隨著我國城鎮(zhèn)化水平不斷提高，污水處理設(shè)施建設(shè)得到了高速發(fā)展，據(jù)《2013-2017年中國污泥處理處置深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》[1] 統(tǒng)計2010年我國城鎮(zhèn)污水處理廠已經(jīng)建有2500多座，城市污水處理能力已達(dá)到每天1.22億噸，為實(shí)現(xiàn)國家的減排目標(biāo)和水環(huán)境改善，做出了巨大貢獻(xiàn)。但是污水廠的建設(shè)及運(yùn)行伴隨產(chǎn)生了大量剩余污泥，以含水率80%計，全國年污泥總產(chǎn)水量將很快突破3000萬噸，污泥處理形勢十分嚴(yán)峻。
由于我國污水廠在建設(shè)過程中，長期以來“重水輕泥”，我國城鎮(zhèn)污水處理廠基本實(shí)現(xiàn)了污泥的初步減量化，但未實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化處理。據(jù)統(tǒng)計，約80%污水廠建有污泥的濃縮脫水設(shè)施，達(dá)到了一定程度的減量化;約有80%的污泥未經(jīng)穩(wěn)定化處理，污泥中含有惡臭物質(zhì)、病原體、持久性有機(jī)物等污染物從污水轉(zhuǎn)移到陸地，導(dǎo)致污染物進(jìn)一步擴(kuò)散，使得已經(jīng)建成投運(yùn)的大污水處理設(shè)施的環(huán)境減排效益大打折扣。據(jù)統(tǒng)計，目前處置方式中，土地填埋占63.0%、污泥好氧發(fā)酵+農(nóng)用約占13.5%、污泥自然干化綜合利用占5.4%、污泥焚燒占1.8%、污泥露天堆放和外運(yùn)各占1.8%和14.4%。事實(shí)上，土地填埋、露天堆放和外運(yùn)的污泥絕大部分屬于隨意處置，真正實(shí)現(xiàn)安全處置的比例不超過20%。
制約污泥處理處置設(shè)施建設(shè)的因素有很多，但國家污泥處理處置總體技術(shù)路線不夠明確是重要制約因素之一。為緩解污泥產(chǎn)量和污泥處理能力滯后的矛盾，我國近年出臺了一系列政策、規(guī)劃。目前，我國污泥處理的技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)政策正逐步得以明晰，產(chǎn)業(yè)化和市場化即將啟動。與此同時，污泥處置將越來越受到重視，污泥處置的技術(shù)、政策及運(yùn)作方式在不久的未來將所有突破。據(jù)預(yù)測，“十二五”期間污泥處理處置投資將達(dá)600億元，比“十一五”翻了近一番。污泥處理處置行業(yè)在政策推動下有望進(jìn)入快速增長階段。
污泥分類
原污泥(raw sludge):未經(jīng)污泥處理的初沉淀污泥。二沉剩余污泥或兩者的混合污泥。
初沉污泥 (primary sludge): 從初沉淀池排出的沉淀物。
二沉污泥 (secondey sludge)：從二次沉淀池(或沉淀區(qū))排出的沉淀物。
活性污泥(activated sludge):曝氣池中繁殖的含有各種好氧微生物群體的絮狀體。
消化污泥 (digested sludge): 經(jīng)過好氧消化或厭氧消化的污泥，所含有機(jī)物質(zhì)濃度有一定程度的降低，并趨于穩(wěn)定。
回流污泥 (returned sludge): 由二次沉淀(或沉淀區(qū))分離出來，回流到曝氣池的活性污泥。
剩余污泥 (excess activated sludge):活性污泥系統(tǒng)中從二次沉淀池(或沉淀區(qū))排出系統(tǒng)外的活性污泥。
污泥氣 (sludge gas): 在污泥厭氧消化時，有物分解所產(chǎn)生的氣體，主要成分為甲烷和二氧化碳，并有少量的氫、氮和硫化氫。俗稱沼氣。
處理類型
污泥消化 (sludge digestion): 在氧或無氧的條件下，利用微生物的作用，使污泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定物質(zhì)的過程。
好氧消化 (aerobic sigestion): 污泥經(jīng)過較長時間的曝氣，其中一部分有機(jī)物由好氧微生物進(jìn)行降解和穩(wěn)定的過程。
