城市污泥不同处理处置方式的成本和效益分析

第一篇：城市污泥不同处理处置方式的成本和效益分析

城市污泥不同处理处置方式的成本和效益分析

——以北京市为例

张义安，高定，陈同斌*，郑国砥，李艳霞

中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心，北京 10010

1摘要：以北京市为例，估算不同电价及运输距离下填埋、焚烧及堆肥等方式的城市污泥处理处置成本，在此基础上讨论各种处理处置方案的前景，展望北京市污泥处理处置出路。污泥填埋在一定时期内还将是主要处理处置方式，但所占比例将逐渐下降；堆肥是经济上较为可行的处理处置方式，适合大力推广；随着经济实力与技术水平提高，焚烧法可以适用于个别特殊地点。同时，分析了政府补贴对污泥处理处置效益的影响。

关键词：城市污泥；处理处置成本；填埋；焚烧；堆肥

中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1672-2175（2006）02-0234-0

5城市污泥是污水处理的副产物，以含水率97%计算，体积占处理污水的0.3%~0.5%[1]，深度处理产泥量还将增加50%~100%。目前我国每年排放的干污泥大约1.3×106 t，并以大约10%的速率在增加。

北京市全区域规划污水排放量为330×104 m3/d，其中2003年市区污水排放量约为230×104 m3/d[2]。规划建设14座污水处理厂，2015年污水处理能力预计将超过320×104 m3/d，处理率将超过90%。到2008年，北京市将新增9座中水处理厂，深度处理能力将由目前的1×104 m3/d提高到47.6×104 m3/d，届时每年产生含水率 80% 城市污泥超过80×104 m3。北京市最大的污水处理厂——高碑店污水处理厂污泥外运运输费用占到全厂运行费用的1/3[3]。

城市污泥的大量产生，已引起日益严峻的二次污染，并成为城市污水处理行业瓶颈。污泥处理处置率低，其中非常重要的一个原因就是投资和运行成本方面的限制。但到目前为止，还未见关于不同污泥处理处置方案的经济分析，导致不同单位和设计人员在方案的选择上存在较大的盲目性。本文以北京为例，对几种典型的城市污泥处理处置方式进行经济分析，以便为城市污泥处理处置技术的选择提供参考依据。

1城市污泥处理处置成本估算

1.1估算方法

以1 t干污泥（DS）为计算基准，综合成本＝运行成本+设备折价成本。运行成本以目前较为成熟的处理处置方式进行估算。

北京市污泥机械脱水效果通常在80%左右。各方案中的成本估算涉及或包括焚烧、运输、填埋等3个流程；设备折价成本取15 a使用年限，年折旧7%，社会利率10%，即年折价17%，设备年工作时数以8000 h计。因此，设备折价＝设备价格×指数×0.17/8000。

1.2估算细则

（1）单位成本

填埋：生活垃圾卫生填埋的成本约60~70 ￥/t，污泥填埋时按照压实生活垃圾∶土∶污泥容重比为0.8∶1∶1，污泥填埋成本为48~56 ￥/t，取52￥/t。

干化：干燥能耗与脱水量成正比。燃气加热效率85%、锅炉热效率70%、过程热损失5%时，水的蒸发能耗为150(kW•h)/t，每小时去除1 t水的设备投资为180×104￥[4]。

焚烧：目前多采用流化床技术，每h焚烧1 t干化污泥的设备成本为528×104￥，污泥按干质量减量60%。焚烧的运行费用24￥/t，烟气处理消耗NaOH量约为37 kg/t，折价约128￥/t [5]。

电价：北京市工业电价高峰期、平段区、低谷期分别为0.278、0.488、0.725￥/(kW•h)。按不同补贴方案，将电价设定为0.30、0.60￥/(kW•h)。

运费：北京市运输价格在0.45~0.65￥/(t•km)之间，污泥为特殊固体废物，需特殊箱式货车运送，价格处于高端。另外，近年运输价格有上涨趋势。因此，运费取0.65 ￥/(t•km)。

此外，干化及焚烧均按设备成本添加30%物耗人工管理费及土建配套费。

（2）污泥含水率

污泥的有机质和水分含量较高，填埋存在一系列问题，当前主要关心的是土力学性能，当含水率高于68% 时需按m(土)∶m(污泥)＝0.4~0.6的比例混入土

[6-8]。含水率降低时污泥性状存在突变，因此填埋脱水目标设定为80%、30%。含水率是污泥焚烧处理中的一个关键因素。有机质含量高、含水率低利于维持自燃，降低污泥含水率对降低污泥焚烧设备及处理费用至关重要。一般将污泥含水率降至与挥发物含量之比小于3.5时，可形成自燃[9]。北京市污泥有机物含量在45% 以下，因此使污泥维持自燃焚烧的水分含量应小于61.2%。朱南文总结了几种国外污泥热干燥技术，可以将污泥干燥至10%含水率[10]。污泥焚烧综合成本随干燥程度动态变化，干化程度越高，干化能耗升高，焚烧设备及运行费用随之下降。简化起见，本文以污泥保持热量平衡燃烧为估算前提，不再进行高水分下加入重油的成本估算。因此污泥焚烧的干化目标定为：60%和10%。表1北京市填埋场概况[11]及离污水处理厂的最近距离

Table 1Description of landfill sites and wastewater treatment plants

填埋场 填埋场位置 处理规模/(t•d-1)预计关闭时间 最近的污水处理厂 最近直线距离/km 1)

北神树 通县次渠乡 980 2006 高碑店 20

安定 大兴区安定乡 700 2006 小红门 36

六里屯 海淀区永丰屯乡 1500 2017 清河 1

5高安屯 朝阳区楼梓庄乡 1000 2018 高碑店 15

阿苏卫 昌平区小汤山乡 2000 2012 清河、北小河 40

焦家坡 门头沟区永定镇 600 2011 卢沟桥 1

51)最近距离数据为作者实测

综上所述，污泥的处理处置方式计有：堆肥，分别干燥至含水80%、30% 时填埋，干燥至含水

60%、10%时焚烧。

1.3填埋成本

填埋成本＝能耗成本+运输成本+填埋场成本+设备折价成本

能耗成本＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×150×α×Pele

运输成本＝0.65×L /(1-ηe)

填埋场成本＝βPf /(1-ηe)

设备折价＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×180×α× 0.17×104/8000

其中，η0、ηe分别为处理处置始、末的含水率；Pele为电价，￥/(kW•h)；L为运输距离，km；α为土建及人工配套费指数，1.3；β为体积系数，含水率≥68%时在1.4~1.6之间，取1.5，含水率＜68%时取1；Pf为填埋场填埋价格，40~60￥/t，取52￥/t。

污泥填埋运输距离：北京市现有填埋场容量不足以满足生活垃圾处置需求，即使规划中的填埋场建成之后，富余填埋能力也很有限，污泥填埋需另外觅地新建填埋场。随着城市发展及填埋场地质条件要求，运输距离也将越来越远，参照表1，污泥

填埋的运输距离将在40 km以上，因此在估算今后的填埋成本时，分别取50、100 km作为近期及远期填埋场运输距离。

1.4堆肥成本及收益

城市污泥经过堆肥无害化处理之后进行土地利用，是国际上普遍采用的处理处置方式。强制通风静态垛堆肥处理是泥堆肥主流技术，其处理成本与污泥初始含水率、处理规模、堆肥厂与污水处理厂之间距离以及设备原产地等因素相关。堆肥厂宜建在污水处理厂周围，运输成本计为0，堆肥成本主要由鼓风、烘干、筛分能耗，调理剂及设备折价成本组成。目前，堆肥产品的市场销售价格为350~500￥/t，扣除15％含水率后取500￥/t DS。

利用CTB堆肥自动控制系统[12,13]进行强制通风静态垛堆肥在河南省漯河市城市污泥堆肥厂的应用结果表明，当污泥含水率不高于80%时，鼓风能耗在40~60(kW•h)/t DS之间，取60(kW•h)/t DS。CTB调理剂价格为300 ￥/t，损耗率一般为5% [14]。经过10~14 d堆肥，污泥干物质减量30%，含水45%。采用热干燥技术烘干至含水15%，脱水负荷0.45 t/t DS；调理剂在烘干前筛分后自然晾干，需筛分能耗；筛分负荷共9.3 t/t DS，筛分能力1 t/h，功率3 kW。全程能耗95(kW•h)/t DS，考虑到未知能耗，取100(kW•h)/t DS。

设备折价：处理干污泥能力为 0.3×104 t/a的污泥堆肥厂设备投资约700万￥，设备折价182 ￥/t DS（含占地成本），取200￥/t DS。

1.5焚烧成本

考虑到焚烧废气排放等问题，外运30 km以上焚烧为佳，取30 km；焚烧按干物质减量60%，烧余物需运至填埋场填埋，运输距离取50 km。参考表3可知，干燥至10%焚烧成本较干燥至60%低。干燥程度越高，焚烧厂占地面积也越小，因此焚烧前以干化至10%为宜。

1.6干化农用成本

未经稳定化处理污泥存在施用安全危险，考虑到干化的稳定效果较差，安全性有限，不再估算。

2讨论与分析

2.1处理成本和经济效益

表2处理处置1 t城市污泥(干质量)所需的成本及其效益

Table 2Comparison of the estimated cost and benefit of sewage sludge treated and/or disposed by different ways

填埋

干化运输填埋 综合成本/￥

目标 能耗/￥ 设备折价/￥ 距离/km 运费/￥ 填土比例 费用/￥

80% 0 0 50 163 50% 3905531)，5532)

30% 2091)，4182)178 50 46 0 745071)，7162)

80% 0 0 100 325 50% 3907151)，7152)

30% 2091)，4182)178 100 93 0 745541)，7632)

焚烧

干化焚烧烧余物 综合成本/￥

目标 能耗/￥ 设备折价/￥ 运行/￥ 设备折价/￥ NaOH/￥ 运费/￥ 填埋/￥60% 1461)，2932)12460 36512813 20 8561)，10022)

10% 2281)，4552)193 27 162 128 13 20 7711)，9982)

堆肥

能耗/￥ 设备折价/￥ 调理剂损耗/￥ 总成本/￥ 销售/￥ 总效益/￥

391)，782)200 75 3141)，3532)410 961)，572)

1)电价取0.30 ￥/(kW·h)；2)电价取0.60 ￥/(kW·h)

