污泥

固体沉淀物质

污泥(sludge)是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质。

释义

英文：sludge

定义：在污水处理过程中产生的半固态或固态物质，不包括栅渣、浮渣和沉砂。

词目：污泥（污水污泥）

拼音：wū ní

基本解释

[sludge;mire;mud] 由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质。

详细解释

⒈

同“污泥”。肮脏，卑污。《韩非子·诡使》：“今士大夫不羞污泥丑辱而宦，女妹私义之门不待次而宦。”《史记·屈原贾生列传》：“濯淖污泥之中，蝉蜕於浊秽，以浮游尘埃之外，不获世之滋垢，皭然泥而不滓者也。” 汉刘向说苑·至公》：“悯时俗之污泥，伤纪纲之废坏。”

⒉

亦作“污泥”。1.烂泥。《三国志·魏志·刘桢传》“ 桢以不敬被刑”裴松之注引三国魏鱼豢《典略》：“此四宝者，伏朽石之下，潜污泥之中，而扬光千载之上，发彩畴昔之外，亦皆未能初自接於至尊也。”《花月痕》第五回：“尔乃亭亭净植，莲出污泥，烈烈奇香，兰生幽谷。”孙犁《淀纪事·村歌下篇》：“ 老改擦洗老牛身上沾着的污泥。”

⒊ 指泥泞。北魏贾思勰《齐民要术·旱稻》：“凡下田停水处，懆则坚垎，湿则污泥，难治而易荒，墝埆而杀种。”

介绍

污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高（可高达99%以上），有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小，呈胶状液态。它是介于液体和固体之间的浓稠物，可以用泵运输，但它很难通过沉降进行固液分离。

分类

活性污泥

根据污泥从污水中分离的过程，可将其分为如下几类：

污泥是指用物理法、化学法、物理化学法和生物法等处理废水时产生的沉淀物、颗粒物和漂浮物。污泥一般指介于液体和固体之间的浓稠物，可以用泵输送，但它很难通过沉降进行固液分离。悬浮物浓度一般在1%~10%，低于此浓度常常称为泥浆。由于污泥的来源及水处理方法不同，产生的污泥性质不一，污泥的种类很多，分类比较复杂，一般可以按以下方法分类。

⑴按来源分污泥主要有生活污水污泥，工业废水污泥和给水污泥。

⑵按处理方法和分离过程分污泥可分为以下几类：

初沉污泥（sludgefromprimarysedimentationtank）：指污水一级处理过程中产生的沉淀物；

活性污泥（activitedsludge）：指活性污泥法处理工艺二沉池产生的沉淀物；

腐殖污泥：指生物膜法（如生物滤池、生物转盘、部分生物接触氧化池等）污水处理工艺中二次沉淀池产生的沉淀物。

化学污泥：指化学强化一级处理（或三级处理）后产生的污泥。⑶按污泥的不同产生阶段分：

沉淀污泥（primarysettlingsludge）：初次沉淀池中截留的污泥，包括物理沉淀污泥，混凝沉淀污泥，化学沉淀污泥。

腐殖污泥

生物处理污泥（biologicalsludge）：在生物处理过程中，由污水中悬浮状、胶体状或溶解状的有机污染物组成的某种活性物质，称为生物处理污泥。

生污泥（freshsludge）：指从沉淀池（初沉池和二沉池）分离出来的沉淀物或悬浮物的总称；

消化污泥（di-gestedsludge）：为生污泥经厌氧消化后得到的污泥。

浓缩污泥

（concentratesludge）：指生污泥经浓缩处理后得到的污泥；

脱水干化污泥（dehydrationsludge）：指经脱水干化处理后得到的污泥；

干燥污泥（Dryingsludge）：指经干燥处理后得到的污泥。

⑷按污泥的成分和性质分。污泥可分为有机污泥和无机污泥；亲水性污泥和疏水性污泥。

处理方法

污泥处理

污泥浓缩

污泥浓缩后含水率可降为95%~97%，近似糊状。浓缩可以达到污泥的减量化。重力浓缩法用于污泥处理是广泛采用的一种方法，已有50多年历史。机械浓缩方法出现在20世纪30年代的美国，此方法占地面积小，造价低，但运行费用与机械维修费用较高。气浮浓缩于1957年出现在美国。此法固液分离效果较好，应用已越来越广泛。

