污泥淘洗（elutriation of sludge): 改善污泥脫水性能的一種污泥預處理方法。用清水或廢水淘洗污泥，降低消化污泥堿度，節省污泥處理投藥量，提高污泥過(guò)濾脫水效率。

污泥脫水（sludge dewatering): 對濃縮污泥進(jìn)一步去除一部分含水量的過(guò)程，一般指機械脫水。

污泥真空過(guò)濾（sludge vacuum filtration): 利用真空使過(guò)濾介質(zhì)一側減壓，造成介質(zhì)兩側壓差，將污泥水強制濾過(guò)介質(zhì)的污泥脫水方法。

污泥壓濾（sludge pressure filtration): 采用正壓過(guò)濾，使污泥水強制濾過(guò)介質(zhì)的污泥脫水方法。

污泥干化（sludge drying): 通過(guò)滲濾或蒸發(fā)等作用，從污泥中去除大部分含水量的過(guò)程，一般指采用污泥干化場(chǎng)（床）等自蒸發(fā)設施或采用蒸汽、煙氣、熱油等熱源的干化設施。

污泥焚燒（sludge incineration）：污泥處置的一種工藝。它利用焚燒爐將脫水污泥加溫干燥，再用高溫氧化污泥中的有機物，使污泥成為少量灰燼。

02 污泥分類(lèi)

03 污泥處理新技術(shù)

1、沉淀污泥生物處理系統

該技術(shù)創(chuàng )新采用污泥洗滌工藝，首先洗出污泥中有機物質(zhì)，分離無(wú)機物質(zhì)污泥土，再將有機污泥濃縮進(jìn)行高溫厭氧消化處理。

優(yōu)點(diǎn)：

沉淀污泥經(jīng)過(guò)洗滌洗出污泥中一半固體無(wú)機污泥土，減少了一半生物處理量，節省工程投資和處理費用；

單獨處理有機污泥，去除了無(wú)機污泥土在反應器中的沉淀，減少了設備磨損和反應器的維護；

沉淀污泥經(jīng)過(guò)洗滌洗出污泥中大部分容易沉淀的重金屬和無(wú)機污泥土，提高了有機肥的品質(zhì)；

洗滌出的污泥土還可生產(chǎn)路面彩磚、透水磚。

其他創(chuàng )新工藝：超高溫厭氧消化、多級厭氧消化、沼渣漂浮等，污泥生物處理速度提高了幾倍和沼氣產(chǎn)量提高20%以上。

目前國內外現有污泥處理技術(shù)還沒(méi)有能夠達到免費處理、處置污泥的水平。

2、石灰投加技術(shù)

脫水后的污泥進(jìn)入料斗，料斗中加入石灰和氨基璜酸，石灰投量為濕泥量的10%一15%，氨基璜酸的投量約為石灰投量的1%。由于氨基璜酸在反應過(guò)程中產(chǎn)生氨氣，增強了整個(gè)工藝的殺菌效果，降低了反應溫度。

污泥、生石灰和氨基璜酸在料斗中攪拌后，由雙螺旋進(jìn)料機推入柱塞泵進(jìn)料口，通過(guò)柱塞泵送入反應器，在70℃下停留30 min，輸出的產(chǎn)品可達到美國EPA PART503 CLASS A標準。反應后的污泥泵送至料倉，密封容器中產(chǎn)生的氣體經(jīng)洗滌塔處理后排放。

該工藝的特點(diǎn)：

pH>12，延續時(shí)間長(cháng)，殺菌徹底；高pH使大部分金屬離子沉淀，降低了其可溶性和活躍程度；

污泥的含固率可提高至30%；去除了污泥中的臭氣，系統全密封，無(wú)環(huán)境污染；

系統全自動(dòng)，操作維護簡(jiǎn)單：加入少量氨基璜酸，減少了石灰用量和反應時(shí)間，降低了運行成本。

3、污泥碳化技術(shù)

所謂污泥碳化，就是通過(guò)一定的手段，使污泥中的水分釋放出來(lái)，同時(shí)又最大限度地保留污泥中的碳值，使最終產(chǎn)物中的碳含量大幅提高的過(guò)程(Sludge Carbonization)在世界范圍內，污泥碳化主要分為3種。