厭氧消化 (anaerobic digestion): 在無氧條件下，污泥中的有機(jī)物由厭氧微生物進(jìn)行降解和穩(wěn)定的過程。
中溫消化 (mesophilic digestion)：污泥在溫度為33-53℃時進(jìn)行的厭氧消化工藝。
高溫消化 (thermophilic digestion)：污泥在溫度為53-330℃進(jìn)行的厭氧消化工藝。
污泥濃縮(sludge thickening): 采用重力或氣浮法降低污泥含水量，使污泥稠化的過程。
污泥淘洗(elutriation of sludge): 改善污泥脫水性能的一種污泥預(yù)處理方法。用清水或廢水淘洗污泥，降低消化污泥堿度，節(jié)省污泥處理投藥量，提高污泥過濾脫水效率。
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程，一般指機(jī)械脫水。
污泥真空過濾(sludge vacuum filtration): 利用真空使過濾介質(zhì)一側(cè)減壓，造成介質(zhì)兩側(cè)壓差，將污泥水強(qiáng)制濾過介質(zhì)的污泥脫水方法。
污泥壓濾 (sludge pressure filtration): 采用正壓過濾，使污泥水強(qiáng)制濾過介質(zhì)的污泥脫水方法。
污泥干化 (sludge drying): 通過滲濾或蒸發(fā)等作用，從污泥中去除大部分含水量的過程，一般指采用污泥干化場(床)等自蒸發(fā)設(shè)施或采用蒸汽、煙氣、熱油等熱源的干化設(shè)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(jī)物，使污泥成為少量灰燼。
污泥處理前，首先要了解污泥的分類，才能確定污泥處理的方法：
⒈自來水廠沉淀池或濃縮池排出的物化污泥處理
污泥分類：屬中細(xì)粒度有機(jī)與無機(jī)混合污泥，可壓縮性能和脫水性能一般。
⒉生活污水廠二沉池排出的剩余活性污泥處理
污泥分類：屬親水性、微細(xì)粒度有機(jī)污泥，可壓縮性能差，脫水性能差。
⒊工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的經(jīng)濃縮池排出的物化和生化混合污泥處理
污泥分類：屬中細(xì)粒度混合污泥，含纖維體的脫水性能較好，其余可壓縮性能和脫水性能一般。
⒋工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的經(jīng)濃縮池排出的物理法和化學(xué)法產(chǎn)生的物化細(xì)粒度污泥處理
污泥分類：屬細(xì)粒度無機(jī)污泥，可壓縮性能和脫水性能一般。
⒌工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的物化沉淀粗粒度污泥處理
污泥分類：屬粗粒度疏水性無機(jī)污泥，可壓縮性能和脫水性能很好。
污泥處置技術(shù)
⒈污泥處理利用的一般技術(shù)
⑴污泥的堆肥化處理技術(shù)
⑵污泥的建材化技術(shù)
⑶污泥的燃料化技術(shù)
⑷污泥的厭氧消化(制沼氣)技術(shù)
⒉太陽能污泥干化技術(shù)
⒊污泥的電離輻射處理技術(shù)
⒋ 微波技術(shù)在污泥處理中的應(yīng)用
⑴微波輻照污泥處理技術(shù)
⑵微波化學(xué)分析技術(shù)
⒌ 超聲波處理污泥技術(shù)
⒍ 重金屬的生物有效性及植物脫除技術(shù)
⒎ 污泥的微生物處理技術(shù)
⑴ 微生物淋濾技術(shù)
⑵ 微生物吸附處理法
⑶ 微生物脫臭技術(shù)
⒏新興污泥熱化學(xué)處理技術(shù)
⑴ 濕式氧化技術(shù)
⑵ 活性污泥作黏結(jié)劑
⑶ 剩余污泥制可降解塑料
⑷ 污泥制活性炭
⑸ O3/H2O2氧化技術(shù)
⑹ UV/O3氧化技術(shù)
⑺ UV/H2O2氧化工藝
⑻ 其他熱化學(xué)處理技術(shù)簡介
方法分析
衛(wèi)生填埋
這種處置方法簡單、易行、成本低，污泥又不需要高度脫水，適應(yīng)性強(qiáng)。但是污泥填埋也存在一些問題，尤指填埋滲濾液和氣體的形成。滲濾液是一種被嚴(yán)重污染的液體，如果填埋場選址或運(yùn)行不當(dāng)會污染地下水環(huán)境。填埋場產(chǎn)生的氣體主要是甲烷，若不采取適當(dāng)措施會引起爆炸和燃燒。
土地利用
