污泥处理与处置的一般方法也流程如图9-1所示。具体操作中可以根据实际情况对步骤进行取舍与组合。

                                  图9-1 污泥处理与处置一般流程

• 9.1.1污泥的分类与特性

一、污泥的分类

1.按污泥的成分分类

根据污泥的成分不同可以将污水厂的污泥分为沉渣和污泥，前者是沉砂池等构筑物排出的无机污泥；后者是二沉池等构筑物排出的有机污泥。

无机污泥含水量低、沉渣颗粒较大、相对密度大、易于脱水，但其流动性差，不适宜使用管道输送。有机污泥有机物含量高，易腐败并产生臭味，颗粒细密，相对密度较小，含水率高且不宜脱水，是呈胶状结构的亲水性物质，可以使用管道输送。

2.按污泥来源分类

按照污泥的来源进行分类，一般将污水厂污泥分为初沉池污泥、剩余活性污泥、腐殖污泥、熟污泥。

初沉池污泥来自初次沉淀池，其成分随污水成分的不同各异；剩余活性污泥来自活性污泥工艺后的二沉池，其成分主要是活性污泥；腐殖污泥来自于生物膜法工艺后的二沉池，其成分主要是老化脱落的生物膜；熟污泥则是经过消化处理稳定后的污泥，也称为消化污泥。

此外还有化学沉淀法处理后产生的污泥被称为化学污泥或化学沉渣。

二、污泥的特性

1.污泥含水率

污泥中所含水的质量与其总质量之比即为污泥含水率（%）。污泥含水率一般都很高接近100%。污泥的体积、质量以及含固体率之间的关系，可用式9-2表示：

式中：V₁、W₁、c₁分别为污泥含水率为p₁时的污泥体积、质量与含固率；

V₂、W₂、c₂分别为污泥含水率为p₂时的污泥体积、质量与含固率。

2. 挥发性固体和灰分

污泥中的干固体包括有机物（挥发性固体VS）和无机物（灰分），其中挥发性固体又称灼烧减量，后者又称为灼烧残渣，可以式9-3表示：

其中：γ_s—污泥中干固体物质的相对密度/干污泥比重；

p_v—挥发性固体占总污泥量比例；

γ_v—挥发性有机物相对密度/比重；

γ_a—灰分相对密度/比重。

由于有机物的相对密度一般为1，无机物的相对密度一般为2.5~2.65，以2.5计，简化式9-3可得污泥干固体的相对密度即干污泥比重计算方法如式9-4：

初沉池污泥中挥发性固体的含量约占污泥总质量的65%左右，剩余活性污泥和腐殖污泥中VS约占污泥总质量的75%左右。

3.污泥的密度与相对密度

污泥的密度是指单位体积污泥的质量，其数值也常用相对密度，即污泥与水（标准状态）的密度之比来表示。由于污泥质量等于其中所含水分和干固体质量之和，所以污泥的相对密度可以用式9-5表示。

式中：p_w—污泥含水率百分数（%）。

将式9-4带入上式可得：

确定污泥相对密度和污泥中干固体的相对密度对于浓缩池的设计计算、污泥运输及后续处理都有重要作用。

4.污泥的pH值和碱度

污泥的pH值是反映污泥消化过程运行状态的重要指标，原污泥和处于酸性发酵阶段的污泥pH值一般为5.0~6.0，轻度偏酸；处于碱性发酵阶段的污泥pH值一般为7.0~8.0，中性偏碱，各种污泥和对应pH值如表9-1所示。当原污泥pH值低于5.5时，应考虑是否需要调节污泥pH值之后再投入污泥。如果消化后的污泥pH值低于7.0，一般来说时消化过程收到了破坏。

在污水处理污泥中存在有不同的碱度缓冲系统，主要有CO₂/HCO₃^-碱度系统、NH₃/NH₄⁺碱度系统、蛋白质化合物碱度系统等。但如果消化过程中酸的产生量较大，碱度不足以中和产生的酸，可能会导致系统pH值降低，影响消化运行，所以需要做好系统中挥发酸（有机酸）和碱度的监控。

5.有机物的含量

有机物含量是评价污泥沼气产量的重要指标，污泥中实际的有机物含量是要小于污泥灼烧减量的，这是因为部分无机物在灼烧时也能分解为气体而使得减少量增加。

6.污泥肥分

污泥中含有丰富的植物营养物质、有机物和腐殖质等，还含有各种植物生长所需的微量元素。有机物和腐殖质可以改善土壤结构，提高土壤保水能力和抗蚀性能，是良好的土壤改良剂。在对污泥进行无害化处理，确保其中没有病原微生物和重金属等污染物之后，就可以对其进行农业利用或制成肥料。