（1）高溫碳化

碳化時(shí)不加壓，溫度為649—982℃。先將污泥干化至含水率約30%，然后進(jìn)入碳化爐高溫碳化造粒。碳化顆?？梢宰鳛榈图壢剂鲜褂?，其熱值約為8 360—12 540 kJ/kg(日本或美國)。

技術(shù)上較為成熟的公司包括日本的荏原、三菱重工、巴工業(yè)以及美國的IES等。該技術(shù)可以實(shí)現污泥的減量化和資源化，但由于其技術(shù)復雜，運行成本高，產(chǎn)品中的熱值含量低，目前尚未有大規模地應用，最大規模的為30刪濕污泥。

（2）中溫碳化

碳化時(shí)不加壓，溫度為426—537℃。先將污泥干化至含水率約90%，然后進(jìn)入碳化爐分解。工藝中產(chǎn)生油、反應水(蒸汽冷凝水)、沼氣(未冷凝的空氣)和固體碳化物。該技術(shù)的代表為澳大利亞ESI公司。該公司在澳洲建設了1座100t/d的處理廠(chǎng)。

該技術(shù)可以實(shí)現污泥的減量化和資源化，但由于污泥最終的產(chǎn)物過(guò)于多樣化，利用十分困難。另外，該技術(shù)是在干化后對污泥實(shí)行碳化，其經(jīng)濟效益不明顯，除澳洲一家處理廠(chǎng)外，目前尚無(wú)其他潛在的用戶(hù)。

（3）低溫碳化

碳化前無(wú)需干化，碳化時(shí)加壓至6~8 MPa，碳化溫度為315℃，碳化后的污泥成液態(tài)，脫水后的含水率50%以下，經(jīng)干化造粒后可作為低級燃料使用，其熱值約為15 048～20 482 kJ/kg(美國)。

該技術(shù)通過(guò)加溫加壓使得污泥中的生物質(zhì)全部裂解，僅通過(guò)機械方法即可將污泥中75%的水分脫除，極大地節省了運行中的能源消耗。污泥全部裂解保證了污泥的徹底穩定。污泥碳化過(guò)程中保留了絕大部分污泥中熱值，為裂解后的能源再利用創(chuàng )造了條件14t。

污泥水解熱干化技術(shù)污泥水熱干化技術(shù)通過(guò)將污泥加熱，在一定溫度和壓力下使污泥中的粘性有機物水解，破壞污泥的膠體結構，可以同時(shí)改善脫水性能和厭氧消化性能。

隨水熱反應溫度和壓力的增加，顆粒碰撞增大，顆粒間的碰撞導致了膠體結構的破壞，使束縛水和固體顆粒分離。

經(jīng)過(guò)水熱處理的污泥在不添加絮凝劑的情況下機械脫水的含水率大幅度降低。污泥的水解宏觀(guān)上表現為揮發(fā)性懸浮固體濃度減少和COD、BOD以及氨氮等濃度增加。

水熱干化技術(shù)采用漿化反應器，通過(guò)閃蒸乏汽返混預熱漿化、蒸汽與機械協(xié)同攪拌，提高了系統的處理效率；在水熱反應器中，采用蒸汽逆向流直接混合加熱的方式，強化了傳質(zhì)傳熱過(guò)程，可以避免局部過(guò)熱結焦碳化：在連續閃蒸反應器中，實(shí)現了系統能量的有效回收。

4、微生物水解干化蛋白提取

污泥微生物通過(guò)水解破壁處理后，其胞內蛋白質(zhì)和水分得以釋放，再經(jīng)過(guò)固液分離后，可到含水率35-45%（減量70%以上）、有機物消減40-50%的污泥殘渣和可資源化利用的含蛋白液體。目前天津裕川環(huán)境在該方面已取得一定成績(jì)。

