污泥(固體沉澱物質)

污泥(sludge)是由水和污水處理過程所產生的固體沉澱物質。

基本介紹

• 中文名：污泥
• 外文名：sludge
• 定義：固態物質不包括柵渣、浮渣和沉砂
• 詞目：污水污泥
• 拼音：wū ní
• 基本解釋：水和污水處理過程所產生沉澱物質

釋義

英文：sludge

定義：在污水處理過程中產生的半固態或固態物質，不包括柵渣、浮渣和沉砂。

詞目：污泥（污水污泥）

拼音：wū ní

基本解釋

[sludge;mire;mud] 由水和污水處理過程所產生的固體沉澱物質。

詳細解釋

⒈

同“污泥”。骯髒，卑污。《韓非子·詭使》：“今士大夫不羞污泥醜辱而宦，女妹私義之門不待次而宦。”《史記·屈原賈生列傳》：“濯淖污泥之中，蟬蛻於濁穢，以浮游塵埃之外，不獲世之滋垢，皭然泥而不滓者也。” 漢劉向說苑·至公》：“憫時俗之污泥，傷紀綱之廢壞。”

⒉

亦作“污泥”。1.爛泥。《三國志·魏志·劉楨傳》“ 楨 以不敬被刑”裴松之注引 三國 魏 魚豢 《典略》：“此四寶者，伏朽石之下，潛污泥之中，而揚光千載之上，發彩疇昔之外，亦皆未能初自接於至尊也。”《花月痕》第五回：“爾乃亭亭淨植，蓮出污泥，烈烈奇香，蘭生幽谷。”孫犁《淀紀事·村歌下篇》：“ 老改 擦洗老牛身上沾著的污泥。”

⒊ 指泥濘。北魏賈思勰《齊民要術·旱稻》：“凡下田停水處，懆則堅垎，濕則污泥，難治而易荒，墝埆而殺種。”

介紹

污泥是污水處理後的產物，是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其複雜的非均質體。污泥的主要特性是含水率高（可高達99%以上），有機物含量高，容易腐化發臭，並且顆粒較細，比重較小，呈膠狀液態。它是介於液體和固體之間的濃稠物，可以用泵運輸，但它很難通過沉降進行固液分離。

污泥

分類

活性污泥

根據污泥從污水中分離的過程，可將其分為如下幾類：

污泥是指用物理法、化學法、物理化學法和生物法等處理廢水時產生的沉澱物、顆粒物和漂浮物。污泥一般指介於液體和固體之間的濃稠物，可以用泵輸送，但它很難通過沉降進行固液分離。懸浮物濃度一般在1%~10%，低於此濃度常常稱為泥漿。由於污泥的來源及水處理方法不同，產生的污泥性質不一，污泥的種類很多，分類比較複雜，一般可以按以下方法分類。

污泥

⑴按來源分污泥主要有生活污水污泥，工業廢水污泥和給水污泥。

⑵按處理方法和分離過程分污泥可分為以下幾類：

初沉污泥（sludgefromprimarysedimentationtank）：指污水一級處理過程中產生的沉澱物；

活性污泥（activitedsludge）：指活性污泥法處理工藝二沉池產生的沉澱物；

腐殖污泥：指生物膜法（如生物濾池、生物轉盤、部分生物接觸氧化池等）污水處理工藝中二次沉澱池產生的沉澱物。

化學污泥：指化學強化一級處理（或三級處理）後產生的污泥。⑶按污泥的不同產生階段分：

污泥

沉澱污泥（primarysettlingsludge）：初次沉澱池中截留的污泥，包括物理沉澱污泥，混凝沉澱污泥，化學沉澱污泥。

腐殖污泥

生物處理污泥（biologicalsludge）：在生物處理過程中，由污水中懸浮狀、膠體狀或溶解狀的有機污染物組成的某種活性物質，稱為生物處理污泥。

生污泥（freshsludge）：指從沉澱池（初沉池和二沉池）分離出來的沉澱物或懸浮物的總稱；

消化污泥（di-gestedsludge）：為生污泥經厭氧消化後得到的污泥。

濃縮污泥

（concentratesludge）：指生污泥經濃縮處理後得到的污泥；

脫水乾化污泥（dehydrationsludge）：指經脫水乾化處理後得到的污泥；

乾燥污泥（Dryingsludge）：指經乾燥處理後得到的污泥。

⑷按污泥的成分和性質分。污泥可分為有機污泥和無機污泥；親水性污泥和疏水性污泥。

處理方法

污泥處理

污泥濃縮

污泥濃縮後含水率可降為95%~97%，近似糊狀。濃縮可以達到污泥的減量化。重力濃縮法用於污泥處理是廣泛採用的一種方法，已有50多年歷史。機械濃縮方法出現在20世紀30年代的美國，此方法占地面積小，造價低，但運行費用與機械維修費用較高。氣浮濃縮於1957年出現在美國。此法固液分離效果較好，套用已越來越廣泛。