7.污泥的脱水性能

污泥的脱水性能对其浓缩、脱水等处理方法的选择和效果有很大的影响，一般用真空过滤法进行测定：把100mL的泥样倒入真空过滤漏斗（或布氏漏斗），使污泥在一定真空度下经过滤膜过滤脱水，用泥面出现龟裂或滤液达到85mL时所用时间作为衡量污泥脱水性能的参数。时间越短，说明污泥的脱水性能越好。

• 9.1.2污泥产生量

污泥的产生量是指各种污水净化处理后所排出的污泥量，由于水质和处理方法不同，污泥的产生量也不同，加上操作控制不同，污泥的含水率不确定，所以推断污泥的产生量较为困难。

初沉池污泥可根据污水中的悬浮物浓度、污水流量、沉降效率和污泥含水率由式9-7计算可得：

其中：c₀—为原水悬浮物浓度，mg/L;

   η—沉降效率，%

    Q—原水流量，m³/d；

    p—污泥含水率，%；

   ρ—初沉池污泥密度，以1000（kg/m³）计。

   二沉池的剩余污泥量也可用式9-7计算，η以80%计，还可以用式9-8计算。

式中：ΔX—挥发性剩余污泥量（干重），kg/d；

    f=MLVSS/MLSS，生活污水约为0.75；

    X_r—回流污泥浓度，g/L。

• 9.1.3污泥处理与处置的原则

污泥处理与处置不仅仅以处理污水处理过程中的污泥为目的，还需要考虑处理处置过程中到处理处置后全过程对环境没有危害，污泥的处理与处置需要遵循以下原则：

一、减量化

污泥的含水率高，一般大于95%，因此体积很大，不利于储存、运输和处理。所以需要通过降低污泥的含水率以达到减少污泥体积的目的，即污泥的减量化。

二、稳定化

污泥的干物质中有机物含量高，一般为60~70%，这部分有机物容易腐败并产生恶臭。因此需要对污泥进行消化（好氧消化、厌氧消化）或投加化学药剂（如投加石灰）使污泥中的有机组分转化为稳定的最终产物。

三、无害化

污水中还还有大量病原菌、寄生虫卵及病毒，易造成传染病的大面积传播。有些污泥中还含有重金属离子和有毒有害物质，为避免污泥对环境而成二次污染，需要对污泥中的有害物质进行去除，即无害化。

四、资源化

 污泥处理与处置过程中应充分考虑利用其中的有机物和营养物质，如消化产生的沼气利用、无害化的污泥还田和制肥等，变“废物”为“资源”，变害为利。

• 9.1.4污泥的输送

污泥在污水厂内进行处理的过程中；在污水处理厂间运送处理过程中；污泥最终处置或利用时都需要对污泥济宁短距离或者长距离的输送。污泥输送的方法有：管道（压力管道或重力管道）输送、卡车、驳船以及组合方法。采用何种方法取决于污泥的数量与性质、污泥处理方案、输送距离和费用、最终处置和利用方式等。

一、管道输送

污泥管道输送是污水厂内或长距离输送的常用方法。重力管道输送时距离不宜过长，坡度常为0.01~0.02，管径不小于200mm，中途应设清通口，以便在堵塞时用机械清通或高压水冲洗。压力管道输送特别是长距离输送时，需要进行详细的水力计算，以保证管道压力能够克服污泥输送过程中的损失。

管道输送需要使用污泥泵，在构造上必须满足不易被堵塞与磨损、不易受腐蚀等要求，常用的污泥泵有隔膜泵、旋转螺旋泵、螺旋泵、混流泵、多级柱塞泵等。

污水厂内部进行压力管道输送时可按表9-2中的流速。

长距离输送管道，可采用式9-9紊流公式计算其沿程水头损失，再加上管路的局部水头损失可得到管道总水头损失，并据其选择合适的污泥泵。

式中：hf—污泥输送管道沿程压力损失，m；

     L—污泥输送管道长度，m；

     D—污泥输送管道管径，m；

     v—污泥流速，m/s；

     C_H—海森-威廉系数，其值取决于污泥浓度，可通过查表9-3获得。

二、卡车输送

卡车输送不受运输目的地的限制，也不受污泥性质、含水率的影响，不需要经过中间转运也可以随季节或地点的变化把污泥直接输送到处理与处置或利用的地方。所以卡车输送虽然运费较高，但方便灵活，特别对于中、小型污水处理厂较为适用。

三、驳船输送

驳船输送适用于不同含水率的污泥。含水率较高、流动性能较好的污泥可以采用污泥泵装船、卸船，或从污泥管道直接装船并用污泥泵卸船。脱水泥饼可采用抓斗或皮带输送机装船和卸船。

可以将数座中、小型污水处理厂的污泥用卡车或管道输送至污泥中转站，然后根据季节的变化或地点的变化，用驳船输送至处理处置或利用的场所，驳船输送也比较灵活，且运行费用相对较低。

穿插在知识点中的课堂练习可以在这里快速找到。

任务1：含水率对污泥体积的影响

任务2：污泥比重计算