污泥處理一般包括濃縮、脫水、穩(wěn)定（厭氧消化、好氧消化、堆肥）和干化、焚燒等，是對污泥進行穩(wěn)定化、減量化處理的過程。污泥濃縮、脫水、干化主要目的是降低污泥水分，干固體沒有發(fā)生減量變化;污泥穩(wěn)定主要是分解降低干固體中的有機物數(shù)量，水分幾乎沒有變化;污泥焚燒是完全消除有機物、可燃物質(zhì)和水分，是最徹底的穩(wěn)定化、減量化。

1.污泥濃縮

污泥濃縮主要是去除污泥顆粒間的間隙水，濃縮后的污泥含水率為95%~98%，污泥仍然可保持流體特性。

污泥的濃縮可分為重力濃縮、氣浮濃縮、機械濃縮等。其中重力濃縮應(yīng)用較為廣泛。我國過去的一些污水處理廠常采用重力濃縮池進行污泥濃縮，兼顧污泥勻質(zhì)和調(diào)節(jié)，重力濃縮電耗低、無藥耗，運行成本低，但重力濃縮時間長、易釋磷，重力濃縮池上清液回流至進水，增加污水處理的磷負(fù)荷，因此，隨著脫氮除磷要求的提高，新建污水處理廠大部分采用機械濃縮，有些小型污水處理廠采用更簡便的濃縮脫水一體機。

在選擇濃縮的方法時，除了各種方法本身的特點外，還應(yīng)考慮污泥的性質(zhì)、來源、整個污泥處理流程及最終處置方式等。例如重力濃縮用于濃縮初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥時效果較好;單純的剩余活性污泥一般用氣浮濃縮。

2.污泥脫水

污泥濃縮主要是針對間隙水，經(jīng)濃縮后的污泥含水率為90%以上，呈流動狀態(tài)，體積仍然很大，故而需要進行脫水。污泥脫水的目的是將污泥中的毛細(xì)結(jié)合水分離出來。

污泥脫水的方法主要有自然干化、機械脫水及熱處理法。在污泥脫水的方式中，自然干化的占用面積大，衛(wèi)生條件相對較差，易受天氣狀況的影響。與加熱脫水相比，機械擠壓的能量消耗相對較低，20MPa的能量相當(dāng)于70kJ/kg，汽化熱為2200kJ/ kg，因此，機械脫水被廣泛應(yīng)用于污泥脫水中。機械脫水后的污泥含水率為65%～80%，呈泥餅狀。

污泥脫水可大大減少污泥填埋時污泥的堆積場地，節(jié)約運輸過程中產(chǎn)生的費用﹔在對污泥進行堆肥處理時，污泥脫水能保證堆肥順利進行（堆肥過程中一般要求污泥有較低的含水率)﹔如若進行污泥焚燒，污泥脫水率高可大大減少熱能消耗。

但是，污泥成分復(fù)雜、相對密度較小、顆粒較細(xì)，并往往是膠態(tài)狀況，決定了其不易脫水的特點，所以到目前為止，污泥脫水程度的進一步提高是國內(nèi)外研究的熱門課題。

目前使用比較普及的污泥脫水機有三種，即板框式壓濾機、帶式壓濾脫水機與離心脫水機。

帶式壓濾脫水機電耗低，板框式壓濾機濾餅含水率低，離心脫水機對污泥流量波動的適應(yīng)性強、密封性能好、處理量大、占地小。我國新建污水處理廠大多采用離心脫水機、帶式壓濾脫水機和板框式壓濾機，小型污水處理廠一般采用濃縮脫水一體機。

3.污泥干化

污泥干化的目的主要是去除污泥顆粒間的表面吸附水和內(nèi)部水，干化后的污泥呈顆粒狀或粉末狀。干化不僅能使污泥顯著減容，使污泥達到無臭且無病原生物的安全穩(wěn)定狀態(tài)，而且干化污泥的用途廣泛，例如用作肥料、土壤改良劑、替代能源等。