各种处理方式处理成本估算过程及结果如表2所示。由表2可知，污泥处理处置以堆肥方式成本

最低，约300~350￥/t DS；填埋方式约500~760￥/t DS。焚烧方式成本最高，约800~1000￥/t DS。堆肥成本低于填埋方式，显著低于焚烧方式，随运输距离增加填埋成本显著高于堆肥成本。此外，污泥焚烧处理一次性投资大，运行维护费用最高。

各种处理方式中，污泥填埋没有资源回收，效益为零；考虑到污泥热值水平，回收焚烧热能可能性较低，对净效益影响不大；污泥干化可以起到脱水的效果，但稳定化的效果有限，加之干化过程中容易产生爆炸和肥效缓慢等问题，不宜提倡；在产品销售良好情况下，按电价不同，堆肥处理可以盈利50~100￥/t DS。

2.2各种处理处置技术的优缺点

现有的大部分填埋场设计建造标准低、缺乏污染控制措施，存在稳定性差等问题，导致散发气体和臭味，污染地下水，不能保证填埋垃圾的安全，只是延缓污染但没有最终消除污染。一些国家为了把上述问题降低到最小程度，制定了待处理污泥物理特性的最低标准，使污泥填埋的处理成本大大增加。例如德国要求填埋污泥干基含量不低于35%。为避免污泥中有机物分解造成的地下水污染，1992年德国发布了《城市废弃物控制和处置技术纲要》，要求从2005年起，任何被填埋处理的物质其有机物含量不超过5% [15]，这意味着污泥即便是经过干燥也不满足填埋的要求。污泥填埋面临填埋场地、公众及法规等多重压力，填埋成本将逐步升高，近年来国外污泥填埋处理方式比例越来越小[6]。

是否推广堆肥处理城市污泥，首先应切实评估施用污泥堆肥的潜在环境风险。杜兵等[16]研究表明，同国外相比北京市某典型污水处理厂酚类、酞酸酯类、多环芳烃类均处于污染程度较低的水平。堆肥处理的持续高温可以确保杀灭病菌，保证污泥的农用安全。陈同斌等[17]对中国城市污泥的重金属含量及其变化趋势的研究结果表明，我国城市污泥中平均含量普遍较低，金属含量基本未超过农用标准[18]，且呈现逐渐下降的趋势。近年相关研究也证明：科学合理地进行城市污泥农用不会造成土壤和农产品的重金属污染问题[19]。我国城市污泥的土地利用重金属环境风险并不像人们想象的那样严重。

焚烧减量最为显著，含水80%的污泥焚烧后减容率超过90%。然而，污泥含有多种有机物，焚烧时会产生大量有害物质，如二恶英、二氧化硫、盐酸等，受国内焚烧技术的限制，二恶英污染问题尚未很好解决，重金属烟雾与燃烧灰烬也可能造成二次污染。此外，焚烧浪费了污泥中的营养物质。对比三种处理处置方式，污泥焚烧占地面积最小，但综合成本最高，设备维护要求高，环保风险较大，这些不利之处都限制了污泥焚烧技术的广泛应用。

综上所述，堆肥处理实现污泥的资源化利用，科学合理施用下可以保证卫生安全及重金属安全，同时较为经济可行，是污泥处理处置技术的主要发展方向。但是，从市场销售的角度来看，污泥堆肥产品的销售渠道有待改善。各种处理方式优缺点概括于表3（下页）。

2.3电价影响及政府补贴

电价影响到污泥处理处置成本。电价从0.60￥/(kW•h)降低到0.30 ￥/(kW•h)，各种处理方式的综合成本分别降低40~230 ￥/t DS。如电价取至用电低谷期电价或者更低，成本可以进一步降低。

表3各种处理处置技术优缺点对比

Table 3Comparison of landfill, composting and incineration for sewage sludge

处理处置方式 收支平衡/(￥•t-1)1)技术难度 场地要求 能否资源化 无害化程度

填埋-507~-763 简单 大 不能 延缓污染, 没有最终消除污染风险

堆肥 57~96 较简单 较小 能 重金属低于农用标准时可以达到无害化要求 焚烧-771~-1000 技术设备要求高 小 不能 尾气可能带来二次污染

1)运输距离100 km、电价0.60 ￥/(kw•h)时, 以80%含水率填埋成本略低于30%含水率填埋, 但其占地为后者5.25倍, 综合考虑采取30%填埋

污泥含水80%及60%下填埋占地分别为30%下填埋的5.25倍、1.75倍。政府通过补贴如降低电价等调控手段，将污水处理投入合理分配到其中的污泥处理单元，可以降低污泥处理单元的焚烧成本、填埋占地，降低堆肥成本。政府补贴可以发挥经济杠杆作用，调控污泥处理行业投入产出状况，有利于污泥处理处置行业的健康发展。总之，污泥处理处置应该有适宜的政府补贴。

3结论

（1）污泥堆肥成本随电价变化约300~350 ￥/t DS，堆肥销售可以补偿部分处理成本，使污泥堆肥达到微利水平。合理施用堆肥可以提供养分和有机质，是污泥处理处置技术的重要方向。

（2）污泥填埋操作简单，但其成本约500~760 ￥/t DS，高于堆肥处理。考虑到土地资源日益稀缺及二次污染问题，且从发达国家的经验来看污泥填埋将逐步受到限制，因此其应用比例应逐渐减少。

（3）污泥焚烧减量效果最明显，但其初始投资及运行费用最高，综合成本约771~1000 ￥/t DS。其设备维护复杂，如果对尾气处理不当会造成二次污染。

第二篇：城市污泥不同处理处置方式的成本和效益分析

城市污泥不同处理处置方式的成本和效益分析

摘要：以北京市为例，估算不同电价及运输距离下填埋、焚烧及堆肥等方式的城市污泥处理处置成本，在此基础上讨论各种处理处置方案的前景，展望北京市污泥处理处置出路。污泥填埋在一定时期内还将是主要处理处置方式，但所占比例将逐渐下降；堆肥是经济上较为可行的处理处置方式，适合大力推广；随着经济实力与技术水平提高，焚烧法可以适用于个别特殊地点。同时，分析了政府补贴对污泥处理处置效益的影响。

城市污泥是污水处理的副产物，以含水率97%计算，体积占处理污水的0.3%~0.5%[1]，深度处理产泥量还将增加50%~100%。目前我国每年排放的干污泥大约1.3×106 t，并以大约10%的速率在增加。

北京市全区域规划污水排放量为330×104 m3/d，其中2003年市区污水排放量约为230×104 m3/d[2]。规划建设14座污水处理厂，2015年污水处理能力预计将超过320×104 m3/d，处理率将超过90%。到2008年，北京市将新增9座中水处理厂，深度处理能力将由目前的1×104 m3/d提高到47.6×104 m3/d，届时每年产生含水率 80% 城市污泥超过80×104 m3。北京市最大的污水处理厂——高碑店污水处理厂污泥外运运输费用占到全厂运行费用的1/3[3]。

城市污泥的大量产生，已引起日益严峻的二次污染，并成为城市污水处理行业瓶颈。污泥处理处置率低，其中非常重要的一个原因就是投资和运行成本方面的限制。但到目前为止，还未见关于不同污泥处理处置方案的经济分析，导致不同单位和设计人员在方案的选择上存在较大的盲目性。本文以北京为例，对几种典型的城市污泥处理处置方式进行经济分析，以便为城市污泥处理处置技术的选择提供参考依据。1 城市污泥处理处置成本估算 1.1 估算方法

以1 t干污泥（DS）为计算基准，综合成本＝运行成本+设备折价成本。运行成本以目前较为成熟的处理处置方式进行估算。

北京市污泥机械脱水效果通常在80%左右。各方案中的成本估算涉及或包括焚烧、运输、填埋等3个流程；设备折价成本取15 a使用年限，年折旧7%，社会利率10%，即年折价17%，设备年工作时数以8000 h计。因此，设备折价＝设备价格×指数×0.17/8000。1.2 估算细则（1）单位成本

填埋：生活垃圾卫生填埋的成本约60-70 元￥/t，污泥填埋时按照压实生活垃圾∶土∶污泥容重比为0.8∶1∶1，污泥填埋成本为48－56￥/t，取52￥/t。

干化：干燥能耗与脱水量成正比。燃气加热效率85%、锅炉热效率70%、过程热损失5%时，水的蒸发能耗为150(kW•h)/t，每小时去除1 t水的设备投资为180×10￥[4]。

焚烧：目前多采用流化床技术，每h焚烧1 t干化污泥的设备成本为528×10元￥，污泥按干质量减量60%。焚烧的运行费用24￥/t，烟气处理消耗NaOH量约为37 kg/t，折价约128￥/t [5]。

电价：北京市工业电价高峰期、平段区、低谷期分别为0.278、0.488、0.725￥/(kW•h)。按不同补贴方案，将电价设定为0.30、0.60￥/(kW•h)。

运费：北京市运输价格在0.45－0.65￥/(t•km)之间，污泥为特殊固体废物，需特殊箱式货车运送，价格处于高端。另外，近年运输价格有上涨趋势。因此，运费取0.65 ￥/(t•km)。

44此外，干化及焚烧均按设备成本添加30%物耗人工管理费及土建配套费。（2）污泥含水率

污泥的有机质和水分含量较高，填埋存在一系列问题，当前主要关心的是土力学性能，当含水率高于68% 时需按m(土)∶m(污泥)＝0.4－0.6的比例混入土 [6-8]。含水率降低时污泥性状存在突变，因此填埋脱水目标设定为80%、30%。

含水率是污泥焚烧处理中的一个关键因素。有机质含量高、含水率低利于维持自燃，降低污泥含水率对降低污泥焚烧设备及处理费用至关重要。一般将污泥含水率降至与挥发物含量之比小于3.5时，可形成自燃[9]。北京市污泥有机物含量在45% 以下，因此使污泥维持自燃焚烧的水分含量应小于61.2%。朱南文总结了几种国外污泥热干燥技术，可以将污泥干燥至10%含水率[10]。污泥焚烧综合成本随干燥程度动态变化，干化程度越高，干化能耗升高，焚烧设备及运行费用随之下降。简化起见，本文以污泥保持热量平衡燃烧为估算前提，不再进行高水分下加入重油的成本估算。因此污泥焚烧的干化目标定为：60%和10%。

综上所述，污泥的处理处置方式计有：堆肥，分别干燥至含水80%、30% 时填埋，干燥至含水60%、10%时焚烧。

1.3 填埋成本

填埋成本＝能耗成本+运输成本+填埋场成本+设备折价成本 能耗成本＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×150×α×Pele 运输成本＝0.65×L /(1-ηe)填埋场成本＝βPf /(1-ηe)设备折价＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×180×α× 0.17×104/8000 其中，η0、ηe分别为处理处置始、末的含水率； Pele为电价，￥/(kW•h)；L为运输距离，km； α为土建及人工配套费指数，1.3；