污泥處理工廠

污泥濃縮的方法主要有重力濃縮法、氣浮濃縮法、帶式重力濃縮法和離心濃縮法，還有微孔濃縮法、隔膜濃縮法和生物浮選濃縮法等。

重力濃縮

利用重力作用的自然沉降分離方式，不需要外加能量，是一種最節能的污泥濃縮方法。重力濃縮只是一種沉降分離工藝,它是通過在沉澱中形成高濃度污泥層達到濃縮污泥的目的，是污泥濃縮方法的主體。單獨的重力濃縮是在獨立的重力濃縮池中完成，工藝簡單有效，但停留時間較長時可能產生臭味，而且並非適用於所有的污泥；如果套用於生物除磷剩餘污泥濃縮時，會出現磷的大量釋放，其上清液需要採用化學法進行除磷處理。重力濃縮法適用於初沉污泥、化學污泥和生物膜污泥。

污泥處理

氣浮濃縮

氣浮濃縮與重力濃縮相反，是依靠大量微小氣泡附著在污泥顆粒的周圍，減小顆粒的比重而強制上浮。因此氣浮法對於比重接近於1g/cm3的污泥尤其適用。氣浮濃縮法操作簡便，運行中同樣有一定臭味，動力費用高，對污泥沉降性能（SⅥ）敏感；適用於剩餘污泥產量不大的活性污泥法處理系統，尤其是生物除磷系統的剩餘污泥。

污泥處理機器

帶式重力濃縮法

帶式重力濃縮法是利用帶式重力濃縮機的一種機械濃縮法。由於其具有投資適中，運行費適中，效果好，對各種性能的污泥適應性較強等特點，因此近幾年被廣泛採用；但實際運行中會受到污泥中高分子的影響，運行時濕度大，因而需要仔細操作。帶式重力濃縮法適用於各種生物污泥。

離心濃縮法

離心濃縮法的原理是利用污泥中固、液比重不同而具有的不同的離心力進行濃縮。離心濃縮法的特點是自成系統，效果好，操作簡便；但投資較高，動力費用較高，維護複雜；適用於大中型污水處理廠的生物和化學污泥。

污泥穩定化

污泥處理

穩定處理的目的就是降解污泥中的有機物質，進一步減少污泥含水量，殺滅污泥中的細菌、病原體等，消除臭味，這是污泥能否資源化有效利用的關鍵步驟。污泥穩定化的方法主要有堆肥化、乾燥、厭氧消化等。厭氧消化：在污泥處理工藝中，厭氧消化是較普遍採用的穩定化技術。污泥厭氧消化也稱為污泥厭氧生物穩定，它的主要目的是減少原污泥中以碳水化合物、蛋白質、脂肪形式存在的高能量物質，也就是通過降解將高分子物質轉變為低分子物質氧化物。厭氧消化是在無氧條件下依靠各種兼性菌和厭氧菌的共同作用，使污泥中有機物分解的厭氧生化反應，是一個極其複雜的過程。

污泥

鹼性發酵階段

一般可分為酸性發酵階段和鹼性發酵階段,酸性發酵階段又可以分為水解階段和產酸階段，鹼性發酵階段可以分為酸性衰退階段（產乙酸階段）和產甲烷階段。厭氧分解過程中產生大量氣體，主要成分為甲烷和二氧化碳以及少量的硫化氫等。但運行管理要求高，消化池需密閉、池容大、池數多。

好氧消化

好氧消化污泥出現於20世紀50年代，與活性污泥法極為相似。當外來養料被消耗完以後，微生物靠消耗自己的機體來產生能量以維持生命活動。這就是微生物的內源代謝階段。細胞組織在好氧條件下的內源代謝產物為CO2、NH3、H2O，而NH3會在有氧條件下進一步氧化為硝酸鹽。污泥好氧消化的反應可以用下面的方程式表達：

污泥

C6H7NO2+7O2→5CO2+NO3-+3H2O+H+

上式中C6H7NO2為細胞組織的元素組成。

此法降解程度高，無臭穩定，易脫水，肥份高，運行管理簡單，基建費用低。但運行費用高，消化污泥量少，降解程度隨溫度波動大。

石灰穩定技術

石灰穩定技術始於20世紀50年代，在投加石灰的條件下，保持一定pH值及一定時間，可以殺滅傳染病菌，並防腐與抑制臭氣的產生。該技術操作簡單、成本較低，處理後較容易脫水。污泥最終處置可採用農用或者衛生填埋。