污泥土地直接利用因投資少、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低、有機(jī)部分可轉(zhuǎn)化成土壤改良劑成分等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式，科學(xué)合理的土地利用，可減少污泥帶來的負(fù)面效應(yīng)。林地和市政綠化的利用因不易造成食物鏈的污染而成為污泥土地利用的有效方式。污泥用于嚴(yán)重擾動的土地(如礦場土地、森林采伐場、垃圾填埋場、地表嚴(yán)重破壞區(qū)等需要復(fù)墾的土地)的修復(fù)與重建，減少了污泥對人類生活的潛在威脅，既處置了污泥又恢復(fù)了生態(tài)環(huán)境。
焚燒
濕污泥干化后再直接焚燒應(yīng)用得較為普遍，沒有經(jīng)過干化的污泥直接進(jìn)行焚燒不僅十分困難，而且在能耗上也是極不經(jīng)濟(jì)的。
以焚燒為核心的污泥處理方法是最徹底的污泥處理方法之一，它能使有機(jī)物全部碳化，殺死病原體，可最大限度地減少污泥體積;但是其缺點(diǎn)在于處理設(shè)施投資大，處理費(fèi)用高，設(shè)備維護(hù)成本高，而且產(chǎn)生強(qiáng)致癌物質(zhì)二惡英。
污泥干燥
污泥干燥是應(yīng)用人工熱源以工業(yè)化設(shè)備對污泥進(jìn)行深度脫水的處理方法，盡管污泥干燥的直接結(jié)果是污泥含水率的下降(脫水)，但與機(jī)械脫水相比,其應(yīng)用目的與效果均有很大的不同。
污泥機(jī)械脫水(也包括污泥濃縮)，其應(yīng)用的目的以減少污泥處理的體積為主(污泥濃縮和機(jī)械脫水通常均可使污泥體積減少4倍左右)，但脫水污泥餅除了含水率和相關(guān)的物理性質(zhì)，如流動性與原狀污泥有差異外，其化學(xué)、生物等方面性質(zhì)并不因脫水而產(chǎn)生變化。
污泥干燥則由于提高水分蒸發(fā)強(qiáng)度的要求，使用人工熱源，其操作溫度(對污泥顆粒而言)通常大于100℃，干燥對污泥的處理效應(yīng)，不僅是深度脫水，還具有熱處理的效應(yīng);加之，污泥干燥處理的產(chǎn)物，其含水率可控制在20%以下,即達(dá)到抑制污泥中的微生物活動的水平，因此污泥干燥處理可同時改變污泥的物理、化學(xué)和生物特性。
新技術(shù)
隨著環(huán)保力度的加強(qiáng)和人們對已有污泥處理處置技術(shù)局限性的進(jìn)一步認(rèn)識，世界各國都在投入重金研發(fā)新技術(shù)，爭取找到更經(jīng)濟(jì)、更合理的污泥處理方案。
免費(fèi)處理
該技術(shù)創(chuàng)新采用污泥洗滌工藝，首先洗出污泥中有機(jī)物質(zhì)，分離無機(jī)物質(zhì)污泥土，再將有機(jī)污泥濃縮進(jìn)行高溫厭氧消化處理。沉淀污泥經(jīng)過洗滌洗出污泥中一半固體無機(jī)污泥土，減少了一半生物處理量，節(jié)省工程投資和處理費(fèi)用;單獨(dú)處理有機(jī)污泥，去除了無機(jī)污泥土在反應(yīng)器中的沉淀，減少了設(shè)備磨損和反應(yīng)器的維護(hù);沉淀污泥經(jīng)過洗滌洗出污泥中大部分容易沉淀的重金屬和無機(jī)污泥土，提高了有機(jī)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。
沉淀污泥生物處理系統(tǒng)，工程設(shè)計創(chuàng)新采用地埋式、緊密型、多級消化反應(yīng)器設(shè)計，幾個獨(dú)立的厭氧消化反應(yīng)器你中有我我中有你渾然一體，節(jié)省建筑材料，采用混凝土結(jié)構(gòu)造價低廉。前國內(nèi)外現(xiàn)有的厭氧消化反應(yīng)器普遍采用地上式結(jié)構(gòu)，地上式結(jié)構(gòu)能使配備設(shè)備便于維護(hù)和有利沼渣排放預(yù)防沼渣沉淀。該生物處理系統(tǒng)工程設(shè)計很好地解決了配套設(shè)備的維護(hù)和沼渣沉淀，系統(tǒng)配備設(shè)備少，只需要幾臺水泵，就是水泵壞了更換一臺用不完20分鐘，保證設(shè)備檢修不停產(chǎn);沉淀污泥經(jīng)過洗滌去除了容易沉淀的無機(jī)污泥土，有機(jī)污泥經(jīng)吹浮系統(tǒng)作用全部漂浮不會沉淀。地埋式厭氧消化反應(yīng)器不僅投資少、不占用土地，而且還能防地震、防雷擊和使用壽命長、減少消化系統(tǒng)的熱量損失。