β为体积系数，含水率≥68%时在1.4－1.6之间，取1.5，含水率＜68%时取1； Pf为填埋场填埋价格，40－60￥/t，取52￥/t。

污泥填埋运输距离：北京市现有填埋场容量不足以满足生活垃圾处置需求，即使规划中的填埋场建成之后，富余填埋能力也很有限，污泥填埋需另外觅地新建填埋场。随着城市发展及填埋场地质条件要求，运输距离也将越来越远，参照表1，污泥填埋的运输距离将在40 km以上，因此在估算今后的填埋成本时，分别取50、100 km作为近期及远期填埋场运输距离。

表1 北京市填埋场概况[11]及离污水处理厂的最近距离

填埋场 填埋场位置 处理规模t /d 预计关闭时间 最近的污水处理厂 最近直线距离 北神树 通县次渠乡 980 2006 高碑店 20 安定 大兴区安定乡 700 2006 小红门 36 六里屯 海淀区永丰屯乡 1500 2017 清河 15 高安屯 朝阳区楼梓庄乡 1000 2018 高碑店 15 阿苏卫 昌平区小汤山乡 2000 2012 清河、北小河 40 焦家坡 门头沟区永定镇 600 2011 卢沟桥 15 备注： 最近距离数据为作者实测

1.4 堆肥成本及收益

城市污泥经过堆肥无害化处理之后进行土地利用，是国际上普遍采用的处理处置方式。强制通风静态垛堆肥处理是泥堆肥主流技术，其处理成本与污泥初始含水率、处理规模、堆肥厂与污水处理厂之间距离以及设备原产地等因素相关。堆肥厂宜建在污水处理厂周围，运输成本计为0，堆肥成本主要由鼓风、烘干、筛分能耗，调理剂及设备折价成本组成。目前，堆肥产品的市场销售价格为350－500￥/t，扣除15％含水率后取500￥/t DS。

利用CTB堆肥自动控制系统进行强制通风静态垛堆肥在河南省漯河市城市污泥堆肥厂的应用结果表明，当污泥含水率不高于80%时，鼓风能耗在40－60(kW•h)/t DS之间，取60(kW•h)/t DS。CTB调理剂价格为300 ￥/t，损耗率一般为5% [14]。经过10－14 d堆肥，污泥干物质减量30%，含水45%。采用热干燥技术烘干至含水15%，脱水负荷0.45 t/t DS；调理剂在烘干前筛分后自然晾干，需筛分能耗；筛分负荷共9.3 t/t DS，筛分能力1 t/h，功率3 kW。全程能耗95(kW•h)/t DS，考虑到未知能耗，取100(kW•h)/t DS。设备折价：处理干污泥能力为 0.3×104 t/a的污泥堆肥厂设备投资约700万￥，设备折价182 ￥/t DS（含占地成本），取200￥/t DS。1.5 焚烧成本

考虑到焚烧废气排放等问题，外运30 km以上焚烧为佳，取30 km；焚烧按干物质减量60%，烧余物需运至填埋场填埋，运输距离取50 km。参考表3可知，干燥至10%焚烧成本较干燥至60%低。干燥程度越高，焚烧厂占地面积也越小，因此焚烧前以干化至10%为宜。1.6 干化农用成本

未经稳定化处理污泥存在施用安全危险，考虑到干化的稳定效果较差，安全性有限，不再估算。讨论与分析

2.1 处理成本和经济效益

表2 处理处置1 t城市污泥(干质量)所需的成本及其效益 填 埋

干化 运输 填埋 综合成本/￥

目标 能耗/￥ 设备折价/￥ 距离/km 运费/￥ 填土比例 费用/￥ 80% 0 0 50 163 50% 390 5531)，5532)30% 2091)，4182)178 50 46 0 74 5071)，7162)80% 0 0 100 325 50% 390 7151)，7152)30% 2091)，4182)178 100 93 0 74 5541)，7632)焚烧 干化 焚 烧 烧余物 综合成本/￥

目标 能耗/￥ 设备折价/￥ 运行/￥ 设备折价/￥ NaOH/￥ 运费/￥ 填埋/￥ 60% 1461)，2932)124 60 365 128 13 20 8561)，10022)10% 2281)，4552)193 27 162 128 13 20 7711)，9982)堆 肥

能耗/￥ 设备折价/￥ 调理剂损耗/￥ 总成本/￥ 销售/￥ 总效益/￥ 391)，782)200 75 3141)，3532)410 961)，572)1)电价取0.30 ￥/(kW·h)；2)电价取0.60 ￥/(kW·h)

各种处理方式处理成本估算过程及结果如表2所示。由表2可知，污泥处理处置以堆肥方式成本最低，约300－350￥/t DS；填埋方式约500－760￥/t DS。焚烧方式成本最高，约800－1000￥/t DS。堆肥成本低于填埋方式，显著低于焚烧方式，随运输距离增加填埋成本显著高于堆肥成本。此外，污泥焚烧处理一次性投资大，运行维护费用最高。

各种处理方式中，污泥填埋没有资源回收，效益为零；考虑到污泥热值水平，回收焚烧热能可能性较低，对净效益影响不大；污泥干化可以起到脱水的效果，但稳定化的效果有限，加之干化过程中容易产生爆炸和肥效缓慢等问题，不宜提倡；在产品销售良好情况下，按电价不同，堆肥处理可以盈利50~100￥/t DS。2.2 各种处理处置技术的优缺点

现有的大部分填埋场设计建造标准低、缺乏污染控制措施，存在稳定性差等问题，导致散发气体和臭味，污染地下水，不能保证填埋垃圾的安全，只是延缓污染但没有最终消除污染。一些国家为了把上述问题降低到最小程度，制定了待处理污泥物理特性的最低标准，使污泥填埋的处理成本大大增加。例如德国要求填埋污泥干基含量不低于35%。为避免污泥中有机物分解造成的地下水污染，1992年德国发布了《城市废弃物控制和处置技术纲要》，要求从2005年起，任何被填埋处理的物质其有机物含量不超过5% [15]，这意味着污泥即便是经过干燥也不满足填埋的要求。污泥填埋面临填埋场地、公众及法规等多重压力，填埋成本将逐步升高，近年来国外污泥填埋处理方式比例越来越小[6]。

是否推广堆肥处理城市污泥，首先应切实评估施用污泥堆肥的潜在环境风险。杜兵等[16]研究表明，同国外相比北京市某典型污水处理厂酚类、酞酸酯类、多环芳烃类均处于污染程度较低的水平。堆肥处理的持续高温可以确保杀灭病菌，保证污泥的农用安全。陈同斌等[17]对中国城市污泥的重金属含量及其变化趋势的研究结果表明，我国城市污泥中平均含量普遍较低，金属含量基本未超过农用标准[18]，且呈现逐渐下降的趋势。近年相关研究也证明：科学合理地进行城市污泥农用不会造成土壤和农产品的重金属污染问题[19]。我国城市污泥的土地利用重金属环境风险并不像人们想象的那样严重。

焚烧减量最为显著，含水80%的污泥焚烧后减容率超过90%。然而，污泥含有多种有机物，焚烧时会产生大量有害物质，如二恶英、二氧化硫、盐酸等，受国内焚烧技术的限制，二恶英污染问题尚未很好解决，重金属烟雾与燃烧灰烬也可能造成二次污染。此外，焚烧浪费了污泥中的营养物质。对比三种处理处置方式，污泥焚烧占地面积最小，但综合成本最高，设备维护要求高，环保风险较大，这些不利之处都限制了污泥焚烧技术的广泛应用。综上所述，堆肥处理实现污泥的资源化利用，科学合理施用下可以保证卫生安全及重金属安全，同时较为经济可行，是污泥处理处置技术的主要发展方向。但是，从市场销售的角度来看，污泥堆肥产品的销售渠道有待改善。各种处理方式优缺点概括于表3。表3 各种处理处置技术优缺点对比

Table 3 Comparison of landfill, composting and incineration for sewage sludge 处理处置方式 收支平衡￥/t 技术难度 场地要求 能否资源化 无害化程度

填埋 507－763 简单 大 不能 延缓污染, 没有最终消除污染风险 堆肥 57－96 较简单 较小 能 重金属低于农用标准时可以达到无害化要求 焚烧 771－1000 技术设备要求高 小 不能 尾气可能带来二次污染

1)运输距离100 km、电价0.60 ￥/(kw•h)时, 以80%含水率填埋成本略低于30%含水率填埋, 但其占地为后者5.25倍, 综合考虑采取30%填埋 2.3 电价影响及政府补贴

电价影响到污泥处理处置成本。电价从0.60￥/(kW•h)降低到0.30 ￥/(kW•h)，各种处理方式的综合成本分别降低40－230 ￥/t DS。如电价取至用电低谷期电价或者更低，成本可以进一步降低。

污泥含水80%及60%下填埋占地分别为30%下填埋的5.25倍、1.75倍。政府通过补贴如降低电价等调控手段，将污水处理投入合理分配到其中的污泥处理单元，可以降低污泥处理单元的焚烧成本、填埋占地，降低堆肥成本。政府补贴可以发挥经济杠杆作用，调控污泥处理行业投入产出状况，有利于污泥处理处置行业的健康发展。总之，污泥处理处置应该有适宜的政府补贴。3 结论

（1）污泥堆肥成本随电价变化约300－350 ￥/t DS，堆肥销售可以补偿部分处理成本，使污泥堆肥达到微利水平。合理施用堆肥可以提供养分和有机质，是污泥处理处置技术的重要方向。

（2）污泥填埋操作简单，但其成本约500－760 ￥/t DS，高于堆肥处理。考虑到土地资源日益稀缺及二次污染问题，且从发达国家的经验来看污泥填埋将逐步受到限制，因此其应用比例应逐渐减少。