污泥浓缩的方法主要有重力浓缩法、气浮浓缩法、带式重力浓缩法和离心浓缩法，还有微孔浓缩法、隔膜浓缩法和生物浮选浓缩法等。

重力浓缩

利用重力作用的自然沉降分离方式，不需要外加能量，是一种最节能的污泥浓缩方法。重力浓缩只是一种沉降分离工艺,它是通过在沉淀中形成高浓度污泥层达到浓缩污泥的目的，是污泥浓缩方法的主体。单独的重力浓缩是在独立的重力浓缩池中完成，工艺简单有效，但停留时间较长时可能产生臭味，而且并非适用于所有的污泥；如果应用于生物除磷剩余污泥浓缩时，会出现磷的大量释放，其上清液需要采用化学法进行除磷处理。重力浓缩法适用于初沉污泥、化学污泥和生物膜污泥。

污泥处理

气浮浓缩

气浮浓缩与重力浓缩相反，是依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒的周围，减小颗粒的比重而强制上浮。因此气浮法对于比重接近于1g/cm3的污泥尤其适用。气浮浓缩法操作简便，运行中同样有一定臭味，动力费用高，对污泥沉降性能（SⅥ）敏感；适用于剩余污泥产量不大的活性污泥法处理系统，尤其是生物除磷系统的剩余污泥。

带式重力浓缩法

带式重力浓缩法是利用带式重力浓缩机的一种机械浓缩法。由于其具有投资适中，运行费适中，效果好，对各种性能的污泥适应性较强等特点，因此近几年被广泛采用；但实际运行中会受到污泥中高分子的影响，运行时湿度大，因而需要仔细操作。带式重力浓缩法适用于各种生物污泥。

离心浓缩法

离心浓缩法的原理是利用污泥中固、液比重不同而具有的不同的离心力进行浓缩。离心浓缩法的特点是自成系统，效果好，操作简便；但投资较高，动力费用较高，维护复杂；适用于大中型污水处理厂的生物和化学污泥。

污泥稳定化

污泥处理

稳定处理的目的就是降解污泥中的有机物质，进一步减少污泥含水量，杀灭污泥中的细菌、病原体等，消除臭味，这是污泥能否资源化有效利用的关键步骤。污泥稳定化的方法主要有堆肥化、干燥、厌氧消化等。厌氧消化：在污泥处理工艺中，厌氧消化是较普遍采用的稳定化技术。污泥厌氧消化也称为污泥厌氧生物稳定，它的主要目的是减少原污泥中以碳水化合物、蛋白质、脂肪形式存在的高能量物质，也就是通过降解将高分子物质转变为低分子物质氧化物。厌氧消化是在无氧条件下依靠各种兼性菌和厌氧菌的共同作用，使污泥中有机物分解的厌氧生化反应，是一个极其复杂的过程。

碱性发酵阶段

一般可分为酸性发酵阶段和碱性发酵阶段,酸性发酵阶段又可以分为水解阶段和产酸阶段，碱性发酵阶段可以分为酸性衰退阶段（产乙酸阶段）和产甲烷阶段。厌氧分解过程中产生大量气体，主要成分为甲烷和二氧化碳以及少量的硫化氢等。但运行管理要求高，消化池需密闭、池容大、池数多。

好氧消化

好氧消化污泥出现于20世纪50年代，与活性污泥法极为相似。当外来养料被消耗完以后，微生物靠消耗自己的机体来产生能量以维持生命活动。这就是微生物的内源代谢阶段。细胞组织在好氧条件下的内源代谢产物为CO2、NH3、H2O，而NH3会在有氧条件下进一步氧化为硝酸盐。污泥好氧消化的反应可以用下面的方程式表达：

C6H7NO2+7O2→5CO2+NO3-+3H2O+H+

上式中C6H7NO2为细胞组织的元素组成。

此法降解程度高，无臭稳定，易脱水，肥份高，运行管理简单，基建费用低。但运行费用高，消化污泥量少，降解程度随温度波动大。

石灰稳定技术

石灰稳定技术始于20世纪50年代，在投加石灰的条件下，保持一定pH值及一定时间，可以杀灭传染病菌，并防腐与抑制臭气的产生。该技术操作简单、成本较低，处理后较容易脱水。污泥最终处置可采用农用或者卫生填埋。

