有毒有害有机物会渗出污泥产生二次污染;无害化处理：杀菌、沉淀重金属、固定有毒有害有机物。
污泥的处置
按照有关法规，采取适当的技术措施，在环境和经济允许的条件下妥善解决污泥的出路，使污泥得到综合利用或安全地回到环境中去。
1.农业利用：污泥中的N、P、K是农作物的肥料，腐殖质良好的土壤改良剂，采用堆肥、厌氧消化等技术措施消除病原体和寄生虫卵，达到卫生要求后使用。重金属是限制农业应用的主要因素：
2.填埋：稳定处理之后单独填埋或与垃圾混合填埋;根据水文地质和土壤条件选择填埋场位置，避免地下水污染;填埋场渗滤液应妥善处理;定期检测填埋场附近的地表水、地下水和土壤的污染状况。
3.焚烧：可以大幅度减少体积，并可灭菌。灰分可填埋或利用;尾气应处理;设备投资和运行费用高。
4.投放海洋：投入远洋，后果尚无定论。
污泥处理处置的基本工艺流程
1浓缩→前处理→脱水→好氧消化→土地还原;
2. 浓缩→前处理→脱水→干燥→土地还原;
3.浓缩→前处理→脱水→焚烧(或热分解)→灰分填埋;
4. 浓缩→前处理→脱水→干燥→熔融烧结→建材;
5.浓缩→前处理→脱水→干燥→燃料;
6.浓缩→厌氧消化→前处理→脱水→土地还原;
7. 浓缩→蒸发干燥→燃料;
8.浓缩→湿法氧化→脱水→填埋。
污泥浓缩：减少污泥的游离水，降低含水率，减少污泥体积，为后续处理创造有利条件，节省设备投资，降低运行费用，是常用的前处理工艺;
常用的方法有：重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩、和水力旋流浓缩等。
沉降法：间歇式污泥浓缩池，主要设计参数为停留时间(9～12h);时间过长产生厌氧发酵。连续时污泥浓缩池;
固体通量：单位时间内，通过浓缩池某一断面的干固体量;主要设计参数有固体同量、水力负荷，停留时间等。
气浮浓缩法，适应条件：密度接近于水，疏水性;
设计参数：污泥负荷、气固比、水力负荷、回流比。
离心浓缩法：基本原理：利用污泥中固、液两相的密度差，在高速旋转的离心力作用下使两相分离，达到浓缩目的;
固体回收率：离心机出口和进口污泥中的固体总量的比值;改制反映离心分离效果和分离液中的SS浓度;为提高分离效果，分离前进行混凝处理;工作效率高，占地小，卫生条件好，但能耗大。
常用离心浓缩机
笼形立式离心浓缩机：圆锥形笼框内侧面铺上滤布。污泥从笼筐底部流入，沿笼筐徐徐向上，分离水通过滤布进入滤液时，浓缩液通过上边沿排出，完成浓缩过程;过滤和离心双重作用，效果好;
转速较低(900r/min)，操作方便。
卧式螺旋离心浓缩机
以污泥供给管为中心，外筒转速快，起离心分离作用;内部螺杆转速慢，起输送浓缩污泥作用;浓缩液从左边出口排出，分离水从右边出口排出。
水力旋流浓缩
基本原理：利用污泥本身产生旋流的离心力和污泥中固、液密度差达到固液分离目的;
工作过程：污泥从进泥管以切线方向高速进入圆筒，形成旋流，并沿锥体下降成为浓缩液;分离液沿旋流器中央形成漩涡竟中心管上升，由出水管溢出;处理量小，易堵塞，操作困难。
污泥的稳定：采取措施使污泥中易生物降解的有机物转化为稳定物质或暂时不产生分解的过程;
污泥的稳定方法
1.生物稳定法：污泥中的有机物在微生物作用下降解为稳定的无机物或变成不易生物降解的有机物的过程;
2.厌氧生物处理法;
3.好氧生物处理法;
4.化学稳定法：采用化学药剂杀灭导致污泥腐败的微生物，使污泥中的有机物短期内不致腐败的过程;
如氯稳定法：杀灭微生物;
石灰稳定法：提高pH，杀灭微生物，沉淀重金属;