水處理倒逼污泥處理提速，未來(lái)污泥處理的主流技術(shù)是什么？

污泥經(jīng)水解處理后，其含蛋白液體經(jīng)濃縮后可作為蛋白發(fā)泡劑和有機肥等利用，污泥殘渣可用做覆土、綠化土、土壤改良劑和建筑材料等。

水處理倒逼污泥處理提速，未來(lái)污泥處理的主流技術(shù)是什么？

值得注意的是，蛋白質(zhì)提取工藝中保證了重金屬不會(huì )進(jìn)入蛋白質(zhì)，而蛋白可以用于工業(yè)制品，也可以進(jìn)入農業(yè)，但這些也都要企業(yè)自身完成產(chǎn)業(yè)鏈整合的工作。目前裕川環(huán)境的污泥蛋白質(zhì)提取工藝已成功運用，后期有望通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)間的有機協(xié)調，打通蛋白進(jìn)入農業(yè)的后端產(chǎn)業(yè)鏈。

5、熱水解+厭氧消化

熱水解預處理技術(shù)是以含固率15%~20%的脫水污泥為對象進(jìn)行的厭氧消化技術(shù)。

具體而言，該工藝是通過(guò)高溫高壓熱水解預處理，以高含固的脫水污泥（含固率15%~20%）為對象的厭氧消化技術(shù)。

工藝采用高溫（155℃~170℃）、高壓（6bar）對污泥進(jìn)行熱水解與閃蒸處理，使污泥中的胞外聚合物和大分子有機物發(fā)生水解、并破解污泥中微生物的細胞壁，強化物料的可生化性能，改善物料的流動(dòng)性，提高污泥厭氧消化池的容積利用率、厭氧消化的有機物降解率和產(chǎn)氣量。

同時(shí)能通過(guò)高溫高壓預處理，改善污泥的衛生性能及沼渣的脫水性能、進(jìn)一步降低沼渣的含水率，有利于厭氧消化后沼渣的資源化利用。

此工藝已在歐洲國家得到規?；こ虘?。

與傳統消化相比，該工藝具備以下特色：

（1）有機物轉化率高

（2）無(wú)害化水平提高，完全殺滅病原菌，泥餅達到A級；

（3）pH略高，可降低沼氣中的H2S和CO2濃度，使CH4含量提高；

（4）減少污泥體積，提高污泥穩定性。

04 未來(lái)的主流技術(shù)

借鑒國際經(jīng)驗，未來(lái)污泥處理處置的技術(shù)發(fā)展主要有四條路徑：

1、沼氣能源回收和土地利用為主的厭氧消化技術(shù)路線(xiàn)

厭氧反應流程：

厭氧消化具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）提高后續處理的效率并減少后續處理能耗。通常認為厭氧反應可以實(shí)現污泥減量化、穩定化。通過(guò)厭氧反應，污泥中有機物去除40%-60%，有害病菌減少。此外，厭氧消化提高污泥脫水穩定性，讓焚燒等后續處理減少35%以上的能耗。

（2）厭氧消化成本較低。根據《中國環(huán)境報》統計，單純厭氧消化投資成本約為20-40 萬(wàn)元/(噸/日），由于不用鼓風(fēng)曝氣等，節約了成本，單純厭氧消化運行費用約為60-120 元/噸(含水率80%，不包括濃縮和脫水)，而好氧發(fā)酵運行費用為120-160 元/噸。

歐美50%以上的污泥采用厭氧消化處理，產(chǎn)生的沼氣轉化為電能可滿(mǎn)足污水廠(chǎng)所需電力的33%～100%。

但污泥厭氧消化在我國應用的并不順暢。我國建設的約50 座污泥厭氧消化設施中，可以穩定運營(yíng)的只有20 余座。

主要原因是由我國污泥泥質(zhì)差、處理廠(chǎng)運行管理水平低。我國污泥含砂量較高、有機物含量較低、污泥可生化性差，消化設備運行的穩定性和產(chǎn)沼氣率等指標普遍未達到國外標準。此外，我國缺乏沼氣利用的激勵機制，設備的投資費用高，系統運行較為復雜不易掌握。

不過(guò)采用堿解處理、熱處理、超聲波處理、微波處理等方法對污泥進(jìn)行預處理，可以提高污泥水解速率，改善污泥厭氧消化性能。并通過(guò)項目經(jīng)驗的積累，企業(yè)也逐步掌握了較為全面的操作技能。污泥厭氧消化技術(shù)會(huì )是未來(lái)的一個(gè)主流方向。

2、土地利用為主的好氧發(fā)酵技術(shù)路線(xiàn)