污泥發(fā)酵有機(jī)肥
傳統(tǒng)污泥處理方法有3種：焚燒、填埋和資源化利用。國外多采用焚燒工藝，但投資巨大，易造成大氣污染;國內(nèi)多采用填埋，但需要占用大量的土地，同時會造成環(huán)境的二次污染;國內(nèi)上海等大中城市土地再生資源很少，難以長期采用此方式。陳立僑介紹說，用微生物處理污泥前景廣闊。經(jīng)污水處理廠現(xiàn)場試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用，每處理1噸污泥可獲得150元左右的經(jīng)濟(jì)效益。上海市每年排放污泥約140萬噸，如果有20%的污泥用微生物好氧發(fā)酵處理，直接經(jīng)濟(jì)效益約為4200萬元。此外，利用微生物好氧發(fā)酵，還能消除污泥的惡臭，有效控制污泥的二次污染，環(huán)境效益同樣顯著。
將污泥發(fā)酵成有機(jī)肥，如再加入部分牛糞等，就會發(fā)酵成優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥，具體操作方法如下：
1、加菌。1公斤金寶貝肥料發(fā)酵劑可發(fā)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(jī)物料以便調(diào)節(jié)通氣性。其中如果加入的是稻殼、鋸末，因其纖維素木質(zhì)素較高，應(yīng)延長發(fā)酵時間。菌種稀釋：每公斤發(fā)酵劑加5-10公斤米糠(或麩皮、玉米粉等替代物)拌勻稀釋后再均勻撒入物料堆，使用效果會更佳。
2、建堆。備料后邊撒菌邊建堆，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
3、拌勻通氣。金寶貝肥料發(fā)酵劑是需要好(耗)氧發(fā)酵，故應(yīng)加大供氧措施，做到拌勻、勤翻、通氣為宜。否則會導(dǎo)致厭氧發(fā)酵而產(chǎn)生臭味，影響效果。
4、水分。發(fā)酵物料的水分應(yīng)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(fā)酵慢，水多通氣差，還會導(dǎo)致“腐敗菌”工作而產(chǎn)生臭味。
5、溫度。啟動溫度應(yīng)在15℃以上較好(四季可作業(yè)，不受季節(jié)影響，冬天盡量在室內(nèi)或大棚內(nèi)發(fā)酵)，發(fā)酵升溫控制在70-75℃以下為宜。
6、完成。第2-3天溫度達(dá)65℃以上時應(yīng)翻倒，一般一周內(nèi)可發(fā)酵完成，物料呈黑褐色，溫度開始降至常溫，表明發(fā)酵完成。如鋸末、木屑、稻殼類輔料過多時，應(yīng)延長發(fā)酵時間，待充分腐熟。
發(fā)酵好的有機(jī)肥，肥效好，使用安全方便，抗病促長，還可培肥地力等。
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(yīng)過程中產(chǎn)生氨氣，增強(qiáng)了整個工藝的殺菌效果，降低了反應(yīng)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(jī)推入柱塞泵進(jìn)料口，通過柱塞泵送入反應(yīng)器，在70℃下停留30 min，輸出的產(chǎn)品可達(dá)到美國EPA PART503 CLASS A標(biāo)準(zhǔn)。反應(yīng)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(xù)時間長，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(tǒng)全密封，無環(huán)境污染;系統(tǒng)全自動，操作維護(hù)簡單：加入少量氨基璜酸，減少了石灰用量和反應(yīng)時間，降低了運(yùn)行成本。
污泥碳化技術(shù)
所謂污泥碳化，就是通過一定的手段，使污泥中的水分釋放出來，同時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程(Sludge Carbonization o在世界范圍內(nèi)，污泥碳化主要分為3種。