污泥干化的方法主要分為自然干化和機械干化。

自然干化由于占用較多土地，而且受到氣候條件影響大、散發(fā)臭味，在污水處理廠污泥處理過程中已不多采用。

機械干化主要是利用熱能進一步去除脫水污泥中的水分，是污泥與熱媒之間的傳熱過程。根據(jù)污泥與熱媒之間的傳熱方式，污泥機械干化又分為對流干化、傳導(dǎo)干化和熱輻射干化。在污泥干化行業(yè)主要采用對流和傳導(dǎo)兩種方式，或者兩者相結(jié)合的方式。另外，對流形式的干化機由于熱媒與蒸發(fā)出的水汽、副產(chǎn)氣一同排出干化機，排出氣體量大，容易增加后續(xù)處理負(fù)擔(dān)。污泥含水率在40%～50%時，污泥流變學(xué)特性發(fā)生顯著變化，污泥的黏滯性較強，導(dǎo)致輸送性能很差。在干化過程中，污泥逐步失去水分而形成顆粒狀，在低含水率時具有較大的表面積。當(dāng)污泥逐步形成顆粒時，表面比內(nèi)部干燥，內(nèi)部水的蒸發(fā)越發(fā)困難，隨著含水率的降低，蒸發(fā)效率也逐漸降低。

4.污泥穩(wěn)定

污泥穩(wěn)定是指去除污泥中的部分有機物質(zhì)或?qū)⒉环€(wěn)定的有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的物質(zhì)，使污泥中的有機物含量減少40%以上，并不再散發(fā)異味，即使污泥以后經(jīng)過較長時間的堆置，其主要成分也不再發(fā)生明顯的變化的處理方法。

污泥穩(wěn)定的方法包括厭氧消化、好氧消化和堆肥等方法。

厭氧消化是在無氧條件下，污泥中的有機物由厭氧微生物進行降解和穩(wěn)定的過程。為了減少工程投資，通常將活性污泥濃縮后再進行消化，在密閉消化池內(nèi)的缺氧條件下，一部分菌體逐漸轉(zhuǎn)化為厭氧菌或兼性菌，降解有機污染物，污泥逐漸被消化掉，同時放出熱量和甲烷氣體。經(jīng)過厭氧消化，可使污泥中部分有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為甲烷，同時可消滅惡臭及各種病原菌和寄生蟲，使污泥達到安全穩(wěn)定的程度。在污泥厭氧消化工藝中，以中溫消化（33～35℃）最為常用。

污泥好氧消化是微生物通過其細(xì)胞原生質(zhì)的內(nèi)源或自身氧化取得能量的一種方法。在此過程中，細(xì)胞物質(zhì)中可生物降解的組分被漸漸氧化為二氧化碳、水和氨，然后氨被進一步氧化為硝酸鹽。影響污泥好氧消化的因素主要有:a.特定污泥的品種（類型）和特征;b.污泥的氧化速率;c.污泥泥齡; d.污泥負(fù)荷率;e.溫度;f.需氧量。大體來說，好氧消化中大多數(shù)揮發(fā)性固體的消化將發(fā)生在最初的10~15d內(nèi)，不同的污泥，消化的難易程度有所不同，紙漿和造紙廠污泥最難消化（由于纖維素和木質(zhì)素含量較高)。

污泥堆肥法是指在人工控制下，在一定的水分、C/N和通風(fēng)條件下，通過微生物的發(fā)酵作用，將污泥中的有機物轉(zhuǎn)變成腐殖質(zhì)殘渣（肥料）的過程。在堆肥過程中，有機物由不穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖化殘渣，不再對環(huán)境尤其是土壤環(huán)境造成危害。根據(jù)堆肥過程中起主要作用的微生物對氧氣要求的不同，可分為好氧堆肥法和厭氧堆肥法兩種。前者是在有氧存在的條件下利用好氧微生物來實現(xiàn)有機物的降解。由于好氧堆肥溫度一般在50~60℃，極限可達80~90℃，故也稱高溫堆肥。后者是在無氧或缺氧的條件下利用厭氧及兼性厭氧微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化有機物的過程。

在歐洲和北美洲的污水處理廠，污泥厭氧消化的成功案例較多。在我國，杭州四堡污水處理廠、北京高碑店污水處理廠、天津東郊污水處理廠和上海市白龍港污水處理廠采用中溫厭氧消化。

