生活污水和工業(yè)廢水進(jìn)入城市污水處理廠，經(jīng)過一級(jí)、二級(jí)等一系列的物理、化學(xué)和生物處理后，在各級(jí)的處理構(gòu)筑物中截留的固態(tài)物質(zhì)就是污泥。
未經(jīng)處理過的污泥含水率一般在98%左右，按水分在污泥中存在的形式可分為間隙水，毛細(xì)管結(jié)合水、表面吸附水和內(nèi)部水，分別占污泥水分的70%、20%、7%、3%左右，脫除這幾類水分的技術(shù)難度和成本依次升高[1]。
污泥中除了含有大量的水分，還包含了微生物細(xì)胞群體及其分解產(chǎn)物，不僅含有豐富的有機(jī)質(zhì)、植物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)元素（氮、磷、鉀、鎂、硫、鈣等多種礦物鹽）[2]和微量元素（鐵、錳、鋅、銅、硼等）還具有一定的熱值（9204～12552kJ/kg）。因此，污泥作為污水處理的產(chǎn)物，是可有效利用的資源，應(yīng)從資源化著眼，以減量化、穩(wěn)定化和無害化為目標(biāo)，遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，兼顧生態(tài)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益之間的平衡，徹底解決污泥對(duì)環(huán)境污染的問題。
2污泥的處理與處置
圖1中的污泥處理處置技術(shù)，不管是處理過程中產(chǎn)生的物質(zhì)還是處理的最終產(chǎn)物基本可實(shí)現(xiàn)再利用。
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圖1污泥處理處置流程
2.1污泥處理技術(shù)
污泥處理是實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化和無害化的過程，并且在處理過程中盡可能利用產(chǎn)生的能量和物質(zhì)，為后續(xù)污泥處置創(chuàng)造良好的條件。
2.1.1污泥厭氧消化
污泥厭氧消化具有能耗低、產(chǎn)沼氣、殺滅病菌蟲卵等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定、減量和無害的有效方式。
（1）污泥厭氧消化預(yù)處理技術(shù)
由于污泥中大部分有機(jī)物存在于微生物的細(xì)胞內(nèi)，微生物細(xì)胞壁阻礙了水解酶對(duì)這部分有機(jī)物的水解，使得水解過程成為厭氧處理系統(tǒng)的限速步驟。因此，為改善污泥厭氧處理的效果，增大甲烷產(chǎn)量，對(duì)其采用不同的預(yù)處理方式，能有效破碎微生物的細(xì)胞壁（膜）結(jié)構(gòu)，釋放出污泥中的溶解性有機(jī)組分，使胞外酶與厭氧微生物所需的基質(zhì)充分接觸，從而加快污泥水解及整個(gè)厭氧消化的進(jìn)程。
大量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐發(fā)現(xiàn)熱處理法已具備工程運(yùn)用的條件，且基建投資和運(yùn)行成本都相對(duì)較低。通過加熱使得污泥中的部分細(xì)胞體受熱膨脹而破裂，釋放出蛋白質(zhì)和膠質(zhì)、礦物質(zhì)以及細(xì)胞膜碎片，進(jìn)而在高溫下受熱水解、溶化，形成可溶性聚縮氨酸、氨氮、揮發(fā)酸以及碳水化合物等。挪威Hamar污水處理廠3年的運(yùn)行實(shí)踐證實(shí)采用熱處理法不僅可以有效改善污泥的消化性能，還為整個(gè)厭氧消化過程節(jié)省25%的能耗[3]。
此外，超聲波處理法、臭氧氧化法、r射線輻照法、生物酶技術(shù)等新型預(yù)處理技術(shù)，由于受到技術(shù)、設(shè)備和資金的限制還需進(jìn)一步優(yōu)化和完善。
（2）污泥厭氧消化
厭氧消化分為水解產(chǎn)酸（液化）和厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣（氣化）兩個(gè)階段，見圖2[4]。厭氧消化一般情況下可以使污泥固體總量的25%～50%被分解，為后續(xù)污泥處理系統(tǒng)減少了費(fèi)用；消化產(chǎn)生的甲烷能實(shí)現(xiàn)污水廠部分能量自給，產(chǎn)生的污泥含有一定量的灰分和有機(jī)物，能提高土壤的肥力改善土壤的結(jié)構(gòu)，而高溫消化(50～60℃)還能有效殺滅致病菌[4]。
建立一套沼氣利用系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)厭氧過程中沼氣最大限度利用。青島海泊河污水處理廠建立了一套沼氣驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)、余熱回收、沼氣鍋爐污泥加熱的整體系統(tǒng)，通過對(duì)沼氣脫硫系統(tǒng)、沼氣儲(chǔ)罐和消化池的一系列技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)了沼氣生物能的最大回收，同時(shí)采用圓鼓滾動(dòng)和圓盤造粒法把消化污泥制成了有機(jī)復(fù)合肥，并將該復(fù)合肥應(yīng)用于多種農(nóng)作物的能效試驗(yàn)，結(jié)果證明污泥中的重金屬含量未超出農(nóng)用污泥污染控制指標(biāo)，返溶率很低，農(nóng)用時(shí)不會(huì)對(duì)土壤造成重金屬污染，復(fù)合肥中的有機(jī)物和氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素的含量相當(dāng)豐富，是很好的農(nóng)肥資源[5]。