(1)高溫碳化。碳化時不加壓，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。碳化顆粒可以作為低級燃料使用，其熱值約為8 360—12 540 kJ/kg(日本或美國)。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)污泥的減量化和資源化，但由于其技術(shù)復(fù)雜，運(yùn)行成本高，產(chǎn)品中的熱值含量低，當(dāng)前尚未有大規(guī)模地應(yīng)用，最大規(guī)模的為30刪濕污泥。
(2)中溫碳化。碳化時不加壓，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(yīng)水(蒸汽冷凝水)、沼氣(未冷凝的空氣)和固體碳化物。另外，該技術(shù)是在干化后對污泥實(shí)行碳化，其經(jīng)濟(jì)效益不明顯，除澳洲一家處理廠外，尚無其他潛在的用戶。
(3)低溫碳化。碳化前無需干化，碳化時加壓至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)通過加溫加壓使得污泥中的生物質(zhì)全部裂解，僅通過機(jī)械方法即可將污泥中75%的水分脫除，極大地節(jié)省了運(yùn)行中的能源消耗。污泥全部裂解保證了污泥的徹底穩(wěn)定。污泥碳化過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。
(4)污泥水解熱干化技術(shù)。污泥水熱干化技術(shù)通過將污泥加熱，在一定溫度和壓力下使污泥中的粘性有機(jī)物水解，破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，可以同時改善脫水性能和厭氧消化性能。隨水熱反應(yīng)溫度和壓力的增加，顆粒碰撞增大，顆粒間的碰撞導(dǎo)致了膠體結(jié)構(gòu)的破壞，使束縛水和固體顆粒分離。經(jīng)過水熱處理的污泥在不添加絮凝劑的情況下機(jī)械脫水的含水率大幅度降低。污泥的水解宏觀上表現(xiàn)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(yīng)器，通過閃蒸乏汽返混預(yù)熱漿化、蒸汽與機(jī)械協(xié)同攪拌，提高了系統(tǒng)的處理效率;在水熱反應(yīng)器中，采用蒸汽逆向流直接混合加熱的方式，強(qiáng)化了傳質(zhì)傳熱過程，可以避免局部過熱結(jié)焦碳化：在連續(xù)閃蒸反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)能量的有效回收。
處理步驟
首先，原污泥通過污泥泵由二沉池打到另一個池子中從而和上清液分離。因?yàn)樵勰嗟暮释ǔＤ苓_(dá)到99.5%，所以污泥必須濃縮，有多種可行的方法用于減少污泥的體積。例如真空過濾和離心等機(jī)械處理的方法通常用于將污泥以半固體形式處置之前。通常這些方法是污泥焚燒處理的準(zhǔn)備工作。如果計劃采用生物處理，則多數(shù)才用重力沉降或者是氣浮的方法進(jìn)行濃縮。這兩種情況所對應(yīng)的污泥仍然是流態(tài)的。
重力濃縮池的設(shè)計和運(yùn)行類似于污水處理中的二沉池。濃縮功能是主要的設(shè)計參數(shù)，為了滿足更大的濃縮能力，濃縮池基本上比二沉池要深。一個設(shè)計正確，運(yùn)行良好的重力濃縮池至少能提高兩倍的污泥含泥量。也就是說，污泥的含水率可以有99.5%減少到98%，或者更少。這里值得一提的是，重力濃縮池的的設(shè)計要盡量基于中式結(jié)果的分析，因?yàn)楹线m的污泥負(fù)荷率與污泥的屬性的有很大關(guān)系的。
如果采用溶氣氣浮濃縮，需要有一小部分的水，通常是二沉池出水，在400kPa的壓力下充氣。這種過飽和的液體通入罐底，而污泥在大氣壓下通過。氣體以小氣泡的形式和污泥中的固體顆粒黏附，或則是被包圍，從而帶動固體顆粒上浮到表面。濃縮了的污泥的上部被除去，而液體由底部流回溶氣罐充氣。