好氧堆肥

堆肥技术探讨始于1920年，堆肥系统可分为三类：条形堆肥系统、静态好氧堆肥系统和装置式堆肥系统。城市污水处理厂的污泥中含有大量促进植物和农作物生长的氮、磷、钾等营养成分，肥效较好，经过堆肥处理可以达到稳定化、无害化及资源化的目的。堆肥是一个由嗜温菌、嗜热菌对有机物进行好氧分解的稳定过程，其特点是自身可以产生一定的热量，并且高温持续时间长，不需外加热源，即可达到无害化。堆肥的一般工艺流程主要分为前处理，一次发酵，二次发酵和后处理四个过程。经过堆肥化处理后，污泥的性状改善，含水率降低（小于40%），成为疏松、分散、细粒状，可杀灭病原菌和寄生虫（卵），便于贮藏、运输和使用。

石灰稳定技术石灰稳定技术始于20世纪50年代，在投加石灰的条件下，保持一定pH值及一定时间，可以杀灭传染病菌，并防腐与抑制臭气的产生。该技术操作简单、成本较低，处理后较容易脱水。污泥最终处置可采用农用或者卫生填埋。

将污泥发酵成有机肥，如再加入部分牛粪等，就会发酵成优质的有机肥，具体操作方法如下：

1、加菌。1公斤金宝贝肥料发酵剂可发酵4吨左右污泥+牛粪。需按重量比加30-50%左右的牛粪，或秸秆粉、蘑菇渣、花生壳粉、或稻壳、锯末等有机物料以便调节通气性。其中如果加入的是稻壳、锯末，因其纤维素木质素较高，应延长发酵时间。菌种稀释：每公斤发酵剂加5-10公斤米糠（或麸皮、玉米粉等替代物）拌匀稀释后再均匀撒入物料堆，使用效果会更佳。

2、建堆：备料后边撒菌边建堆，堆高与体积不能太矮太小，要求：堆高1.5-2米，宽2米，长度2-4米

2、拌匀通气。金宝贝肥料发酵剂是需要好（耗）氧发酵，故应加大供氧措施，做到拌匀、勤翻、通气为宜。否则会导致厌氧发酵而产生臭味，影响效果。

4、水分。发酵物料的水分应控制在60～65%。水分判断：手紧抓一把物料，指缝见水印但不滴水，落地即散为宜。水少发酵慢，水多通气差，还会导致“腐败菌”工作而产生臭味。

5、温度。启动温度应在15℃以上较好（四季可作业，不受季节影响，冬天尽量在室内或大棚内发酵），发酵升温控制在70-75℃以下为宜。

6、完成。第2-3天温度达65℃以上时应翻倒，一般一周内可发酵完成，物料呈黑褐色，温度开始降至常温，表明发酵完成。如锯末、木屑、稻壳类辅料过多时，应延长发酵时间，待充分腐熟。

发酵好的有机肥，肥效好，使用安全方便，抗病促长，还可培肥地力等。

污泥脱水与干化

污泥脱水是整个污泥处理工艺的一个重要的环节，其目的是使固体富集，减少污泥体积，为污泥的最终处置创造条件。为使污泥液相和固相分离，必须克服它们之间的结合力，所以污泥脱水所遇到的主要问题是能量问题。针对结合力的不同形式，有目的采用不同的外界措施可以取得不同的脱水效果。污泥脱水与干化包括自然脱水、机械脱水和热处理干化。

污泥经浓缩、消化后，尚有95%~97%含水率，且易腐败发臭，需对污泥作干化与脱水处理。常用脱水方法有自然干燥和机械脱水两种。利用芦苇等沼生植物也可以进行较好的脱水。

干燥

为了进一步降低脱水后污泥的含水率（75%），采用干燥工艺。经干燥后含水率可降至约20%左右。干燥工艺除了最简单的日晒外，常用的是热干燥技术。污泥热干燥开始于本世纪初的英国，此方法可以完全杀灭病原菌，使污泥处于稳定化状态。但干燥过程产生的大量的废气净化费用问题、运行费用，都是使用干燥工艺要考虑的问题。