5.污泥焚燒

污泥焚燒可破壞全部有機質(zhì)，并殺死一切病原體，最大限度地減少污泥體積，以含水率約為75%的污泥為例，焚燒殘渣僅為原污泥體積的10%左右。當(dāng)污泥自身的燃燒熱值較高，或城市衛(wèi)生要求較高，或污泥有毒物質(zhì)含量高而不能被綜合利用時，可采用焚燒處置方法。在焚燒前，一般應(yīng)先進行污泥脫水處理和熱干化，以減少負(fù)荷和能耗。但是該方法也存在缺點，主要在于其處理設(shè)施投資大,處理費用高，有機物焚燒會產(chǎn)生二嗯英等劇毒物質(zhì)。但總體來說，污泥焚燒在技術(shù)上是可行的，并已經(jīng)達到了工業(yè)規(guī)模的程度，應(yīng)用較為普遍。

污泥的焚燒基本上有4種方法。

(1）利用現(xiàn)有垃圾焚燒爐

現(xiàn)在垃圾焚燒爐大都采用了先進的技術(shù)，配有完善的尾氣處理裝置，可以在垃圾中混入30%的污泥一起焚燒。

(2)利用現(xiàn)有工業(yè)用爐焚燒污泥

主要利用瀝青或水泥的焚燒爐。焚燒干化后的污泥，甚至是污泥的無機部分（灰渣〉也幾乎可以完全地被利用于產(chǎn)品之中。通過溫度高達1200℃的高溫焚燒，污泥中有害的有機物質(zhì)被完全分解，同時在焚燒中產(chǎn)生的細(xì)小水泥懸浮顆粒還可以吸附有毒物質(zhì)，從而使污泥灰一并熔融入水泥產(chǎn)品之中，加入的干污泥量通常低于正常燃料的15%。

(3)在火力燒煤發(fā)電廠焚燒污泥

經(jīng)過對發(fā)電廠焚燒污泥的研究證明，當(dāng)污泥占耗煤總量的比例不超過10%時，對發(fā)電廠尾氣凈化以及發(fā)電站的正常運轉(zhuǎn)沒有不利影響。

(4)污泥單獨焚燒

污泥單獨焚燒設(shè)備有多段爐、回轉(zhuǎn)爐、流動床爐、噴射式焚燒爐、熱分解燃燒爐等。焚燒處理的特點包括:大幅減少污泥體積和質(zhì)量;殺死一切病原體﹔污泥處理速度快，不需要長期貯存﹔可以回收能量。但是有利必有弊，其較高的焚燒成本和煙氣處理問題卻是制約污泥焚燒工藝大規(guī)模應(yīng)用的主要因素。

當(dāng)用地緊張或污泥中有毒有害物質(zhì)含量較高，無法采用其他處理方式時，可以考慮污泥干化焚燒。在污水污泥中重金屬和有毒有害物質(zhì)含量超標(biāo)（如上海市桃浦污水處理廠和石洞口污水處理廠)，污泥不適合土地利用，則焚燒處理是一種有效的處置技術(shù)。

6.土地利用

污泥的土地利用是將污泥作為肥料或土壤改良材料，用于園林、綠化、農(nóng)業(yè)或者林業(yè)等領(lǐng)域的處置方式。

污泥中含有豐富的腐殖質(zhì)、有機物及N、P、K、Ca、Cu、Mg、Fe、Zn、S等植物所需的各種營養(yǎng)元素，不僅能夠為植物的生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，提高土壤肥度，還能改良土壤結(jié)構(gòu)，改善土壤的導(dǎo)電率和物理化學(xué)性質(zhì)。

污泥土地利用需要具備的一個重要條件是其所含有的有害成分不超過土壤環(huán)境的承受范圍。因此，污泥土地利用的風(fēng)險主要在于污泥中存在許多有毒有害物質(zhì)，會在土壤中累積，對植物產(chǎn)生毒害作用。其中，重金屬會隨雨水或自行遷移到土壤深層，不僅污染土壤環(huán)境，還造成地下水污染。污泥中含有的大量營養(yǎng)元素若不能被植物及時吸收，隨雨水徑流進入地表水會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，進入地下水會引起硝酸鹽污染，過高的鹽分還會破壞養(yǎng)分之間的平衡并抑制植物對養(yǎng)分的吸收。此外，污泥中含有的病原菌和寄生蟲卵可通過各種途徑傳播，造成環(huán)境污染。污泥中有許多有毒害的有機物一般難以完全降解，亦會產(chǎn)生一定的危害。因此，在污泥土地利用的時候應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制這些風(fēng)險，避免污泥土地利用對周圍環(huán)境的二次污染，并減緩對人體食物鏈造成的負(fù)面影響。