體積減少后，污泥中含有大量的有害成分，在處置之前需要將之轉(zhuǎn)化為惰性成分。最常用的方法是生物降解穩(wěn)定。因?yàn)檫@個過程目的在于將物質(zhì)轉(zhuǎn)化為最終無菌產(chǎn)物，所以常應(yīng)用消化的方法。污泥消化既能進(jìn)一步的減少污泥體積也能使所含固體轉(zhuǎn)化為惰性物質(zhì)并且大體的上沒有病菌。通過厭氧消化或好養(yǎng)消化都能達(dá)到污泥消化目的。
污泥含有多種有機(jī)物，因此需要多種微生物來分解。有關(guān)資料將厭氧消化中的微生物分為兩類：產(chǎn)酸菌和甲烷菌。所以，我們也能把厭氧消化分為兩步。第一步，由兼性厭氧菌和厭氧菌組成的產(chǎn)酸菌通過水解作用溶解有機(jī)固體。接著溶解質(zhì)由發(fā)酵作用轉(zhuǎn)化為酒精和低分子量分子。第二步，有嚴(yán)格厭氧菌組成的甲烷菌將乙酸、酒精、水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。因?yàn)閮煞N菌群只能在無氧的環(huán)境下存活，所以厭氧消化的反應(yīng)器必須是密閉的。設(shè)計容器的時候同時也要考慮另外的一些因素，例如：溫度、pH值和混合物攪拌。
污泥也可以通過好氧消化穩(wěn)定。這種消化基本上只能用于可生化污泥而不能用于初沉池污泥，伴隨著二沉池和污泥濃縮池中污泥體積的減少，這個工藝需要不斷的鼓氣。好氧消化多應(yīng)用于深度曝氣系統(tǒng)。再者，好氧消化對環(huán)境條件不敏感，也不局限有流行變化。
污泥消化以后，污泥中的有機(jī)物能被去除并且能進(jìn)一步的減少污泥體積。接下來，污泥需要處置。多種方法可以用來有效的處置污泥。其中包括焚燒、衛(wèi)生填埋和用作化肥以及土壤改良劑。原污泥可以用來焚燒，可以有效地減少含水率。添加燃料可以用來引起和維持燃燒，城市垃圾也可能用來達(dá)到這個目標(biāo)。原污泥和消化污泥也可以用衛(wèi)生填埋來處置。污泥的土地應(yīng)用實(shí)踐了好幾年，而如今只限于處理消化污泥。污泥的營養(yǎng)成分有利于植物成長，而其顆粒特性可用于土地改良。這些應(yīng)用局限有飼料作物和非人類消費(fèi)，而運(yùn)用于支持可食用植物的可能性正在研究中。污泥土地應(yīng)用的主要限制因素為植物富集金屬毒性和水體富營養(yǎng)污染。污泥的應(yīng)用可通過在流態(tài)時由噴淋器噴淋、溝渠導(dǎo)流或直接注入土壤。去水污泥可以由傳統(tǒng)農(nóng)用機(jī)械鋪設(shè)在土地之上在和培養(yǎng)土壤。
上述文字指的是一般污泥的處理。因?yàn)槲勰嗄茉斐森h(huán)境的污染，所以我們需要盡最大的努力使之無害化。如今，很多導(dǎo)致類型污染的具有不同特性污泥正在研究中。在本文中，我將敘述一種來自于人類產(chǎn)油和石油工業(yè)的污泥，這個代表性污泥稱之為含油污泥。
大量的污泥產(chǎn)生，而這種污泥中含有相當(dāng)大量的油，必須在最終處置之前將之去除。煉油廠產(chǎn)生的污泥不能被安全的處置，除非將其含油量去除到一定程度。此外，在煉油廠的油水分離系統(tǒng)和儲油罐中因?yàn)楹驮系睦鄯e而產(chǎn)生的污泥的處理費(fèi)用很高，并且對環(huán)境造成很嚴(yán)重的污染。石油是一種疏水混合物例如：烷烴，芳香烴，樹脂和瀝青。許多化合物是有毒性的，致突變的和致癌的。它們的排放的受到嚴(yán)格控制的，因?yàn)樗鼈儗θ梭w健康和環(huán)境的負(fù)面影響，它們被美國環(huán)保部門分類并列為環(huán)境污染物優(yōu)先。
有很多種方法可以用來處理含油污泥。化學(xué)和物理的方法例如：焚燒、氯氧化、臭氧氧化和燃燒，生物的處理方法例如：生物修復(fù)、傳統(tǒng)堆肥法等等。如今，隨著技術(shù)的發(fā)展，含油污泥的低溫冷處理和生物修復(fù)成為了兩條有效的處理途徑。
低溫冷處理技術(shù)作為一種物理的處理方法能有效地增加污泥的脫水性質(zhì)，改變絮凝劑的結(jié)構(gòu)形式并減少污泥周圍的水含量。比較那種“初沉降”，冷處理能夠除掉溶液中的雜質(zhì)，因此達(dá)到更好濃縮目的，這里就是在討論冷處理的這種好處。據(jù)我們所知，如今的資料中沒有討論冷處理技術(shù)來分離油泥中的油的可行性。但是，如果在自然條件允許的許多國家里，冷處理技術(shù)提供了一種有效的處理含油污泥的處理和處置的方法。
