第二节 污泥的处置及其前处理
一、污泥的处置
污泥处置的基本问题是利用适当的技术措施，为污泥提供出路，同时要认真考虑污泥处置所产生的各种环境和经济问题，并按一定的要求(法规、条例等)妥善地解决。
污泥的最终出路不外乎部分或全部利用，以及以某种形式返回到环境中去。在利用时，污泥中的部分物质也有可能以某种形式返回到环境中。
目前，较适合我国国情、常用的污泥处置方法有：
农业利用、填埋、焚烧和投放海洋或废矿等。
二、污泥处置的前处理
从沉淀池来的污泥呈液态，含水率常高于95％。降低污泥含水率的最简单有效的方法是浓缩。浓缩可使剩余活性污泥的含水率约从99.2％，下降到97.5％左右，污泥体积缩到原来的1／3左右。但浓缩污泥仍呈液态。进一步降低含水率的方法是脱水，经过脱水污泥从液态转化为固态。为了避免污泥进入环境时，其有机部分发生腐败，污染环境，常在脱水之前先进行降解，称稳定。经过稳定的污泥如果脱水性能差，则还需调理。脱水污泥的含水率仍旧相当高，一般在60％～80％左右，需进一步干化，以降低其重量。干化污泥的含水率一般低于10％。经过各级处理，100kg湿污泥转化为干污泥时，重量常不到5kg。
第三节 污泥浓缩
污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。
污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法和离心法。在选择浓缩方法时，除了各种方法本身的特点外，还应考虑污泥的性质、来源、整个污泥处理流程及最终处置方式等。如沉降法用于浓缩初沉淀污泥和剩余活性污泥的混合污泥时效果较好；单纯的剩余活性污泥一般用气浮法浓缩，近年发展到部分采用离心法浓缩。
第四节 污泥的稳定
稳定污泥的常用方法是消化法(厌氧生物处理法)。小型污水厂也有采用好氧消化法、氯化氧化法、石灰稳定法和热处理等方法使污泥性质得到稳定。
好氧消化法类似活性污泥法，在曝气池中进行，曝气时间长达10～20 d左右，依靠有机物的好氧代谢和微生物的内源代谢稳定污泥中的有机组成。氯气氧化法在密闭容器中完成，向污泥投加大剂量氯气，接触时间不长；实质上主要是消毒，杀灭微生物以稳定污泥。石灰稳定法中，向污泥投加足量石灰，使污泥的pH值高于12，抑制微生物的生长。热处理法既可杀死微生物借以稳定污泥，还能破坏泥粒间的胶状性能改善污泥的脱水性能。在美国有两种商业方法，都是在较高温度(150℃～200℃)和较大压力(1～2MN／m2)下处理污泥。
厌氧消化是对有机污泥进行稳定处理的最常用的方法。一般认为，当污泥中的挥发性固体的量降低40％左右即可认为已达到污泥的稳定。
在污泥中，有机物主要以固体状态存在。因此，污泥的厌氧消化包括：水解、酸化、产乙酸、产甲烷等过程。有机废水的厌氧处理，也包括以上几个过程。一般认为，产甲烷过程是控制整个废水厌氧处理的主要过程；而在污泥的厌氧消化中，则认为固态物的水解、液化是主要的控制过程。
厌氧消化产生的甲烷能抵消污水厂所需要的一部分能量，并使污泥固体总量减少(通常厌氧消化使25％～50％的污泥固体被分解)，减少了后续污泥处理的费用。消化污泥是一种很好的土壤调节剂，它含有一定量的灰分和有机物，能提高土壤的肥力和改善土壤的结构。消化过程尤其是高温消化过程(在50℃～60℃条件下)，能杀死致病菌。
尽管有如上的优点，厌氧消化也有缺点：投资大，运行易受环境条件的影响，消化污泥不易沉淀(污泥颗粒周围有甲烷及其他气体的气泡)，消化反应时间长等。
一、污泥厌氧消化法的发展和分类：
根据操作温度，污泥厌氧消化分为中温消化(Mesophilic Digestion)和高温消化(Themophilic Digestion)等。高温消化运行的能耗大大高于中温消化，只有当条件非常有利于高温消化或要求特殊时才会采用。
根据负荷率，又可分为低负荷率和高负荷率两种。
低负荷率消化池是一个不设加热，搅拌设备的密闭的池子，池液分层，见图20—7。它的负荷率低，一般为0.5～1.6kgV5S／m3·d，消化速度慢，消化期长，停留时间30～60d。污泥间歇进入，在池内经历了产酸、产气、浓缩和上清液分离等所有过程。产生的沼气(消化气)气泡的上升有一定的搅拌作用。池内形成三个区——上部浮渣区、中间为上清液、下部污泥区。顶部汇集消化产生的沼气并导出。经消化的污泥在池底浓缩并定期排出。上清液回流到处理厂前端，与进厂污水混合。
高负荷率消化池的负荷率达1.6～6.4kgVSS／m3·d或更高，与低负荷率池的区别在于连续运行，设有加热、搅拌设备；连续进料和出料；最少停留10～15d；整个池液处于混合状态，不分层；浓度比人流污泥低。高负荷率消化池常设两级，第二级不设搅拌设备，作泥水分离和缩减泥量之用。参见图20—8。
随着工艺的发展，又出现了两相消化工艺。它根据厌氧分解的两阶段理论，把产酸和产沼气阶段分开、使之分别在两个池子内完成见图20—9。该工艺的关键是如何使两阶段分开，方法有投加相应的菌种抑制剂、调节和控制停留时间、回流比等。