好氧堆肥是在有氧情況下，通過(guò)微生物的發(fā)酵作用，將污泥轉變?yōu)榉柿系倪^(guò)程。其中有機物料代謝為二氧化碳、水和熱。

好氧堆肥的優(yōu)點(diǎn)包括：

（1）發(fā)酵效率高，穩定化時(shí)間相對短；

（2）臭味少，實(shí)現滅菌；

（3）含水率可降到40%；

（4）污泥成品主要用于修復鹽堿地、城市綠化、垃圾場(chǎng)覆蓋以及建筑等方面用土；

（5）并衍生出蚯蚓生物堆肥等來(lái)強化堆肥效果，比如興蓉環(huán)境和綠山的合作。

堆肥的難點(diǎn)主要包括：

（1）能量?jì)糁С?，通風(fēng)能耗費用占比80%；

（2）需對好氧堆肥運行的不同階段的合理通風(fēng)量加強研究；

（3）缺少C/N 等控制因素的理論研究，致使存在調理添加劑使用過(guò)多的情況。

污泥經(jīng)發(fā)酵后轉化為腐殖質(zhì)，可限制性農用、園林綠化或改良土壤，從而實(shí)現污泥中有機質(zhì)及營(yíng)養元素的高效利用，設備投資少、運行管理方便。

但占地面積大、發(fā)酵產(chǎn)品存在重金屬污染等缺點(diǎn)使得好氧發(fā)酵技術(shù)在我國較難發(fā)展。

目前污泥好氧發(fā)酵工程可采用高效、快速、穩定、集約化的設計、運營(yíng)模式，可實(shí)現占地面積的大幅縮??；此外，研究表明我國城市生活污泥的重金屬超標比例約5%，污染風(fēng)險較小，不應該成為限制污泥發(fā)酵產(chǎn)品土地利用的主要障礙。

因此，在《城鎮污水處理廠(chǎng)污泥處理處理技術(shù)指南(試行)》中，“好氧發(fā)酵+土地利用”也被列為推薦技術(shù)路線(xiàn)。該技術(shù)在相對欠發(fā)達地區，應用前景較大。

3、污泥干化-焚燒技術(shù)路線(xiàn)

長(cháng)期以來(lái)，國人對污泥干化焚燒工藝存在誤讀，普遍認為它是一種高能耗工藝和高碳排放工藝。實(shí)際上，國際上污泥焚燒能量可以達到自給，不同工藝能耗來(lái)看，焚燒工藝（～100kW/t）與堆肥工藝（>100kW/t）相當。

焚燒實(shí)現徹底處理和處置，而堆肥后續需要考慮儲存、運輸等能耗。而且，污泥中的有機質(zhì)焚燒是碳中性的。此外，人們還誤認為污泥焚燒特性與垃圾相同是二噁英排放源。

干化焚燒工藝的設備投資較大，焚燒產(chǎn)生的煙氣污染嚴重，還需建立完善的煙氣處理系統，這也加大了污泥的處理費用。因此干化焚燒工藝一般適用于用地緊張且經(jīng)濟發(fā)達的地區。

隨著(zhù)對碳減排和污泥生物質(zhì)資源認識的不斷加深，干化焚燒工藝在國外的應用范圍開(kāi)始減少。然而現階段，在我國污泥厭氧消化和好氧發(fā)酵技術(shù)還未成熟的情況下，污泥干化焚燒在一定時(shí)期內可能會(huì )出現增長(cháng)的態(tài)勢，尤其是工業(yè)窯爐協(xié)同焚燒的方式。

4、建材利用為主的污泥高干脫水處理技術(shù)路線(xiàn)

大家對污泥高干脫水技術(shù)的普遍認知還停留在投加大量化學(xué)藥劑，導致減容不減量；且藥劑對后續污泥焚燒、土地利用、建材利用等產(chǎn)物影響；是臨時(shí)性、應急污泥處理處置技術(shù)路線(xiàn)等。

目前采用的高干脫水工藝，投加大量藥劑未達到減量效果，且未與后續處置相結合，將阻礙污泥處理技術(shù)發(fā)展，導致劣幣驅除良幣的現象。

來(lái)源：百家號  文：凈水技術(shù)