（3）污泥焚烧减量效果最明显，但其初始投资及运行费用最高，综合成本约771－1000 ￥/t DS。其设备维护复杂，如果对尾气处理不当会造成二次污染。

第三篇：第十章 污泥处理和处置

第十章 污泥的处理、处置

10.1 污泥的来源、性质、数量 10.2 污泥处理处置的方法

10.2.1 污泥浓缩 10.2.2 污泥的稳定 10.3 污泥的脱水和调理

10.3.1 脱水性能的评价指标 污泥比阻扩展阅读

10.3.2 污泥的脱水设备 10.4 污泥的处置

第十章 污泥的处理、处置

前面我们看到，进水中含有的悬浮物，在前处理或预处理得到去除，如格栅、筛网、物理沉淀、气浮处理中分离会产生污泥。混凝处理要加入混凝剂来去除细小的SS或胶体颗粒也产生大量的污泥。化学沉淀去除可以形成化学沉淀的许多阳离子和阴离子，也会产生污泥。生物法去除BOD、氮、磷等其它污染物，一部分污染物被同化形成生物性污泥。生物性污泥来自二沉池、浓缩池或消化池，或来自许多的生物反应池。这些污泥含水率都很高。这些污泥中某些成分有利用价值需要回收利用。有些污泥的有用成分因为回收的成本太高，而作为固体废物，如果不妥善处理就会对环境造成不利影响。不管怎样都需要妥善处理，防止产生二次污染。

污泥处理原则是“减量化、无害化、稳定化和资源化”，欧洲国家目前污泥的主要处置方式为农用、填埋和焚烧。卫生填埋操作相对简单，投资费用较小，处理费用较低，适应性强。但是其侵占土地严重，如果防渗技术不够，将导致潜在的土壤和地下水污染。污泥卫生填埋始于20世纪60年代，污泥填埋是欧洲特别是希腊、德国、法国在前几年应用最广的处置工艺。由于渗滤液对地下水的潜在污染和城市用地的减少等，对处理技术标准要求越来越高（例如德国从2000年起，要求填埋污泥的有机物含量小于5％），许多国家和地区甚至坚决反对新建填埋场。1992年欧盟大约40％的污泥采用填埋处置，近年来污泥填埋处置所占比例越来越小，例如英国污泥填埋比例由1980年的27％下降到2005年的6%。美国的污泥的主要处置方法是循环利用，而污泥填埋的比例正逐步下降，美国许多地区甚至已经禁止污泥土地填埋。据美国环保局估计，今后几十年内美国6500个填埋场将有5000个被关闭。近年来，随着污泥农用标准（如合成有机物和重金属含量）日益严格的趋势，许多国家，如德国、意大利、丹麦等污泥农用的比例不断降低。

发达国家污泥焚烧的比例非常高。以焚烧为核心的处理方法是最彻底的处理方法，这是因为焚烧法与其它方法相比具有突出的优点：

（1）焚烧可以使剩余污泥的体积减少到最小化，因而最终需要处置的物质很少，焚烧灰可制成有用的产品，是相对比较安全的污泥处置方式。（2）焚烧处理污泥处理速度快，不需要长期储存。（3）污泥可就地焚烧，不需要长距离运输。

（4）可以回收能量，用于污泥自身的干化或发电、供热，相应降低污泥处理成本。（5）能够使有机物全部燃尽，杀死病原体。

污泥焚烧处置虽然一次性投资高，但由于它具有其它工艺不可替代的优点，特别是在污泥的减量化、无害化、节约土地资源和节能等方面，因此成为污泥最终出路的解决方法。

自1962年德国率先建议并开始运行了欧洲第一座污泥焚烧厂以来，焚烧的污泥量大幅度增加。目前德国共有39家污泥焚烧厂，其中10家混烧城市废弃物，20家焚烧城市污水污泥，另9家焚烧工业污泥。70％的焚烧炉为鼓泡流化床。污泥含水率在45％～80％间。在柏林自1985年来运行着欧洲最大的流化床污泥焚烧炉，处理75％水分的污泥15t/h。在国外，特别是西欧和日本采用焚烧法已得到了广泛的应用，在日本，污泥焚烧处理已经占污泥处理总量的60％以上，现在日本规模较大的污水处理厂都采用焚烧法处理污泥。2005年欧盟采用焚烧处理污泥的比例提高到了38%。

污泥焚烧被分为直接焚烧和干化后焚烧两种。（1）直接焚烧

污泥的直接焚烧是将高湿（含水率80%~85%）污泥在辅助燃料作用下，直接在焚烧炉内焚烧。由于污泥含水量大、热值低，需要消耗大量的辅助燃料。由于污泥含水量大，焚烧后的尾气量也比较大，尾气处理需要庞大的设备。（2）干化后焚烧

污泥因含水率高，不能简单作为燃料应用。污泥要作为燃料，必须开发出独特的干化技术和燃烧技术，使低热值的污泥转变成高热值的可用燃料，然后通过焚烧炉对污泥燃料进燃烧。污泥的干化最早是二十世纪四十年代开发的。经过几十年的发展，污泥干化的优点正逐渐显现出来。干化后的污泥与湿污泥相比，可以大幅度减小体积，从而减少了储存空间。以含水率85%的湿污泥为例，干化至含水率40%时，体积可减少至原来的1/4，污泥的形状成为颗粒，有利于焚烧处理。在焚烧工艺前采用污泥干化工艺的目的是实现污泥的减量化、提高污泥热值、节省后续焚烧处理的费用，以及达到更优的焚烧效果。干化后的污泥经高温焚烧后产生的灰体积将缩小90%以上，有毒有机物热分解彻底，焚烧产生能源可回收利用，灰、渣可作为建材材料使用。

早在20世纪40年代，日本和欧美就已经用直接加热鼓式干化器来干化污泥。由于污泥热干化技术要求和处理成本较高，所以这项技术直到20世纪80年代末期在瑞典等国家的成功应用之后，才在发达国家推广起来。在发达国家，污泥干化和燃料化被认为是有望取代现有的污泥处理技术最有发展前途的方法之一。

10.1 污泥的来源、性质、数量

10.1.1 污泥的种类、性质及主要指标 一．污泥的种类

（1）初沉污泥；（2）剩余污泥；（3）消化污泥；（4）化学污泥。二．污泥的性质和指标

污泥处理原则是“减量化、无害化、稳定化和资源化”。减量化指去除污泥中的水分。资源化指在符合成本原则下将有用成分回收利用。无害化、稳定化指将可分解的成分分解成稳定的化学形态物质或将有毒成分转化成低毒化学物质。这些都需要了解污泥的性质和指

标。

污泥的性能指标

（1）含水率与含固率；

含水量的下降会使污泥体积明显，比如含水率从p1降低为p2，污泥体积由 VSS（1）减小为VSS（2）：

VSS（1）ρ(1-:p1)=VSS（2）ρ(1-:p2)=△XSS 比如含水率由98%降为96%，污泥体积下降为原来的1/2：

VSS（1）ρ(1-:98%)=VSS（2）ρ(1-:96%)

VSS（2）/VSS（1）=1/2

（2）挥发性固体和可消化性成分；

（3）污泥中的有毒有害的物质；

（4）污泥的燃烧热值；

（5）污泥的脱水性能。

污泥的脱水性能常用的指数是比抗阻值简称比阻（r)或毛细吸水时间

(CST)三．污泥量

（1）初沉污泥量与进水中SS含量、分离方法和工艺有关；

（2）化学处理法产生的污泥。混凝污泥与进水中细小SS或胶体含量、分离方法和工艺有关；

（3）活性污泥

（4）剩余活性污泥量

X＝yQ(S0Se)KdXVyobsQ(S0Se)（5）剩余污泥体积

上式计算的是VSS，转化为SS：

△XSS = △XVSS/ f

VSSρ(1-p)= △XSS

三 污泥中的水分及其对污泥处理的影响（1）污泥中的水存在形式分类 游离水，70％ 毛细水，20％ 内部水，10％

减容方法（浓缩）去除的水是哪些部分的水？ 污泥的体积与含水率

（2）污泥中的含水率对污泥处理的影响 浓缩 运输 压缩 填埋 焚烧

10.2 污泥处理处置的方法

可供选择的方案大致有：

（1）生污泥→浓缩→消化→自然干化→最终处置；（2）生污泥→浓缩→自然干化堆肥农肥；

（3）生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置；

（4）生污泥→浓缩→机械脱水→干燥焚烧→最终处置；

（5）生污泥→浓缩→消化→机械脱水→干燥焚烧→最终处置。（5）是最完全处理方案。

10.2.1 污泥浓缩

一 概述

污泥中所含水分大致分为4类：（如图示）（1）颗粒间的空隙水、约占总水分的70%。（2）毛细水，即颗粒间毛细管内水，占20%（3）吸附水, 两者约占10%（4）内部水 污泥的含水率很高：初沉污泥介于95—97%，剩余污泥达99%以上，故污泥体积大，需对污泥进行脱水处理。二 方法:

（1）浓缩法：去除的水主要是空隙水。因空隙水占多，故浓缩是污泥减量的主要方法;（2）自然干化法与机械脱水法，去除的水主要是毛细水。

(3)干燥与焚烧法，对象，脱除吸附水与内部水。(一)污泥浓缩

污泥浓缩的对象是剩余污泥、含水率由99%以上降至95%左右。

意义：可减少后续处理和机械脱水调节污泥的混凝剂用量、设备容量大大减少。方法有，重力浓缩法、污泥气浮浓缩法、离心浓缩法等。1 重力浓缩

（1）浓缩过程和浓缩曲线

浓缩过程有成层沉降向压缩沉降的过渡，分界点或说临界点在哪里？这个点简称K点。（2）重力浓缩池水平截面积的计算方法 1）沉降曲线简化计算法

① 通过沉降试验绘制沉降曲线，求K位置；

② 从污泥浓缩的浓度确定Hu，HuCuAH0C0A

H0C0 HuCu

Hu肯定在K点的水平线以下。

图 10.2-1 污泥沉降曲线

③ 污泥界面高度H随时间t的函数微分随时间延长是逐渐降低的，在K点的切线就是污泥界面高度H随时间t的函数在K点的微分，即K点的沉降速度，按这个沉降速度需要多长时间能够达到与Hu水平线相交点tu;④ 从

Q0tu AtH0计算浓缩池的面积At。2)固体通量法

① 固体通量的定义：单位时间通过浓缩池某一断面单位面积的固体质量，单位：kg/m2.h。在连续流浓缩池内固体通量由两部分组成：（1）污泥静沉引起的固体通量Gs；（2）底部排泥引起的污泥向下的流动：

GGG

tsb

Gvc

sii

图 10.2-2 污泥浓缩过程中的固体通量曲线

分析vi和ci对Gs的贡献,开始成层沉降，界面匀速下降，浓度不变，接着进入过渡层，界面下降速度降低，浓度逐渐增加，到压缩层，界面下降速度和浓度增加都减小。如果底部排泥的排泥流量为Qu，则由底部排泥引起的污泥向下的流量是：