污泥的好氧消化：在不投加底物的条件下，对污泥进行较长时间的曝气，使污泥中的微生物处于内源呼阶段进行自身氧化。该方法可以去除微生物体中的可生物降解部分(约占80%)，所以消化程度高，剩余消化污泥量少;
由于有酸性物质产生，污泥必须有足够的碱度以保持消化池内溶液中性，以维持反应正常进行，控制消化液中DO≥2mg/L;控制95%左右，以便于搅拌;
优点：污泥中有机物降解程度高;上清液BOD浓度低;消化污泥量少、稳定、易脱水、肥分高、运行管理简单、基建费用低;
缺点：能耗和运行费用高;不能回收沼气;上清液SS浓度高;运行过程受气温影响大。
污泥的厌氧消化：在无氧条件下，污泥在厌氧微生物的作用下分解成稳定物质，杀灭病菌和寄生虫卵，达到污泥稳定、减量和无害化。
厌氧微生物可分为两类，分别在酸性消化阶段和碱性消化阶段其作用：
酸性消化阶段：产酸菌(兼性厌氧菌)起作用，代谢产物都具酸性，且有大量的氢气产生，故亦称酸性发酵或氢发酵;
碱性消化阶段：甲烷菌(专性厌氧菌)起作用，将酸性发酵阶段的代谢产物分解为CO2、CH4和NH3， CO2、CH4大量溢出(故称甲烷发酵)，而NH3则中和酸性消化阶段产生的酸性物质，创造甲烷菌生存的弱碱性环境;
影响污泥消化的因素
pH值和碱度：酸性发酵最佳pH值5.8，碱性发酵最佳pH值7.8，其中甲烷菌对pH值敏感，pH值的微小变化都会抑制甲烷菌生长。
因此，两个阶段同时进行时，控制pH值7.0～7.6;为使消化液的pH值稳定，要求消化液有较大的碱度;碱性发酵阶段的产生的CO2和NH3，可以提高消化液的碱度，增大消化液的酸碱缓冲容量;
温度：由于消化池的微生物(尤其是甲烷菌)对温度敏感，所以温度是影响消化的重要因素。温度变化大于1℃/d时，就会对消化过程产生影响。一般设计温度的变化范围不大于0.5 ℃/d;消化池中各种微生物种群均有最佳生长温度范围。
因此，根据利用微生物种群的不同，可分为中温消化和高温消化，对应的温度范围如图20-10所示;高温消化反应速率快，产气率高，杀灭病原菌的效果好，浮渣少，消化污泥脱水性能好，但能耗高，设备结构复杂;中温消化控制温度35℃左右。，该温度下产气量比较大，生成浮渣也较少，消化液与污泥易分离，能耗相对较低，是目前常用的污泥消化系统。
投配率：每日处理新鲜污泥体积与消化池体积之比，以百分数计;有机负荷率：每日处理新鲜污泥中的干污泥量与消化池体积之比;投配率的倒数是水力停留时间，有机负荷率才真正反映有机物的降解速率。
以有机负荷率作为设计依据时，要复核污泥中固体的平均停留时间，以保证污泥的降解时间;工程设计时，有机负荷率小，有机物降解程度高，产气率增加，但是所需消化池容积大;有机负荷率大，有机物降解程度低，产气率减少，但是所需消化池容积小;运行过程中，有机负荷滤过大，消化池中有机酸类机，pH值和池温降低，甲烷菌生长受抑制，可能破坏消化池的正常运行。中温消化式的生活污泥投配率控制6～8%。
2、污泥处置流程及处理方法，污泥处置污泥污泥
图1 《方案》中污泥处理处置结构示意图
（图片来自原文）
本次发布的《方案》所设定目标与“十四五”规划《纲要》保持一致，即，到2025年，城市污泥无害化处置率要达90%以上。同时，补充了地级及以上城市达到95%以上更高目标。而且，《方案》明确了不同情景下污泥处理、处置立体方式，对不同污泥处理、处置方式也进行了层次结构的清晰定位。
图片来自网络