污泥熔融

为了减少污泥体积和利用其中的重金属黏结作用，日本曾开展污泥熔融技术研究，但还不十分深入。污泥熔融处理也是污泥热化学处理方法的一种。污泥熔融技术是把污泥加热至1300~1500℃,使污泥中有机物燃烧，其残留物质可用来制作玻璃、钢铁、建筑材料等。

两相消化

新型的污水污泥处理工艺如高温酸化-中温甲烷化两相厌氧消化等不断出现，并逐步被应用。边兴玉等采用污水污泥两相厌氧消化工艺，将产酸相和产甲烷相分别置于各自的反应器中，形成各自的相对优势微生物种群，提高了整个消化过程的处理效果和稳定性。VSS（挥发性悬浮颗粒物）去除率比中温传统工艺提高50%以上，比高温传统工艺提高35%左右。高温酸化0.5d后，中温甲烷化8·5d，可达到中温传统法20d的处理效果，节省了时间。另外，灭菌效果优于中温传统法，产甲烷反应器保持较高的缓冲能力，对挥发性酸积累的抵御和耐冲击负荷的能力强。

污泥制油

污泥制油是把含水率为65%的干泥在隔绝空气下，加热升温450℃，在催化剂作用下把污泥中有机物转化为碳氢化合物，最大转化率取决于污泥组成和催化剂的种类，正常200~300L（油）/t（干泥）的产率，其性质与柴油相似。加拿大正在进行中试试验，澳大利亚Perth也正在建造利用热化学方法将污泥制油的工厂。

污泥湿式氧化

（wetairoxidation简称WAO）

污泥处理技术

湿式氧化法是在高温（125℃~320℃）和高压（0.5~20MPa）条件下，以空气中的氧作为氧化剂，在液相中将有机物分解为二氧化碳、水等无机物或小分子有机物的化学过程。由于剩余污泥在物质结构上与高浓度有机废水十分相似，因此这种方法也可用于处理剩余污泥。剩余污泥的湿式氧化法处理是湿式氧化法最成功的应用领域，有50%以上的湿式氧化装置应用于剩余污泥的处理。

臭氧减量化

这一工艺是由日本的H·Yasui等学者提出的。此工艺中，剩余污泥的消化与污水处理在同一个曝气池中同时进行。工艺分成两个过程，一个是臭氧氧化过程，另一个是生物降解过程。

从二沉池中沉下来的污泥，一部分直接回流到曝气池中，另一部分则是先进行臭氧处理然后再回流到曝气池。污泥经过臭氧处理后，能够提高其生物降解性，在曝气池中与污水同时进行生物处理。而且在经臭氧处理后，将有一部分污泥（1/3）被无机化。因此,只要操作适当，可以使污水处理过程中净增污泥量与无机化污泥量相等，从而可以达到无剩余污泥的目的。

超声波处理

超声波通常是指频率为的20kHz~10MHz的声波。当其声强增加到一定的数量时，会对其传播中的媒质产生影响，使媒质的状态、组成、功能和结构等发生变化，通称为超声效应。超声波与媒质作用的机制可分为热机制、机械机制和空化机制，超声波主要通过空化机制实现对剩余污泥的处理。

高速生物反应器

高速生物反应器技术是在利用土壤处理污泥的基础上发展起来的。利用土壤中的微生物处理污泥，由于系统是开放的，因而会受到气温和土壤湿度的影响，使土壤利用的时间和区域受到一定的限制。

美国SWEC公司在80年代开始研制开发高速生物反应器，该技术将污泥的脱水、消化和干化相结合，将土壤处理的整个过程放置在室内一个封闭的循环系统中进行。Texaco经过近20年的研究开发，使高速生物反应器技术成熟并得以推广。整个操作系统的核心部分是生物反应器，它由二个区域组成：上半部分是污泥与土壤相混合的区域，使污泥负荷达到均一化，污泥的有机部分在这一区域中被生物降解；下半部分是气、液分离区，使液体不滞留于土壤中，以增加氧的传递率。高负荷率的污泥通过该系统的处理，污泥中的有机组分将降解70%~80%，悬浮固体浓度去除率达到45%~60%。从沉淀池排出浓度为5000~30000mg/L的污泥都可以直接进入该系统中，而不需要任何的预处理。相比于其它生物处理技术，该系统所需能量较少，可以连续运行，并能保持最佳温度以利于微生物的降解，特别适合于受自然条件限制或土壤湿度大的污泥处理过程中。