處理步驟

首先，原污泥通過污泥泵由二沉池打到另一個(gè)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(jì)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(duì)應(yīng)的污泥仍然是流態(tài)的。

重力濃縮池的設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)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。常用的方法是生物降解穩(wěn)定。因?yàn)檫@個(gè)過程目的在于將物質(zhì)轉(zhuǎn)化為終無菌產(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。步，由兼性和組成的產(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(jì)容器的時(shí)候同時(shí)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(gè)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(duì)環(huán)境條件不敏感，也不局限有流行變化。

經(jīng)過好氧消化，污泥中揮發(fā)性有機(jī)物的比例降低，因此消化污泥固體物質(zhì)的密度將比消化前升高。消化污泥易于沉降分離，沉淀池底流濃度可達(dá)3%，但其脫水性會(huì)明顯變差。 [1]

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(gè)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(shí)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(gè)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，必須在終處置之前將之去除。煉油廠產(chǎn)生的污泥不能被的處置，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(chǔ)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(duì)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?duì)人體健康和環(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?；瘜W(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。后我們可以發(fā)現(xiàn)試管中分三層：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(shí)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(duì)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(jì)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(duì)含油土壤的處理，但是只是針對(duì)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(gè)意味著先進(jìn)的處理技術(shù)。

我國污泥處理處置的現(xiàn)狀近年來，在我國節(jié)能減排政策與積極財(cái)政的作用下，城鎮(zhèn)污水處理得到了迅速發(fā)展,水環(huán)境治理也取得了顯著成效。但同時(shí)，在污水處理時(shí)大量產(chǎn)生的污泥卻沒有得到有效的處理處置，對(duì)環(huán)境造成極大的危害，并嚴(yán)重影響我國節(jié)能減排戰(zhàn)略政策的實(shí)施。 [2]

污泥作為一種固體廢棄物，已經(jīng)成為繼城市垃圾污染的第二大固體廢物污染源。傳統(tǒng)的污泥的主要處置方式有填埋、焚燒、排海、農(nóng)用等。但是傳統(tǒng)的處理方法也存在一些弊端，無法對(duì)污泥進(jìn)行資源化利用，不能滿足現(xiàn)在對(duì)污泥處理的技術(shù)要求，因此對(duì)污泥處理資源化利用新技術(shù)的研發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。污泥的處理處置應(yīng)從環(huán)境污染、衛(wèi)生和經(jīng)濟(jì)效益等多方面綜合考慮，具備能源回收利用的污泥處理新技術(shù)將在污泥處理處置中發(fā)揮著不可替代的作用。 [3]

隨著環(huán)保力度的加強(qiáng)和人們對(duì)已有污泥處理處置技術(shù)局限性的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，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。

污泥熔化技術(shù)

針對(duì)污泥焚燒過程中存在的二次污染，科研工作者開發(fā)出了污泥熔化技術(shù)，該技術(shù)使污泥處于焚燒灰熔點(diǎn)溫度（通常為1300~1800℃）之上燃燒，不僅可完全分解污泥中的有機(jī)物、滅殺病菌，同時(shí)所形成的熔渣密度比焚燒灰高2/3，達(dá)到了灰渣大幅度減容的效果。污泥中的重金屬因被固定在玻璃態(tài)的熔渣中而具有不熔出的活性，所以污泥熔化后的熔渣可用作建材。

污泥碳化技術(shù)

污水工藝優(yōu)化可降低剩余污泥產(chǎn)量，污泥破壁及強(qiáng)力干化技術(shù)能提高污泥的脫水性能；終通過污泥碳化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)污泥的資源化，從源頭上解決污泥的產(chǎn)量，終達(dá)到污泥零排放的目的。 [6]

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(shí)又限度地保留污泥中的碳值，使終產(chǎn)物中的碳含量大幅提高的過程（Sludge Carbonization ），在世界范圍內(nèi)，污泥碳化主要分為3種。

⑴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?jí)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，規(guī)模的為30刪濕污泥。

⑵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(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(duì)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。

⑶低溫碳化。碳化前無需干化，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(jí)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。