《方案》在阐述污泥处理、处置结构中，仍然将污泥土地利用放在“C位”，并用了“积极推广”一词。在推动污泥土地利用方面，实际上我国已进行了长时间的努力，早就确立了相应的标准规范来指导污泥土地利用，包括《农用污泥污染物控制标准》GB 4284-2018、《城镇污水处理厂污泥处置 农用泥质》CJ/T309、《城镇污水处理厂污泥处置 土地改良用泥质》GB 24600、《城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质》GB/T 23486等，限定了用于不同土地时的泥质性质条件、施用频率和监测/风险控制方法。这些标准规范制定或多或少参考了西方在污泥土地利用方面的实践经验。
40 CFR Part 503（简称503）标准是美国在1993年制定用于指导污水处理厂污泥处理、处置的标准规范。在503中，污泥使用了Biosolids（生物固体）名称，这似乎从名称上就开始了污泥无害化处置。其中，该标准把污泥分为两类（Class A和Class B，《农用污泥污染物控制标准》同样也分为了两级），A级生物固体，质量最高，任何不完全符合A级的则属于B级生物固体。两类最主要的区别在于A级生物固体中病原菌数量应保证在检测限以下。当然，A级生物固体在质量（EQ）、污染浓度、累积污染物负荷率和年污染物负荷率方面都有着严格规定。因此，在土地利用实践中，A级污泥应用场景更广泛、也更安全，较受青睐。那么，美国污泥处置中土地利用途径接受度如何呢？
据最新数据统计，美国年污泥处置量（2018年）约为582.3万t（干重），约53%用于土地利用，另外一半主要是填埋和焚烧。相比于2004年，土地利用处置率提升了4个百分点。其中，处理至Class A级别的污泥处置量为27%，提升了5%。从土地利用场景来看，主要用于玉米种植，收获后用于动物饲料和生物质能源，另外也用于干草等植物肥料。需要说明的是，2018年污泥土地利用处置所占比例相比于2004年并没有太大变化，2021年数据甚至有所下降（图2）。同时，报告也提及，污水处理厂运营者其中一个最大担忧就是污泥土地利用处置空间持续开拓，面临着周围农场接受度下降难题。另外，随着美国对PFAS新型污染重视，污泥土地利用何去何从也充满了不确定性。
图2 2021美国污泥处理处置途径情况统计
（图片来自USEPA网站）
尽管“积极推广”表明了我国污泥处理、处置在土地利用路径上的决心，但也透露了土地利用途径的“尴尬”境地，即，污泥土地利用优势有目共睹，但实践举步维艰，即，理想很丰满、现实很骨感。对于土地资源丰富的美国来说，污泥土地利用处置似乎也变得越来越发困难，何况是土地资源更为紧张的中国。“推广”往往意味着相关主体较多，并未形成有效共识，接受度和二次污染风险是最大的两个原因，污染可控，但接受度却不受污水处理厂控制。事实上，现在我国农民连人粪尿、牲畜粪便都不用作肥料回田（与化肥相比作物产量很低！），以至于人粪尿进入污水而需要农村污水处理。在此情形下，他农民怎么会接受污泥？！显然，目前倒给农民钱都不会使用污泥施肥，这已被数实践所证明！。这也就是《农用污泥污染物控制标准》GB 4284-2018虽规定污泥可以回田，但实际难以真正回田的根本原因。因此，人们无需担心“政策”不让污泥回田，而是农民根本就不愿意使用！结果导致化肥充斥整个农业肥料市场，加剧了磷危机现象。尽管全球目前都在为控制气候变化和磷危机而努力，但人类本世纪内不会被“热死”，但有可能因过度磷危机而被“饿死”！