QCGb0uiA0tuCit当固体通量为Gt，进泥流量为Q0，进泥浓度为C0，则有下式：

QCGA

Q0C0 AtGt由上式可计算浓缩池的水平面积At。

3）沉降曲线简化计算法和固体通量法的联系

这两种方法设计的结果是不是一致的呢？沉降曲线简化计算法是基于污泥的沉降规律，找出K点，根据K点的沉降速度求出达到浓缩浓度的浓缩时间，从而计算设计的At。而固

体通量法根据污泥浓缩的固体通量和底流排泥引起的固体通量，求出最小固体通量来求出At。显然最小固体通量污泥浓缩的固体通量和底流排泥引起的固体通量有关，当底流排泥速度大于或小于K点的沉降速度（浓缩速度），相应浓缩的污泥浓度就小于或大于沉降曲线简化计算法设计的污泥浓缩浓度。当底流排泥速度等于K点的沉降速度（浓缩速度），这两个设计结果一样。从式（10.2-3）和（10.2-8）可以得出：

Q0tuQ0C0=(10.2-9)H0Gt由这两种计算方法结果的推论：

tu=

AtH0V=(10.2-10)Q0Q0

QC或 Gt=00(10.2-11)At因此底流排泥速度一定要合理，否则沉降曲线简化计算法和固体通量法设计的污泥浓缩效果不一样。

4）重力浓缩池。分类：连续式重力浓缩池和间歇式重力浓缩池

① 连续式重力浓缩池, 多采用辐流式和竖流式重力浓缩池。

② 间歇式重力浓缩池 特点：

a.多采用竖流式

b.在浓缩池深度方向的不同高度设上清液排放管。c、浓缩时间一般采用8—12h。2 污泥气浮浓缩

适用于污泥颗粒比重接近于1的、沉降浓缩效果不好的活性污泥。

原理与气浮法去除水中的SS基本相同：在加压情况下，将空气溶解在澄清水中，在浓缩池中降至常压后，所溶解空气即可变成微小气泡，从液体中释放出来，大量微小气泡附着在污泥颗粒周围，使污泥颗粒比重减小而被强制上浮，达到浓缩目的。常用的气浮浓缩污泥的流程是部分回流水加压溶气气浮。.计算题：某污水处理厂的剩余污泥量为240m3/d，含水率99.3%，泥温20℃。,现用部分回流水加压溶气气浮浓缩污泥，得到含固率4%，压力溶气罐表压3×105pa,计算气浮浓缩池的面积A和回流比R。解题的思维要点： 气固比的概念和公式；

气浮浓缩流程图.swf2 把污泥的百分浓度转化为重量/体积浓度； 3 回流概念； 水力负荷的校核。解：（1）计算面积A 污泥负荷75 kg/m3.d，LsQs1pQsQspAA 33240(m/d)1000(kg/m)199.3%A75kg/m2.d 22.4m2(2)计算回流比R QgQsCsfp0QRCs1QRCs(fp01)RQC0C0气固比0.02，f=0.9,20℃空气溶解度21.8mg/L。从含水率99.3%得到固体浓度7000g/m3。

0.0221.8R(0.931)7000R380%

水力负荷校核。

10.2.2 污泥的稳定

概述：污泥稳定的目的：消除污泥中臭气、消化有机物和杀灭污泥中的病原微生物。一 污泥稳定的方法：

（1）厌氧消化、（2）好氧消化（3）药剂氧化、（4）药剂稳定

本节重点介绍厌氧消化法：

一、厌氧消化

所谓厌氧消化：是指污泥在无氧的条件下，由兼性菌和专性厌氧菌将污泥中可生物降解的有机物分解成CO2和CH4，使污泥得到稳定.故厌氧消化又称污泥生物稳定。采用的构筑物称消化池。

（一）厌氧消化机理

见前。

① 第三阶段主要通过两组生理上不同的甲烷作用。

一组：H2CO2CH4H2O

另一组：对乙酸脱酸产生甲烷：CH3OOHCH4CO2

② 污泥中的水溶性BOD已经不高，主要是固体形态的有机物。污泥固体细胞分解和胞内生物大分子水解为小分子, 是厌氧消化的限速步骤, 这一点与废水厌氧处理的限速步骤不同。提高厌氧消化效率的主要途径之一是促进污泥细胞的破裂, 增强其生物可降解性。尽

管如此消化条件还是要以产甲烷菌的生存繁殖条件为准。

（二）、厌氧消化的影响因素

1、温度影响根据甲烷菌对温度影响适应性，中温甲烷菌，中温消化，适应温度区：30—36℃。高温甲烷菌，高温消化，适应温度区：50—53℃。

一般多采用中温消化，由于生污泥温度较低，故消化时需加热。加热方法：蒸气加热，盘管加热。

2、污泥投配率：定义：每日投加新鲜的污泥体积占消化池有效容积的百分数。由此可知：n是消化时间的倒数，如n=5% 消化时间T=1/n=1/5%=20d, n是消化池的重要参数。中温消化适宜n=5%--8%，相应T为20d—12.5d。

3、搅拌和混合 目的：

（1）生、熟污泥充分混合。（2）避免污泥结块，加速消化气释放。

方法有：

（1）泵加水搅拌法;（2）消化气循环搅拌法;（3）混合搅拌法。

4、营养与C/N比营养由污泥提供，污泥中C/N应为（10—20）：1为宜。

5、有毒物质

有抑制作用主要有重金属离子、S2-等。

（1）重金属离子抑制作用。来源于工业废水：

1）与酶结合产生变性物质，酶变性，如：R-SH + Me+=R-S-Me + H+

2)使酶沉淀。

（2）S2-的抑制作用：它与重金属形成沉淀，减弱重金属离子的危害。若S2-溶液过高，产

生H2S有抑制作用。

6、酸碱度、pH值和消化液的缓冲作用。由厌氧消化过程可知：第一阶段、二阶段产物为酸，pH值下降。第三阶段有机酸分解，pH值上升。若第一、二阶段反应速度超过第三阶段，有机酸积累，pH值下降，影响甲烷菌生活环境。消化液的缓冲作用：原因：有机物分解产生CO2和NH3（以NH4HCO3形式）。

（三）消化池的构造

池形有两种：园柱形与蛋形

构造组成：集气罩、池盖、池体、下锥体。尺寸要求：池径一般为6—35m，池总的高度为池径的0.8-1.0；集气罩高1-3m, 直径2-5m池底、池盖倾角为15—200。

附属设备：

1、污泥投配、排泥及溢流系统投配管设在泥位上层。排泥管设在池底部。

2、沼气排出，收集与储气设备。

3、搅拌设备

2-5h将全池污泥搅拌一次。

沼气搅拌：由贮气柜通过压缩机加压通过配气环管通到每根立管，立管末端在同一

标高上，距池底1-2m。

4、加温设备：池内蒸汽直接加热。池外盘管间接加热。总耗热量：

Qmax=Q1max+Q2max+Q3max(kJ/h)

Q1max---提高生污泥温度所需要最大耗热量。Q2max------池体耗热量（kJ/h）Q3max-----热

交换的耗热量（kJ/h）。为了保持消化温度，需注意热量衡算。(四)工艺：

1）低负荷率消化池不加热、不搅拌； 2）高速消化池； 3）厌氧接触消化池。(五)消化池的计算

1)容积计算: 从平均停留时间、污泥负荷或污泥投配率计算。2)产气量计算和热量平衡计算。1 二 污泥好氧消化

污泥中的BOD主要是细胞形式，假设污泥好氧消化速度是d(ss)/dt, 消化池的有效容积是V，则有下式：

Qss0QsseVd(ss)(10.2-1)dt

Vd(ss)Vss0sse(10.2-2)dtc

ss0sseQss0QsseVc(10.2-3)

cV(10.2-4)Q

在好氧硝化池污泥的停留时间就是污泥龄。

10.3 污泥的脱水和调理

概述

稳定后的污泥中的固体主要是腐殖质。网状network, 亲水强，难脱水。

10.3.1 脱水性能的评价指标

（1）比阻抗值r

Darcy方程

dVpA2(10.3-1)dt(rcVRA)

trcRV(10.3-2)

V2ppA

当忽略过滤介质的阻力，则：

trcV(10.3-3)

V2p

比阻抗值r与压力的关系：

rr'ps(10.3-4)对上式取对数，得：

log(r)slog(p)log(r)(10.3-5)

测定不同压力下的比阻，通过上式就可求出s。（2）毛细吸水时间（CST)

测定污泥比阻相当麻烦、费时，因此人们开始注意到另一个污泥脱水指标即毛细吸水时间，虽然该指标测定简便，目前还没有解决技术和质量标准上的问题。

'污泥比阻扩展阅读

污泥比阻是目前被人广泛采用的衡量污泥脱水性能的指标，它是一个经验性指标，其常用单位是m/kg和s2/g，一个物理量的单位是理解其含义的角度之一，但是从污泥比阻的常用单位看不出其含义所在。实际上通常所用的污泥比阻r并不是原始污泥比阻的定义，后者也是一个经验性物理量。

1污泥比阻的原始含义和含义演变

从毛细管流概念可推导出脱水速率达式[1]：

1dV（单位时间单位脱水面积上脱水体积）的表Adt1dVPnd4Pnd式（1）Adt12812810

式中A污泥脱水的过水面积；V脱水体积；P脱水压力；α—毛细管弯曲程度的校正系数；n—单位脱水面积上的毛细管数；d—毛细管径；δ污泥滤饼厚度；μ介质粘度系数。α、n、nd4d这三个参数是污泥内在性质，无法直接测定，把它们整合成一个参数，令：，128改写式（1），1dVP

式（2）Adtβ是与污泥内在性质相关的一部分脱水速率常数，单位是个·(长度单位)2，实际表达时把单位“个”省略了。用1/β来表示脱水阻力，β数值越大表示污泥内在性质引起的脱水阻力越小，1/β就是污泥比阻的原始定义：

R1128

式（3）4ndR的单位是1/(长度单位)2，从式（2）看R的物理含义可解释为污泥内在性质对脱水速率的阻力。这几个污泥内在性质受许多其它因素的影响，因此它与许多因素有关，如污泥成分、颗粒分布、污泥的可压缩性、压力、pH、调理处理、表面性质、温度、脱水时间等。特别需要指出的是与脱水的进程的关系，测定的污泥比阻是合理脱水时间范围的平均值。