好氧堆肥

堆肥技術探討始於1920年，堆肥系統可分為三類：條形堆肥系統、靜態好氧堆肥系統和裝置式堆肥系統。城市污水處理廠的污泥中含有大量促進植物和農作物生長的氮、磷、鉀等營養成分，肥效較好，經過堆肥處理可以達到穩定化、無害化及資源化的目的。堆肥是一個由嗜溫菌、嗜熱菌對有機物進行好氧分解的穩定過程，其特點是自身可以產生一定的熱量，並且高溫持續時間長，不需外加熱源，即可達到無害化。堆肥的一般工藝流程主要分為前處理，一次發酵，二次發酵和後處理四個過程。經過堆肥化處理後，污泥的性狀改善，含水率降低（小於40%），成為疏鬆、分散、細粒狀，可殺滅病原菌和寄生蟲（卵），便於貯藏、運輸和使用。

石灰穩定技術石灰穩定技術始於20世紀50年代，在投加石灰的條件下，保持一定pH值及一定時間，可以殺滅傳染病菌，並防腐與抑制臭氣的產生。該技術操作簡單、成本較低，處理後較容易脫水。污泥最終處置可採用農用或者衛生填埋。

將污泥發酵成有機肥，如再加入部分牛糞等，就會發酵成優質的有機肥，具體操作方法如下：
1、加菌。1公斤金寶貝肥料發酵劑可發酵4噸左右污泥+牛糞。需按重量比加30-50%左右的牛糞，或秸稈粉、蘑菇渣、花生殼粉、或稻殼、鋸末等有機物料以便調節通氣性。其中如果加入的是稻殼、鋸末，因其纖維素木質素較高，應延長發酵時間。菌種稀釋：每公斤發酵劑加5-10公斤米糠（或麩皮、玉米粉等替代物）拌勻稀釋後再均勻撒入物料堆，使用效果會更佳。
2、建堆：備料後邊撒菌邊建堆，堆高與體積不能太矮太小，要求：堆高1.5-2米，寬2米，長度2-4米
2、拌勻通氣。金寶貝肥料發酵劑是需要好（耗）氧發酵，故應加大供氧措施，做到拌勻、勤翻、通氣為宜。否則會導致厭氧發酵而產生臭味，影響效果。
4、水分。發酵物料的水分應控制在60～65%。水分判斷：手緊抓一把物料，指縫見水印但不滴水，落地即散為宜。水少發酵慢，水多通氣差，還會導致“腐敗菌”工作而產生臭味。
5、溫度。啟動溫度應在15℃以上較好（四季可作業，不受季節影響，冬天儘量在室內或大棚內發酵），發酵升溫控制在70-75℃以下為宜。
6、完成。第2-3天溫度達65℃以上時應翻倒，一般一周內可發酵完成，物料呈黑褐色，溫度開始降至常溫，表明發酵完成。如鋸末、木屑、稻殼類輔料過多時，應延長發酵時間，待充分腐熟。
發酵好的有機肥，肥效好，使用安全方便，抗病促長，還可培肥地力等。

污泥脫水與乾化

污泥脫水是整個污泥處理工藝的一個重要的環節，其目的是使固體富集，減少污泥體積，為污泥的最終處置創造條件。為使污泥液相和固相分離，必須克服它們之間的結合力，所以污泥脫水所遇到的主要問題是能量問題。針對結合力的不同形式，有目的採用不同的外界措施可以取得不同的脫水效果。污泥脫水與乾化包括自然脫水、機械脫水和熱處理乾化。

污泥經濃縮、消化後，尚有95%~97%含水率，且易腐敗發臭，需對污泥作乾化與脫水處理。常用脫水方法有自然乾燥和機械脫水兩種。利用蘆葦等沼生植物也可以進行較好的脫水。

乾燥

為了進一步降低脫水後污泥的含水率（75%），採用乾燥工藝。經乾燥後含水率可降至約20%左右。乾燥工藝除了最簡單的日曬外，常用的是熱乾燥技術。污泥熱乾燥開始於本世紀初的英國，此方法可以完全殺滅病原菌，使污泥處於穩定化狀態。但乾燥過程產生的大量的廢氣淨化費用問題、運行費用，都是使用乾燥工藝要考慮的問題。

污泥熔融

為了減少污泥體積和利用其中的重金屬黏結作用，日本曾開展污泥熔融技術研究，但還不十分深入。污泥熔融處理也是污泥熱化學處理方法的一種。污泥熔融技術是把污泥加熱至1300~1500℃,使污泥中有機物燃燒，其殘留物質可用來製作玻璃、鋼鐵、建築材料等。