通過比較常規(guī)方法處理和冷處理之后污泥，我們可以發(fā)現(xiàn)，冷處理之后的樣品上面浮了一層油。最后我們可以發(fā)現(xiàn)試管中分三層：最上面的一層是清的浮油，底層是一層深色的沉降物，中間一層是清水。原始的污泥經(jīng)過24小時的沉降，可以看見上浮液和底部沉降物，但是沒有可見的油相。通過上面的敘述的現(xiàn)象揭示了簡單的冷處理能有效分離油泥中的油。
物理化學(xué)的方法可以用來處理油泥，但是費(fèi)用卻是很高的。堆肥和通過接種降解油類菌種或激活原有生物進(jìn)行生物修復(fù)被看為兩種經(jīng)濟(jì)的方法來對付油污染。堆肥有些看得見的優(yōu)點(diǎn)例如：基建和維護(hù)費(fèi)用低、設(shè)計和運(yùn)行簡單并能去處部分的油。然而，堆肥處理基本上不能達(dá)到如今環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)了。
油泥中含有的大部分油是難于生物降解的。很多研究證明了生物修復(fù)對含油土壤的高效處理，但是只是針對含油量高的污染物。大部分實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，而行業(yè)應(yīng)用的很少。生物修復(fù)才剛剛開始，這個意味著先進(jìn)的處理技術(shù)。
處理設(shè)備
污泥固化拌和站
采用了先進(jìn)的工業(yè)計算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了黃土、污泥、水泥和石灰的自動配比，具有計量準(zhǔn)確、可靠性好、攪拌均勻、操作方便、環(huán)保好、生產(chǎn)效率高、故障率低等特點(diǎn)，特別適合連續(xù)作業(yè)，是污水處理廠處理污泥的理想設(shè)備。
泥漿分離脫水機(jī)
與板框壓濾機(jī)對比：該機(jī)具有處理能力大、分離性能好、適應(yīng)性強(qiáng)、勞動強(qiáng)度小、性能穩(wěn)定、安裝操作方便、占地面積小、維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，而且可以實(shí)現(xiàn)密閉的連續(xù)自動分離。
臥螺離心機(jī)
臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)(簡稱臥螺離心機(jī))是利用離心沉降原理分離懸浮液的設(shè)備。對固相顆粒當(dāng)量直徑=3um、重量濃度比：10%或體積濃度比=70%、液固比重差：0.05g/cm3的各種懸浮液均適合采用該類離心機(jī)進(jìn)行液固分離或顆粒分級。
帶式污泥脫水機(jī)
帶式污泥脫水機(jī)是中國從美國引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)消化吸收，開發(fā)成功的一種高效脫水設(shè)備，可以連續(xù)壓濾，產(chǎn)品采用高強(qiáng)度材料制作，具有處理能力大，脫水效率高，使用壽命長等顯著特點(diǎn)。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于環(huán)境治理、蔬菜加工等需壓榨脫水的行業(yè)。
太陽能熱泵技術(shù)污泥處理設(shè)備
該系統(tǒng)主要利用太陽能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉醋鳛槲勰喔苫臒嵩矗軐⒑?0以上的泥漿干化成含水量35以下的干料，節(jié)電、節(jié)煤、環(huán)保;整個系統(tǒng)為自動化遠(yuǎn)程控制，有效降低了污泥處理處置成本，為污泥處理處置提供了一種低碳環(huán)保的解決方案。
該系統(tǒng)包括溫室部分、輸送部分、通風(fēng)部分、集熱部分(包括太陽能集熱系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng))、自動化控制部分以及有害氣體收集和除臭等其他附屬裝置。
利用太陽能作為主要能源，滿足可持續(xù)發(fā)展的需求;
耗能小，運(yùn)行管理費(fèi)用低，蒸發(fā)1t 水耗電量僅為60-80kW·h，而傳統(tǒng)的熱干化技術(shù)需耗電為800-1060kW·h;