从式（3）可改写

式（2）得下式：

dVPA

式（4）dtRR、δ和μ分别是污泥内在性质、污泥尺度参数和介质对脱水阻力的贡献。引入过滤介质对污泥脱水的阻力Rf，其单位应该与污泥参数组合Rδ的单位1/m一样，则式（4）改写为[]：

dVPA

式（5）dt(RRf)假设过滤单位体积滤液在过滤介质上留下的滤饼体积是v，因此δA=vV，从而将上式改写为[]：

dVPA式（5）dt(RvVRfA)v不能准确测定，那么当把过滤单位体积滤液在过滤介质上留下的滤饼重量ω替代v时，R被改写为r，把RvV转换为ωrV，这就是人们广泛采用的污泥比阻，以下是转换后的关系：

dVPA2

式（6）dt(rVRfA)RvV的量纲为m。RvV转换为ωrV后，为了维持其原来的量纲不变，r的单位应该为m/kg，1kg重力等于9.8N, 将这个单位变换为m/(103 g×9.81m×s-2)，就转换为单位s2/g。直接从这两个单位看不出它含有污泥比阻的含义，它们是经过多步演变后的衍生单位。对式（6）积分就得到被人们广泛采用的线性关系：

RftrV2V2PAP11

式（7）那么同样可对式（5）积分，得到以下关系式：

RftRv

式（8）VV2PA2P式（5）和 式（6）的积分的假设条件是v、R、ω、r与脱水时间或脱水的体积无关，这个假设对可压缩污泥是不能完全成立的。在颗粒间的水基本脱尽的情况下，自然进入到毛细管水脱水阶段，而对可压缩污泥在不同压力下，污泥样品的内在性质参数n和d自然发生不同的变化，到托毛细管水阶段，污泥样品的毛细管参数n和d并不是瞬间达到稳定状态，因此这个阶段不属于线性范围。在脱颗粒间水阶段，毛细管参数发生了多大程度的变化，它们的变化又在多大程度上影响脱水，在误差许可的情况下把它看做是在脱水期间的平均值。式（7）和式（8）的斜率应该相等，即：

Rv＝ωr 因此R与r存在以下关系：

Rvr

式（9）

但是在技术上直接用比阻r表示污泥脱水的性能，而不用R。

比阻不能准确地反映污泥的离心脱水性能，因为离心脱水过程与比阻测定过程相差甚远。比阻测定过程与真空过滤脱水过程基本相近，也能比较准确地反映出污泥的压滤脱水性能；

三

污泥调理（1）加药调理法

有机调理剂。

无机调理剂。

实验方法（不同于废水絮凝法）

影响因素：调理剂、污泥性质、pH、温度、搅拌条件、介质粘度系数。

加药调理改善脱水性能的解释：

从界面、毛细管的变化。水的物理形态发生变化，更多的毛细水成为间隙水。对过滤介质孔隙堵塞也有所减小。（2）物理调理法

加热、冷冻和加惰性助剂、淘洗法

10.3.2 污泥的脱水设备

主要毛细水和部分间隙水。含水率从96％降为60－80％。1 带式压滤机 设备：带式压滤机

原理：在过滤介质一面加压为推动力而脱水，适用于各种污泥。

滚压带式脱水机.avi

带式压滤机运行链接http://v.ku6.com/show/XUpQTiDr55-rW1YrvzpByQ...html 2 板框压滤机

原理：在过滤介质一面加压作为推动力而脱水，适用于各种污泥。

板框式压滤机构造运行步骤和发展.flv板框式压滤机.swf 离心脱水

设备：转筒式离心机

大坦沙曝气池和厌土地净化污水处理氧池加盖.avi厂臭气.avi

10.4 污泥的处置

污泥的处置有填埋、焚烧、农用等。

第四篇：城市污水处理厂污泥处理处置的政策分析

ｓｕｎｓｈｉｎｅ

城市污水处理厂污泥处理处置的政策分析

岑超平，张德见，韩

琪

国家环境保护总局华南环境科学研究所，广东 广州 510655

摘要：简要介绍了城市污水处理厂污泥处理处置技术，提出污泥产业发展政策的建议，指出土地利用是符合我国国情的污泥处置的方向之一。污泥处理技术主要有减量化、浓缩、脱水、消化、堆肥等；污泥处置技术主要有焚烧、填埋、土地利用、建材利用等。污泥处理处置应按照减量化、稳定化、无害化原则，鼓励污泥资源化综合利用。合理确定污水处理厂污泥处理处置设施的布局和设计规模；鼓励对污泥处理处置给与税、费优惠政策，明确将污泥处理处置的运营费用列入污水排污收费范围，建立科学的价格补偿机制；政府在污泥产业发展中起着较为重要的作用，主要体现为服务与监督，包括承诺、保障和协调三个方面。

关键词：城市污水处理厂；污泥；处理处置；政策

中图分类号：X703

文献标识码：A

文章编号：1672-2175（2005）05-0803-04目前全国每年产生的污泥量大约为300万t[1]，污泥的储存、处理处置及资源化过程中均可能危害环境，污泥的处理处置已成为一个世界性的社会和环境问题。本文旨在通过对当前污泥处理处置技术及其发展趋势的分析，探讨我国城市污水处理厂污泥处理处置的有关政策。污泥处理处置现状及问题分析

1.1 城市污水污泥处理技术 1.1.1 污泥减量化

污泥减量技术指在污水处理过程中，保证污水处理效果的前提下，采用适当的措施使污泥量降低的各种技术，包括物理法、化学法、生化法。其中生化法减量技术应得到大力推广[2]。1.1.2 污泥浓缩

污泥浓缩包括重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩、带式浓缩机浓缩、转鼓机械浓缩等技术。污水处理厂含有除磷脱氮等深度处理工艺段生产的富磷污泥宜采用机械浓缩或采用重力浓缩后进行上清液除磷处理以免影响总体脱磷效果。1.1.3 污泥脱水

污泥经脱水后，其体积减至浓缩前的1/10，脱水前的1/5，大大降低了后续污泥处置的难度。目前国内新建的处理厂，绝大部分采用带式压滤脱水机，具有出泥含水率低且稳定、能耗少、管理不复杂等特点。

1.1.4 污泥消化

污泥消化分为厌氧消化和好氧消化。厌氧消化是目前国际上最为常用的污泥生物处理方法，同时也是大型污水处理厂最为经济的污泥处理方法。好氧消化适合于中小型污水处理厂，近年来，高温好氧消化开始作为污泥中温厌氧消化的预处理。

ｓｕｎｓｈｉｎｅ

1.1.5 污泥堆肥

堆肥化，实质上是利用污泥中的好氧微生物进行好氧发酵的过程，使有机物转化为类腐殖质[3]。堆肥的环境条件是适当的含水率、氧气、温度和碳氮比。污泥好氧高温堆肥的通气供氧方法常采用强制通风加定期翻堆来完成[4]。1.2 城市污水污泥处置状况 1.2.1 焚烧

焚烧法是最彻底的处理方法。近年来，焚烧法采用了合适的预处理工艺和先进的焚烧方法，满足了越来越严格的环境要求。污泥焚烧过程中的核心设备是焚烧炉。日本、美国、欧盟各国都非常重视流化床焚烧炉技术的发展[5]。为防治焚烧产生二噁英等有害气体，要求焚烧温度高于850 ℃。焚烧后产生的焚烧灰可以改良土壤、筑路，制砖瓦、陶瓷、混凝土填料等。1.2.2 填埋

污泥填埋分为单独填埋和混合填埋，脱水污泥与城市垃圾混合填埋比较多，而在美国多数采用单独填埋[6]。污泥能填埋主要考虑两个因素：污泥本身的土力学性质，填埋对环境产生的影响。由于垃圾和污泥分属环卫和市政两个不同的行政部门管理，在管理体制上需进一步理顺。技术方面，脱水后污泥含水率一般在57％以上，不能满足填埋场的要求，需要进行预处理后才能进入填埋场填埋[7]。1.2.3 土地利用

基于经济和环境的压力以及资源化考虑，污泥土地利用在发达国家已成为一条重要的处理途径[8]。同样在我国土地利用是适合国情及经济发展状况的一种积极的、生产性的处置方法，包括农用、森林、园艺、生活垃圾填埋覆盖土及废弃矿场土地

ｓｕｎｓｈｉｎｅ

改良等。

污泥的土地利用存在一定的风险，重金属是限制污泥土地利用的主要因素之一[9–11]。通过一定的措施可以做到安全控制，如源头控制，生物法处理[12]，选择性地施用等。污泥土地利用应建立严密的使用、管理、监测和监控体系，关注区域内的土壤、地下水、地表水、作物等相关因子的状态和变化，以确保安全有效。1.2.4 建材利用

有些工业废水和生活污水混排处理后的污泥含有机废物、重金属和一些有害微生物，可用于制造砖块、生态水泥、陶粒、填料等。污泥建材利用应考虑重金属津出率及放射性污染物、有机污染物的影响。

1.3 城市污水污泥处理处置中存在的问题

我国存在着重废水处理，轻污泥处理处置的倾向，污泥的处理处置起步较晚，且存在一些问题，主要表现在以下几个方面：污泥处理技术设备落后；污泥处理管理、设计水平低；污泥处理处置投资低；污泥处理处置状况较为混乱；除几个大型城市外，国内各城市的总体规划中缺少污泥处理处置内容，更无专项规划。产业发展政策

牢固树立和落实科学发展观，解放思想，改变观念，切实推进我国污泥处理处置设施建设、运营的市场化进程。改革现有的管理体制和价格机制，根据国家开放市政基础公用设施建设与运营的有关政策，鼓励外资与民企参与经营污泥处理处置过程，实现污泥处理处置设施建设的投资多元化、运营企业化、管理市场化的开放式、竞争性的建设运营格局。

2.1 技术政策

污泥处理处置应促进社会、经济和环境的可持续发展，按照地区差别实行分类指导，根据本地区的经济发展水平和自然环境条件及地理位置等因素，合理选择处理处置方式。禁止污泥随意倾倒和无控制堆放。

污泥处理处置应按照减量化、稳定化、无害化原则，鼓励污泥资源化综合利用，尽可能利用过程中的能量和物质。

污泥处理处置设施建设，应依据城市总体规划、环境保护规划、固体废弃物处理处置规划及城市污水处理厂规划的要求，按照在污水处理的同时，必须对污泥进行最终处置的原则，做到规划先行，合理确定污水处理厂污泥处理处置设施的布局和设计规模。

ｓｕｎｓｈｉｎｅ

污泥处理到最终处置是一系列工艺技术的组合系统，必须总体规划考虑，不能分离整个处理处置过程而强调某一局部单元工艺技术的效果。其组合系统应根据环境纳容量、污泥特性、处理处置规模及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优化组合确定。