有鉴于此，《方案》将污泥土地利用限定在非农用的林/绿地。即使在林地领域，如何架起污泥与林地之间的桥梁也是一道难题。按照《有机肥料》（NY/T 525-2021）“禁止选用粉煤灰、钢渣、污泥、生活垃圾（经分类陈化后的厨余废弃物除外）、含有外来入侵物种物料和法律法规禁止的物料等存在安全隐患的禁用类原料”之规定，污泥作为肥料不允许进入农资销售系统，只能依赖污水处理厂作为“个体户”去联系林地利用主体，这无疑也是困难之事。即使政府部门以行政命令方式强行推广林地使用，这恐怕也是后患无穷的事情。要知道，污泥中含有约50%的无机质，林地施用污泥短时间内还凑合，但长期施用会致使无机质（沙、土）堆积，从而抬高林地地平线。结果，遇有降雨径流，会引发污泥中的有机物（COD）、氮（N）、磷（P）等营养物进入地表水体，诱发黑臭水体、富营养化现象。这种情形对城市绿地来说问题尤为严重，会对城市水体景观带来潜在威胁。
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至于污泥填埋，长期以来一直是我国城市普遍采用的处置方式，因为这是最为经济的方法。对我国广大东部经济发达的城市而言，目前不是要“合理压缩”填埋规模，其实是填埋“无地自容”，所谓“压缩”应该是针对西部城市或东部小城镇。结果，无论是“无地自容”还是“合理压缩”都会使污泥处置走向“非经济”处置方式，如，污泥堆肥（但回田回地均难以前行！）、厌氧消化、干化焚烧。
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在“非经济”污泥处置中，因“双碳”目标而使很多人觉得污泥厌氧消化的春天来了，应该让污泥厌氧消化发扬光大，毕竟大多数欧洲国家一直沿用至今。然而，污泥厌氧消化转化甲烷（CH4）取决于进水有机物（COD）浓度多寡，这对我国普遍低下的进水COD而言污泥转化甲烷实现碳中和似乎显得杯水车薪，况且厌氧消化后至少还有约50%的有机物残留需要进一步处置。在回田回地无望情况下，最后显然只能应用干化焚烧最后一招。
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于是，《方案》有了“有序推进”污泥焚烧之策。但是，污泥焚烧有厌氧消化后干化焚烧和越过厌氧消化直接干化焚烧之说！无论哪种焚烧方式，国人往往“谈烧色变”，一是因为它属于“最不经济”的方式，二是担心焚烧尾气中含有二恶英、重金属、氮化化物等有毒有害气体。从有机能源最大回收和综合经济角度，越过厌氧消化直接干化焚烧污泥应该是最优的，这已成为香港、上海、广东、成都等地的社会实践。况且，污泥焚烧灰分中聚积了90%的进水磷负荷，可以从中“轻松”回收磷和金属。至于污泥焚烧尾气问题，并无需过虑，800 ℃以上焚烧温度二恶英一般并不会产生，重金属、氮化化物等也很容易得到控制，不然，欧洲国家几十年的垃圾、污泥焚烧早就被老百姓反对停掉了。
总之，《方案》发布再次警醒了对污泥无害化和资源化处理、处置的思考和实践。因地制宜是原则、资源能源化则是重点。在污泥回田，填埋越来越无出路的前景下，“土葬”变“火葬”乃必然发展趋势。所以，只有认清形势，才能高屋建瓴地选择一步到位或分段建设的正确污泥处理、处置路线。否则，跟随欧洲国家老路行事只能是让自己不断修订和升级污泥处理、处置方法，到头来花的钱一点也不比直接干化焚烧要少！
本文关键词：污泥的处置与处理方法有哪些，污泥处置的方法与流程，污泥处置有哪些方法?各有什么作用?，污泥处理处置的基本方法，污泥处置方法五种方式。这就是关于《污泥处置流程及处理方法，水处理厂污泥处理技术》的所有内容，希望对您能有所帮助！
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