兩相消化

新型的污水污泥處理工藝如高溫酸化-中溫甲烷化兩相厭氧消化等不斷出現，並逐步被套用。邊興玉等採用污水污泥兩相厭氧消化工藝，將產酸相和產甲烷相分別置於各自的反應器中，形成各自的相對優勢微生物種群，提高了整個消化過程的處理效果和穩定性。VSS（揮發性懸浮顆粒物）去除率比中溫傳統工藝提高50%以上，比高溫傳統工藝提高35%左右。高溫酸化0.5d後，中溫甲烷化8·5d，可達到中溫傳統法20d的處理效果，節省了時間。另外，滅菌效果優於中溫傳統法，產甲烷反應器保持較高的緩衝能力，對揮發性酸積累的抵禦和耐衝擊負荷的能力強。

污泥制油

污泥制油是把含水率為65%的乾泥在隔絕空氣下，加熱升溫450℃，在催化劑作用下把污泥中有機物轉化為碳氫化合物，最大轉化率取決於污泥組成和催化劑的種類，正常200~300L（油）/t（乾泥）的產率，其性質與柴油相似。加拿大正在進行中試試驗，澳大利亞Perth也正在建造利用熱化學方法將污泥制油的工廠。

污泥濕式氧化

（wetairoxidation簡稱WAO)

污泥處理技術

濕式氧化法是在高溫（125℃~320℃）和高壓（0.5~20MPa）條件下，以空氣中的氧作為氧化劑，在液相中將有機物分解為二氧化碳、水等無機物或小分子有機物的化學過程。由於剩餘污泥在物質結構上與高濃度有機廢水十分相似，因此這種方法也可用於處理剩餘污泥。剩餘污泥的濕式氧化法處理是濕式氧化法最成功的套用領域，有50%以上的濕式氧化裝置套用於剩餘污泥的處理。

臭氧減量化

這一工藝是由日本的H·Yasui等學者提出的。此工藝中，剩餘污泥的消化與污水處理在同一個曝氣池中同時進行。工藝分成兩個過程，一個是臭氧氧化過程，另一個是生物降解過程。

從二沉池中沉下來的污泥，一部分直接回流到曝氣池中，另一部分則是先進行臭氧處理然後再回流到曝氣池。污泥經過臭氧處理後，能夠提高其生物降解性，在曝氣池中與污水同時進行生物處理。而且在經臭氧處理後，將有一部分污泥（1/3）被無機化。因此,只要操作適當，可以使污水處理過程中淨增污泥量與無機化污泥量相等，從而可以達到無剩餘污泥的目的。

超音波處理

超音波通常是指頻率為的20kHz~10MHz的聲波。當其聲強增加到一定的數量時，會對其傳播中的媒質產生影響，使媒質的狀態、組成、功能和結構等發生變化，通稱為超聲效應。超音波與媒質作用的機制可分為熱機制、機械機制和空化機制，超音波主要通過空化機制實現對剩餘污泥的處理。

高速生物反應器

高速生物反應器技術是在利用土壤處理污泥的基礎上發展起來的。利用土壤中的微生物處理污泥，由於系統是開放的，因而會受到氣溫和土壤濕度的影響，使土壤利用的時間和區域受到一定的限制。

美國SWEC公司在80年代開始研製開發高速生物反應器，該技術將污泥的脫水、消化和乾化相結合，將土壤處理的整個過程放置在室內一個封閉的循環系統中進行。Texaco經過近20年的研究開發，使高速生物反應器技術成熟並得以推廣。整個作業系統的核心部分是生物反應器，它由二個區域組成：上半部分是污泥與土壤相混合的區域，使污泥負荷達到均一化，污泥的有機部分在這一區域中被生物降解；下半部分是氣、液分離區，使液體不滯留於土壤中，以增加氧的傳遞率。高負荷率的污泥通過該系統的處理，污泥中的有機組分將降解70%~80%，懸浮固體濃度去除率達到45%~60%。從沉澱池排出濃度為5000~30000mg/L的污泥都可以直接進入該系統中，而不需要任何的預處理。相比於其它生物處理技術，該系統所需能量較少，可以連續運行，並能保持最佳溫度以利於微生物的降解，特別適合於受自然條件限制或土壤濕度大的污泥處理過程中。

高速生物反應器

相關政策

污泥處理政策

根據現行的《城市污水處理及污染防治技術政策》：污泥處理

1、城市污水處理產生的污泥，應採用厭氧、好氧和堆肥等方法進行穩定化處理。也可採用衛生填埋方法予以妥善處置。

2、日處理能力在10萬立方米以上的污水二級處理設施產生的污泥，宜採取厭氧消化工藝進行處理，產生的沼氣應綜合利用。日處理能力在10萬立方米以下的污水處理設施產生的污泥，可進行堆肥處理和綜合利用。採用延時曝氣的氧化溝法，SBR法等技術的污水處理設施，污泥需達到穩定化。採用物化一級強化處理的污水處理設施，產生的污泥須進行妥善的處理和處置。

3、經過處理後的污泥，達到穩定和無害化要求的，可農田利用；不能農田利用的污泥，應按有關標準和要求進行衛生填埋處置。