污泥处理和处置技术选择的主要技术经济指标包括：处理单位干污泥量投资、处理单位干污泥量运行成本、占地面积、系统技术运行的可靠性、管理维护难易程度、总体环境效益和环境的危害性、资源化利用价值及其它因素。

开展我国污泥产量、污泥质量、污泥处理处置及再利用现状的调研与评价工作；加快城市污水处理厂污泥处理、处置技术政策的编制工作；抓紧建立污泥处理处置技术的评价体系和方法。鼓励科技工作者研究开发和引进高效实用的污泥减量化、稳定化、无害化、资源化处理技术与设备。2.2 产业政策

污泥处理处置产业政策及相关制度，要充分体现全面、协调、可持续的科学发展观，促进循环经济的发展，维护生态平衡。立足于我国实际情况，借鉴国内外先进经验，瞄准国际发展动态，明确污泥处理处置产业发展的基本思路，制定产业发展规划和实施方案。把污泥处理处置产业的发展列入优先发展领域，将其作为一个重要的新兴行业加以扶持，不断增加投入。坚持以市场为导向、以科技为先导、以效益为中心、以企业为主体的原则，强化政策法规引导，逐步建立与市场经济体制相适应的污泥处理处置产业宏观调控体系。从宏观上，要建立合理的规章制度和科学的政策导向，坚持政府服务、监督与市场化运作并举的方针，积极推动污泥处理处置产业的健康发展；微观上，制定科学合理的污泥处理处置价格，限制高耗能、高污染的处置方式。

鼓励污泥处理处置的投资、融资向多元化方向发展。首先，结合财政体制改革，争取各级政府每年安排环保专项资金时优先考虑污水厂污泥处理处置的费用，并建立相应的监督检查和考核制度，确保落实。同时，污泥处理处置的融资应强调商业化与国际化，引进BOT投资方式，广泛吸纳社会资金，鼓励企业尤其是国内银行、上市公司和其他民间资本投资污泥产业，以改善相应的投资结构和引进先进的污泥处理处置技术，提高污泥处处理置效率。

鼓励对污泥处理处置给与税、费优惠政策。建立有利于污泥处理处置产业发展的减免税、国债、ｓｕｎｓｈｉｎｅ

贷款贴息、设备折旧等税收、财政措施，推动污泥处理处置的发展。对于污泥处理处置过程新产品、新技术的研制及对外来技术消化吸收后生产的产品，在新产品、新技术投产后除享受法律、法规规定的减免税待遇外，还应该给予税前还贷的优惠条件。同时随着污水领域政企分离逐步到位、污水收费逐渐实施及技术路线逐步明确，应在政策上明确污泥处理处置的直接承担主体是污水处理企业，污水处理企业负有对本企业所产生污泥合理处理并最终达标处置的责任。

明确将污泥处理处置的运营费用列入污水排污收费范围，单独核算，切实保障处理经费的及时支付。由于我国目前大多数城市的污水处理收费标准偏低，收取率不高，需要根据项目的实际情况逐步实现污泥的经济价值，以此为基础建立科学的价格补偿机制。合理的污泥处理价格有助于：①确保污泥达标处理后对环境的零排放；②建立运营投资价格补偿机制；③鼓励技术进步与产业升级，不断降低污泥处理运行成本；④降低污泥肥料产品的市场销售价格，提高污泥肥料产品的市场竞争力，确保污泥得到及时有效的处置。

管理方面，政府在污泥产业发展中起着较为重要的作用，主要体现为服务与监督，包括承诺、保障和协调三个方面。政府承诺涉及与特许项目有关的土地使用、相关基础设施的提供、防止不必要的重复性竞争项目建设及必要的补贴，但不承诺商业风险分担、固定投资回报率及法律、法规禁止的其他事项。政府为项目的建设与稳定运营提供资金、建设用地、电价、税费等方面的保障，协调污水净化厂、运输及相关主管部门的关系，提供一个良好的环境。结语

目前国内污泥处理利用技术还比较落后，人们对污泥处理处置必要性认识还不够，许多问题亟待解决。根据我国国情，将经过堆肥稳定化后的污泥进行土地利用，应该是国内污泥处置利用较有发展前景的一种途径，同时积极发展其它污泥资源化利用方法。为了解决国内污泥处理处置中存在的问题，充分利用污泥资源，必须大力发展污泥处理处置和利用的各种技术，建立与完善污泥处理处置相关的技术、产业政策，制定污泥处理处置过程中相应的标准和法律法规。鼓励污泥处理处置的科学技术进步，积极开发应用新工艺、新材料和新设备。参考文献：

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Policy analysis for sludge treatment and disposal in municipal wastewater treatment plant

CEN Chao-ping, ZHANG De-jian, HAN Qi South China Institute of Environmental Sciences SEPA, Guangzhou 510655, China

Abstract: The techniques for sludge treatment and disposal in municipal wastewater treatment plant are introduced, the advice for sludge industrial development policy is indicated.It is pointed out that land application is one of the appropriate approaches for sludge disposal in China.Sludge treatment technologies include minimization, thickening, dewatering, digestion and compost.Whereas, Sludge disposal technologies include incineration, land filling, land application and building materials.The principle of sludge treatment and disposal is to be minimum, steady and innocuous and resourceful use is advocated.The arrangement and design scale of establishments for sludge treatment and disposal should be suitably confirmed.The preferential policy of revenue and fee should be established for sludge treatment and disposal.The operational expenses of sludge treatment and disposal should be definitely comprised in the charge of sewage water discharge.And the scientific compensatory mechanism of price should also be established.Government plays an important role in the development of sludge treatment and disposal industry, which includes service and supervise, that is promise, guarantee and correspond.Key word: municipal wastewater treatment plant;sludge;treatment and disposal;policy

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ｓｕｎｓｈｉｎｅ

第五篇：城市污水处理厂污泥的处理处置

城市污水处理厂污泥的处理处置

方法探究

城市污水处理厂污泥的处理处置方法探究

引言

水环境污染问题是我国的大环境问题之一，为了减少污染物的排放，对城市生活污水、工业废水等必须经过处理达标后才能排放进入水体，而城市污水处理厂在运行的过程中会产生大量的污泥。近年来，为了改善污水处理现状，在全国范围内有许多大规模的污水处理厂投入使用，许多新的污水处理项目也在规划和建设中，这使得城市的污水处理能力有了进一步的提高，随之污泥的产生量也在不断的增大。污泥中含有大量的有机物、丰富的氮、磷、钾等营养物质、重金属、多氯联苯以及致病菌和病原菌等。这些污泥未及时处理或者随意堆放、抛弃都会对周围的环境造成严重的二次污染。因此，要根据“无害化、资源化、稳定化、减量化”的原则，对污泥处理处置的过程实行全面管理，综合考虑环境、经济和社会因素的影响，采用切实的污泥处理处置技术，对污泥进行综合利用，回收和利用污泥中的氮磷等营养物质，以达到循环经济的目的。

1、国内外污泥处理处置的基本情况

城市污水处理过程必然产生污泥，而随着城市污水处理率的不断提高，污泥的产生量也在不断的增大。据了解，目前我们国家每年的污泥产生总量约为900万吨，在城市污泥处理处置的方法中，污泥的农用约占44.8%，污泥的卫生填埋约占31%，其他处置约占10.5%，没有处置的约占13.7%。但这些污泥处理或者处置的数据都是在特定的条件下进行估算得出来的，严格来说会有较大的变动。资料统计显示，我国的污泥处理处置投资在污水处理厂总投资中所占的比例为20%-50%，可以看出，污泥的处理处置处于严重的滞后状态。

对于解决城市水污染问题来说，污水处理和污泥处理处置是两个紧密关联又同等重要的系统。在国外经济发达的国家，污泥的处理处置是极为重要的环节，其投资在污水处理厂总投资中所占比例为50%-70%，远远高出国内投资力度。在国外，污泥的处理处置方法也包括污泥卫生填埋、焚烧、土地利用和填海等。但由于填海造成了严重的环境污染问题，各国也基本都遵从国际海洋法废止了。相比较而言，污泥焚烧所需要的技术难度较大，其投资成本也较高，并且还有尾气等有害气体产生 ；污泥卫生填埋存在地下水污染的风险，土地利用存在重金属和病原菌污染的风险，也不容小觑，但二者从技术难度和投资成本来说还是有一定优势的。因此，不同的国家和地区要根据本国的具体情况采用合适的污泥处理处置方法，使污水处理能够画上一个完满的句号。

2、污泥处理处置方法的优缺点分析 2.1污泥的土地利用

污泥中含有有机物和丰富的氮、磷、钾、钙等营养物质，可以应用于农田、果园、草地、市政绿化、林地等，而且污泥直接利用投资少、运行费用低、能耗低等优点，是一种很有发展潜力的处置方式。科学合理的土地利用，可以使污泥作为一种资源从而减少其带来的负面效应，而市政绿化、林地的污泥使用不会引起食物链的污染成为污泥土地利用的一种有效方式。尽管污泥的土地利用有循环经济、能耗低、养分回收利用等优点，但是污泥中重金属（如：铜、锌、铬等）、病原菌等有害物质的存在，使其在土地使用时还有一定的危险性。因此农用污泥重金属浓度标准及单位面积徒弟污泥的应用量各国政府都做了严格的限制。

2.2污泥卫生填埋 污泥的卫生填埋始于20世纪60年代,从保护环境角度出发在传统填埋的基础上, 经过一系列科学选址和场地防护处理, 是一种具有严格管理制度的科学的工程操作方法。到目前为止, 已经发展成为一项比较成熟的污泥处置技术, 其优点是简单、易行、成本低，污泥不需要高度脱水，适应性强等。但由于污泥填埋对污泥的土力学性质要求较高,需要的场地面积较大和运输费用较高,同时对地基还需要作防渗透处理以免产生的渗滤液进入地下水层污染地下水环境等, 同时还要采取适当的措施防止产生的气体发生爆炸或者燃烧。随着人口的增加，经济的快速发展，使得土地资源越来越紧张，污泥填埋处置所占比例越来越小。美国环保局估计, 今后几十年内, 美国 6500个填埋场将有 5000个被关闭。与1984年相比, 欧盟国家污泥填埋量增加了4%, 但同期污泥总量却增加了16%。这说明，污泥填埋在发达国家正在减少。