二、影响污泥消化的主要因素：
1．pH值和碱度
2．温度
3．负荷
4．消化池的搅拌
5．有毒有害物质
第五节 污泥的调理
一、概述
消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥与初沉污泥的混合污泥等在脱水之前应进行调理，以改善污泥的脱水性能。
城市污水厂污泥中的固体物质主要是腐殖质，与水的亲和力很强，其脱水非常困难。所谓调理就是破坏污泥的胶态结构，减少泥水问的亲和力，改善污泥的脱水性能。污泥的调理方法有加药调理法、淘洗加药调理法、加热调理法、冷冻调理法、加骨粒调理法等。其中加药调理法功效可靠，设备简单，操作方便，被长期广泛采用。
二、污泥脱水性能的评价指标
布滤是最通用的污泥脱水方法。衡量污泥脱水性能的研究常着眼于污泥过滤的难易，即滤速的快慢。人们先后提出了二个指标。比阻抗值和毛细吸水值。后者测定设备简单，操作方便简捷，特别适于调理剂的选择和剂量的测定。现予介绍。
1．比阻抗值r
过滤比阻抗r的物理意义是单位干重滤饼的阻力，比阻抗值越大的污泥，越难过滤，其脱水性能也越差。
2．毛细吸水时间(CST)
毛细吸水时间常用符号CST表示，其值等于污泥与滤纸接触时，在毛细管作用下，水分在滤纸上渗透25px长度的时间，以秒计。
上述两个污泥脱水性能评价指标，当采用压滤或吸滤的方法进行污泥脱水时，可以相对评价某种污泥的脱水性能的好坏。
三、加药调理法
加药调理法的原理就是用化学药品破坏泥水间的亲和力，通过调理使污泥的比阻抗(或CST)降低。所用药品可称调理剂。净水用的混凝剂都可用作调理剂。其加药调理的机理还未深人研究，但混凝的理论可作参考。一般说来，进行机械脱水的污泥，其比阻抗值在1×1012m/kg～4×1012m／kg或CST值小于20s时较为经济。调理效果的好坏与调理剂种类、调理剂投加量以及调理环境因素等有密切关系。
1．调理剂种类
调理剂分无机调理剂和有机调理剂两大类。
2．调理剂投加量的确定
污泥调理的药剂消耗量，因污泥品种和性质、消化程度、固体浓度不同而异，没有一定的标准。因此，目前国内外确定调理剂种类及投加量，多数是在现场或在实验室直接试验确定的。
3．影响污泥调理效果的因素
影响污泥调理效果的因素很多，主要有污泥性质、调理剂品种和投加量以及调理时的环境条件等。
第六节 污泥脱水
一、概述
污泥脱水的作用是去除污泥中的毛细水和表面附着水，从而缩小其体积，减轻其重量。经过脱水处理，污泥含水率能从96％左右降到60％～80％，其体积为原体积的1／10～1／5，有利于运输和后续处理。因此，世界各国都比较重视污泥脱水技术。在国外，经过脱水处理的污泥量占全部污泥量的比例普遍较高，欧洲的大部分国家达70％以上，日本则高达80％以上。多数国家普遍采用的脱水机械为板框压滤机、带式压滤机和离心机，也有采用干化床对污泥进行自然干化。现代的干化污泥含水量常为10％～30％。
二、污泥的自然干化
污泥的自然干化是一种简便经济的脱水方法，曾经广泛采用，有污泥干化床和污泥塘两种类型。它们都是利用自然力量而将污泥脱水的，适用于气候比较干燥、用地不紧张以及环境卫生条件允许的地区。目前，污泥塘的使用较少。
污泥干化床是一片平坦的场地，污泥在于化床上由于水分的自然蒸发和渗透逐渐变干，体积逐渐减小，流动性逐渐消失。污泥的含水率可降低到65％。尽管这种方法需要大量的场地和劳动力，但仍有不少中小规模的污水处理厂采用。一般认为该法用于50 000以下服务人口的城镇还是经济的。
三、污泥的机械脱水及其设备
机械脱水是污泥脱水的主要方向。主要的脱水机械有转筒离心机、板框压滤机、带式压滤机和真空过滤机。80年代在西欧国家这四种机械所占的比例为8.7﹕6.3﹕4.6﹕1，说明真空过滤机已逐步被淘汰；在美国，真空过滤机虽然曾盛行，目前也已处于被淘汰之列。近年来，转筒离心机和带式压滤机由于其优点显著发展迅速，在很多国家普遍采用。
由于我国的污水处理刚刚起步，对污泥脱水技术的研究和实践还不多，但已日益受到重视。越来越多的污水处理厂采用机械进行污泥脱水，其中以带式压滤机发展最快，其次为转筒离心机及自动板框压滤机。
第七节 污泥的干燥与焚化
一、概述
污泥干燥是将脱水污泥通过处理，去除污泥中绝大部分毛细管水、吸附水和颗粒内部水的方法。污泥经干燥处理后含水率从60～80％降低至10～30％左右。焚化处理能将干燥污泥中的吸附水和颗粒内部水及有机物全部去除，使含水率降至零，变成灰尘。
污泥干燥与焚化是一种可靠而有效的污泥处理方法，但其设备投资和运行费用十分昂贵，在我国几乎没有用于城市污水厂污泥的实例，仅应用于工业污泥和垃圾的处理。
二、污泥的干燥与焚化设备
污泥干燥器和焚化炉种类较多，常用的有下列几种：
1． 转筒式干燥器和焚化炉
2． 流化床焚化炉
3． Sevar干燥器
