污泥基本類型

污泥是由原廢水中的固體物質(zhì)和在廢水處理過(guò)程中所產(chǎn)生的固體物質(zhì)組成的。 [1]

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)：從初沉池底排出的初沉污泥含有的固體物質(zhì)濃度約為3%~8%（1%固體物質(zhì)濃度相當(dāng)于100mL體積的污泥中含有1g的固體物）。初沉污泥固體物質(zhì)中有機(jī)物約占70%，因此初沉污泥極易變成厭氧狀態(tài)并產(chǎn)生臭味。 [1]

二沉污泥 (secondary 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(guò)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(lái)，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(shí)，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。

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(lái)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(wú)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(wú)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(wú)機(jī)污泥，可壓縮性能和脫水性能很好。

處理步驟

首先，原污泥通過(guò)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(guò)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(shuō)，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(guò)飽和的液體通入罐底，而污泥在大氣壓下通過(guò)。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(guò)程目的在于將物質(zhì)轉(zhuǎn)化為終無(wú)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(méi)有病菌。通過(guò)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(lái)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(guò)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(wú)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(guò)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(guò)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(lái)，污泥需要處置。多種方法可以用來(lái)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(lái)焚燒，可以有效地減少含水率。添加燃料可以用來(lái)引起和維持燃燒，城市垃圾也可能用來(lái)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(lái)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(yíng)養(yǎng)成分有利于植物成長(zhǎng)，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(yíng)養(yǎng)污染。污泥的應(yīng)用可通過(guò)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(wú)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(lái)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(shù)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(guó)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(lái)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(méi)有討論冷處理技術(shù)來(lái)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(guó)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(guò)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(guò)24小時(shí)的沉降，可以看見(jiàn)上浮液和底部沉降物，但是沒(méi)有可見(jiàn)的油相。通過(guò)上面的敘述的現(xiàn)象揭示了簡(jiǎn)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(lái)處理油泥，但是費(fèi)用卻是很高的。堆肥和通過(guò)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(lái)對(duì)付油污染。堆肥有些看得見(jiàn)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(jiǎn)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(kāi)始，這個(gè)意味著先進(jìn)的處理技術(shù)。

污泥處理技術(shù)

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(wú)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(guò)洗滌洗出污泥中一半固體無(wú)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(wú)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(guò)洗滌洗出污泥中大部分容易沉淀的重金屬和無(wú)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(jí)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(jì)創(chuàng)新采用地埋式、緊密型、多級(jí)消化反應(yīng)器設(shè)計(jì)，幾個(gè)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(jià)低廉。前國(guó)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(jì)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(tái)水泵，就是水泵壞了更換一臺(tái)用不完20分鐘，保證設(shè)備檢修不停產(chǎn)；沉淀污泥經(jīng)過(guò)洗滌去除了容易沉淀的無(wú)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(huì)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(zhǎng)、減少消化系統(tǒng)的熱量損失。