經(jīng)干化處理后，污泥體積可減少到原來的1/3-1/5，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化并保留其原有的再利用價值;
系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全、灰塵產(chǎn)生量小;
自動化程度高、操作維護(hù)方便、使用壽命長;
系統(tǒng)透明程度高，環(huán)境協(xié)調(diào)性好。
其系統(tǒng)組成有：
污泥輸送系統(tǒng)
由接料倉、螺旋進(jìn)料機(jī)、插板閥、污泥泵、管道組成。整個系統(tǒng)液壓部分采用意大利泵、閥。螺旋進(jìn)料機(jī)與料倉之間用插板閥連接，便于檢修。推送機(jī)采用S擺管的設(shè)計。含水85%左右的泥餅由卡車卸入料倉，經(jīng)螺旋進(jìn)料機(jī)喂入液壓推送機(jī)，推送機(jī)將污泥由管道輸送，整個過程無異味，做到不污染環(huán)境的同時可實(shí)現(xiàn)長距離、大揚(yáng)程輸送。管道可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)靈活設(shè)置，輸送量精確，配備通訊接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。還可選用皮帶、斗提等傳統(tǒng)輸送方式。
溫室供熱系統(tǒng)
由太陽能集熱器、集熱水箱、恒溫水箱和PLC控制等組成，集熱水箱與自來水補(bǔ)水管相通，自來水補(bǔ)水管上設(shè)有水源電磁閥，集熱水箱內(nèi)設(shè)有水位傳感器;PLC根據(jù)所述水位傳感器輸出的水位信號控制水源電磁閥的開閉，以自動給集熱水箱補(bǔ)水，實(shí)現(xiàn)定時、定量上水，集熱水箱內(nèi)的水量可根據(jù)實(shí)際情況得到控制。通過安全排氣閥來釋放蒸汽，并通過供熱控制閥控制集熱器陣列供熱的面積，確保了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。
溫室系統(tǒng)
由溫室主體、內(nèi)保溫部分、通風(fēng)部分、供暖部分、氣象站等組成。溫室主體為文絡(luò)式陽光板溫室，陽面中空玻璃。選用保溫幕布，減少輻射熱的流失。通風(fēng)采用風(fēng)機(jī)，頂部采用蝶形方式交錯開窗，可根據(jù)室內(nèi)外溫濕度、光照度實(shí)現(xiàn)自動開關(guān)。供暖系統(tǒng)根據(jù)《地面輻射供暖技術(shù)規(guī)程》JGJ142-2004設(shè)計。
污泥翻泥布料系統(tǒng)
由污泥攤鋪機(jī)、螺旋喂料機(jī)、皮帶式輸送機(jī)、干料倉、有害氣體探測儀、工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)等組成。全自動翻泥機(jī)為變頻電機(jī)，可自動調(diào)節(jié)翻泥速度，使污泥得到均勻翻動，實(shí)現(xiàn)表面翻新和蒸發(fā)水分。過程中也起到對污泥供氧的作用，避免污泥局部厭氧菌繁殖而釋放惡臭氣體。系統(tǒng)安裝了H2S和NH3探測器，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控。
控制系統(tǒng)
自動化控制系統(tǒng)采用組態(tài)軟件+PLC的基本控制方式，上位機(jī)通過與PLC及智能儀表通訊實(shí)現(xiàn)對各個設(shè)備的監(jiān)測與控制，PLC通過內(nèi)部程序能夠獨(dú)立運(yùn)行。上位機(jī)采用臺灣研華工業(yè)計算機(jī)，生產(chǎn)工藝路線在計算機(jī)界面能夠模擬顯示。工藝參數(shù)點(diǎn)數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)計算機(jī)界面顯示、調(diào)整、設(shè)定，并進(jìn)入程序。工藝運(yùn)行參數(shù)可隨機(jī)調(diào)取、打印，故障監(jiān)控可實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)、故障類型、發(fā)生時間的瞬間記錄和報警功能。配置了智能電度表，實(shí)時記錄干化過程的能耗數(shù)據(jù)，折算干化成本。