2.3污泥堆肥

堆肥化技术是从60年代迅速发展起来的一项新兴生物处理技术。7O年代以后由于污泥产生的环境问题和填埋技术的缺点日益突出，污泥堆肥技术引起了世界各国的广泛重视，并成为环保领域的一个研究热点，这时人们开始考虑利用堆肥化技术取代部分传统的物理化学方法。污泥中含有大量的有机物，经过一定的处理可以成为适合农作物耕种的有机肥料，因此污泥的堆肥利用将成为污泥处理的重点发展技术。堆肥化是利用微生物在一定条件下对有机物进行氧化分解的过程，因此根据微生物生长的环境可以将堆肥分为好氧堆肥和厌氧堆肥两种。但通常所说的堆肥化一般是指好氧堆肥，这是因为厌氧微生物对有机物的分解速率缓慢，处理效率低，容易产生恶臭，其工艺条件也难以控制。

污泥的消化降解，建设污泥厌氧发酵池，由于建设费用高，运行不安全且费用高，再则厌氧后的污泥还需进一步处理，以达到进一步减量化和稳定化的目的。因此，大、中型城镇污水处理厂应优先选用选用好氧堆肥处理工艺。通过污泥的好氧发酵，建阳光大棚发酵池、静态发酵池或使用立式发酵器、卧式发酵器，可以把含水率60％左右含量的污泥降到20％-30％，很好的达到减量的目的，且通过高温发酵，分解内部的高分子有机物、纤维素、木质素，增加有机质含量，对污泥中的细菌、病毒、蛔虫卵进行了高效灭活，起到了污泥稳定化、无害化的处置目的。例如郑州市污水净化有限公司建设的八岗污泥处置厂，对城市污水厂污泥的处置进行了积极大胆的探索，使污水处理后产生的污泥在处置后最终达到“减量化、无害化、稳定化”的要求。其处理工艺采用高温固态好氧槽式（翻抛加好氧堆肥）工艺。秸秆与污泥混合，增加了孔隙率，保证曝气时有充足的氧气进行好氧堆肥。出槽的腐熟料大肠杆菌被消除，重金属合格，近期用作生产回填料、厂内绿化、实用实验等自身循环使用，部分试用于市政绿化和当地群众花卉栽植、植树造林等，以后按可研批复的途径加以广泛利用。只要污泥中的重金属不超标，利用好氧发酵堆肥法处置污泥，无论从污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化哪方面考虑。无异议是一种优良的污泥处置方式。

2.4污泥焚烧

污泥焚烧法目前采用了流化床焚烧炉，当污泥的含水率达到38％以下时就可不需要辅助燃料直接燃烧。通过焚烧，使污泥达到最大程度的减容，彻底杀灭病菌、病原体，有毒有害物质被氧化分解。虽然焚烧灰可用作建材，使一部分重金属被掺混在材料中，但是，污泥中的一部分重金属已经先随着燃烧产生的烟尘而扩散到空气中，况且，焚烧过程中会产生二噁英等空气污染物。

污泥焚烧最佳可行技术主要技术关键内容为“干化+焚烧”技术，同时包含污泥预处理过程、烟气处理、烟气余热利用、废水收集处理以及灰渣、飞灰收集处理环境管理实践等相关内容。污泥焚烧关键技术包含：干燥器、干污泥贮存仓、焚烧炉、烟气处理系统、烟气再循环系统、废水收集处理系统、灰渣、飞灰收集处理系统等。

2.5污泥的其他处理处置方法

国外对污泥的碱性稳定化、低温热解技术、制动物饲料、包埋处理、焚烧灰制砖等处置方法均有一定的研究。碱性稳定化是在污泥中加入石灰或水泥窑灰等碱性物质，使污泥pH＞12并保持一段时间，利用强碱性和石灰放出的大量热能杀灭病原体、降低恶臭和钝化重金属，处理后的污泥可直接施用于农田。

3、污泥减量化分析

根据污泥所在处理单元不同，采用的不同的方法达到污泥减量化的目的。在污水处理单元操作过程中产生的污泥通过减容、减量、稳定以及无害化的过程称为污泥处理。污泥处理工艺单元主要包括污泥浓缩、脱水、消化(厌氧消化和好氧消化)、堆肥、干化等工艺过程。

3.1城市污泥处理的减量化方法

调整污水处理工艺实现污泥减量化在污水处理过程中，可以通过调整污水处理工艺，增设污泥浓缩池或适当增加污泥浓度和延长污泥龄，使污泥自身氧化分解的能力增强，减少微生物的数量，达到污泥减量化的目的。

3.2利用膜处理装置技术实现污泥减量化

污水处理中的活性污泥微生物一般由细菌(菌胶团)、真菌、原生动物和后生动物等组成，其中以细菌为主，且种类繁多。微型动物中以固着类纤毛虫为主，如钟虫、盖纤虫、累枝虫等原生动物，以细菌为食料；后生动物如纤毛虫、线虫、轮虫等，以细菌、原生动物为食料。采用填料装置化设施．在氧化沟、二沉池中设置利于原生动物和后生动物寄生的生物膜，利用生物接触氧化法技术，减少污泥的产量。通过膜装置化技术在氧化沟、二沉池中的应用，使活性污泥中的微生物通过系统内部的生物链的物质循环，消化部分污泥，达到污泥减量化的目的。

3.3利用臭氧或超声波技术实现污泥减量化

利用紫外线高级氧化功能而发展起来的光化学氧化和光催化氧化都是近年来新兴的水处理技术。光化学氧化法是在光的作用下进行化学反应，采用臭氧或过氧化氢作为氧化剂。在紫外线的照射下使污染物氧化分解，从而达到水中污染物质的高效降解。臭氧是一种强氧化剂。能破坏存在于空气中或水中的微生物的细胞壁。使微生物立刻死亡。通过在回流污泥中．利用臭氧发生器加入一定量的臭氧或紫外线照射，可使部分污泥分解再利用。达到污泥减量化的目的。超声波使得污泥中的部分细胞体受热膨胀而破裂。释放出蛋白质和胶质、矿物质以及细胞膜碎片，使部分污泥分解再利用，从而达到污泥减量化的目的。

3.4采用污泥干化处理、污泥消化、污泥发酵技术实现污泥减量化 脱水后剩余污泥污泥的干化处理，一是通过晾晒蒸发水分．是最简单的减量方法，但所需场地大，且受天气的影响太大，不适合大规模的处理污泥：二是在污泥产生量比较大，且难以有效利用其它热源的情况下，采用干化焚烧方式可称为可行技术。污水污泥干化，最好是利用回收的焚烧热量，在装置正常运行工况条件下，通常不需要添加辅助燃料(如：在此情况下，除开机、停机和偶尔使用辅助燃料维持燃烧温度)。

4、污泥中重金属的去除方法 4.1化学法 常用去除污泥中重金属的化学方法主要有利用酸化法提取重金属和加入改良剂使重金属稳定化两种。酸化法去除重金属是通过向污泥中投硫酸、盐酸、硝酸等酸性化学物质，降低污泥的pH值，是污泥中大部分重金属转化为离子型态溶出；或者用EDTA、柠檬酸等络合剂等通过氧化作用、离子交换作用、酸化作用、螯合剂和表面活性剂的络合作用，将其中的重金属分离出来，达到减少污泥重金属总量的目的。这种方法效果很好，而且所需要的时间较短，但处理中需消耗大量的酸，处理后需要大量的水和石灰来冲洗或中和污泥，同时仪器易被强酸腐蚀，使该工艺花费较大，而且操运烦琐，使得化学法不能大规模应用于实际之中。

4.2电化学法

在污泥中插入电极对，在电极对上施加微弱直流电形成直流电场，污泥内部的矿物质颗粒、重金属离子及其化合物、有机物等物质在直流电场的作用下，发生一系列复杂的电化学反应，通过电激发、电化学溶解、电迁移、自由扩散等方式发生迁移，并富集到电极两端，使重金属以沉淀或金属形式析出，加以回收。此方法首先将不同形态的金属污染物转变成可溶态进入液相系统，然后在电场作用下通过离子迁移和电渗定向迁移出土壤。该方法对可交换态或溶解态的重金属去除效果较好，但是对于不溶态的重金属首先需改变其存在状态使其溶解再将其去除。因此重金属的存在状态对效果影响较大。

该方法对金属的去除效果较好，所需的耗能也较低，去除过程中不需要添加任何对环境不利的物质，但此方法也有很大的局限性，对于渗透性高传导性差的污泥不太适用。该技术还处于起步阶段，还需进行大量的研究试验。

4.3重金属固定技术

就是通过加入药剂将重金属加以固定，降低其生物有效性或活性，以使污泥土地使用后重金属难以被植物吸收利用且不宜迁移转化，从而减少对人类健康和环境的危害。固定作用的工艺主要有堆肥、减性稳定和热处理等。2010年我们环保事业部承担的中新天津生态城污水库治理项目，就使用了重金属固化中的减性稳定技术。

重金属的固定作用在一定程度和一定时期内能减轻重金属的危害，但不能从根本上降低重金属的含量，对人类健康和环境仍存在着潜在的威胁。

4.4生物淋滤法

生物淋滤法是指利用自然界的微生物的直接作用或其代谢产物的间接作用，产生氧化、还原、络合、吸附或溶解作用，将固相中某些不溶成分（重金属、硫及其它金属）分离浸提出来的一种技术，最初用于难浸提矿石或贫矿中金属的溶出或回收。目前全世界正将此技术扩展应用到环境污染治理领域，并做了大量的研究、试验工作。

污泥生物淋滤技术是通过向污泥中添加一定的底物使污泥中存在的特异化能自养型的嗜酸性硫杆菌获得能量，加强催化、氧化作用，降低污泥体系的PH值，使难溶态的重金属从固相溶出进入液相，再通过污泥脱水而达到去除污泥中重金属的目的。此方法操作简单，去除效率较高，一般重金属去除率达90%以上，成本费用也较低。其主要优点如下：

①生物淋滤不需要加酸对污泥进行预酸化，与化学沥滤比可节省80%的耗酸量。

②启动迅速，沥滤效益高、时间短，适用于处理任何污泥。③操作简单，运行过程无需特殊控制，在10-37度范围内均能沥滤重金属（最佳温度是25-30度），冬季也无需加热，所用基质S和FeSO4.7H2O容易保存和运输。④污泥经生物淋滤后，脱水性能大幅度提高，脱水时不需要添加絮凝剂，有效节省污泥脱水成本。生物淋滤污泥脱水性比厌氧消化污泥提高38倍。

⑤污泥中病原微生物易造成疾病传播，生物淋滤既能去除重金属又能杀灭病原菌，并使VSS下降。

通过比较上述几种重金属的去除方法，生物淋滤法去除重金属较经济、有效、可行，它提高了污泥农用的安全性，能使污泥变废为宝，真正实现污泥的减量化、无害化和资源化。