7.污泥填埋

污泥填埋是指運用一定工藝技術(shù)和工程措施將污泥埋于天然或人工坑地內(nèi)的處置方式。城鎮(zhèn)污泥的填埋主要分為三種，分別為傳統(tǒng)填埋、衛(wèi)生填埋及安全填埋。

傳統(tǒng)填埋是將污泥集中堆置在坑、塘和池等低洼處，由于不加掩蓋，故特別容易對水源和大氣造成污染，并不可取。衛(wèi)生填埋始于20世紀(jì)60年代，即通過填充、堆平、壓實、覆蓋、再壓實和封場等工序使污泥得到最終處置，滲濾液必須收集并處理。此類填埋方式規(guī)定必須按一定的工程技術(shù)規(guī)范和衛(wèi)生要求進行，防止對周邊環(huán)境產(chǎn)生危害和污染。而安全填埋是一種改進的衛(wèi)生填埋方法，主要用來進行危險廢物的處理和處置。

總體而言，填埋方式具有投資少、處理量大、效果明顯的污泥處理優(yōu)勢，并且由于其對污泥的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)和重金屬指標(biāo)要求比較低，因此操作簡單。但也存在場地選址困難、填埋容量有限、大量占地、有害成分滲漏造成地下水污染、填埋場衛(wèi)生防治、臭氣污染大氣、影響景觀等一些問題。

根據(jù)我國國情和現(xiàn)有的經(jīng)濟條件，在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)脫水污泥填埋仍將是一種不可或缺的過渡性處置途徑。非衛(wèi)生填埋方式會給環(huán)境帶來嚴(yán)重危害，正逐漸被摒棄，目前我國的填埋形式一般采用污泥與城市生活垃圾混合的衛(wèi)生填埋方式。北京高碑店污水處理廠將脫水污泥運到生活垃圾填埋場與垃圾混合填埋，但由于污泥的含水率較高，給填埋作業(yè)帶來很多困難。

8.污泥建材利用

污泥建材利用是指將污泥作為制作建筑材料的部分原料從而應(yīng)用于瀝青、制磚、水泥、陶粒、活性炭、混凝土、熔融輕質(zhì)材料以及生化纖維板等生產(chǎn)的處置方式。

（1)污泥制瀝青

目前，石灰石粉末一般多用作細(xì)骨料，從1997年日本就開始了用污泥灰作為細(xì)骨料的可行性研究。經(jīng)試驗分析，加入了污泥灰的瀝青混合物，其各方面性能與傳統(tǒng)的材料制成的混合物相同，甚至在黏度、耐久性和穩(wěn)定性方面還可以得到加強。

(2）污泥制磚

污泥制磚形式一般有干化污泥制磚和焚燒灰渣制磚兩種。當(dāng)用干化污泥直接制磚時，應(yīng)通過對污泥成分的適當(dāng)調(diào)整使其與制磚黏土的化學(xué)成分相當(dāng)。當(dāng)污泥與黏土按1∶10的質(zhì)量比例進行配料時，污泥磚可達到普通紅磚的強度。當(dāng)利用污泥焚燒灰渣制磚時，灰渣的化學(xué)成分與制磚黏土已經(jīng)較為接近，因此可以通過兩種途徑實現(xiàn)燒結(jié)磚制造，一種是與黏土等摻合料混合燒磚，一種是不加摻合料完全利用單獨污泥焚燒灰渣燒磚。

(3)污泥制陶粒

陶粒是由泥質(zhì)巖石（板巖、頁巖等)、黏土、工業(yè)廢料（煤矸石、粉煤灰）等為主要原料，加工熔燒而成的具有內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)的粒狀陶質(zhì)物，具有強度高、密度小、防火、防凍、耐酸蝕和抗震等優(yōu)點，經(jīng)濟效益和環(huán)保效益突出，在建筑業(yè)、農(nóng)業(yè)和環(huán)保業(yè)有著廣泛應(yīng)用。目前，污泥制陶粒的工藝主要有兩種:一種是直接以脫水污泥為原料制陶粒;另一種是利用生污泥或厭氧發(fā)酵污泥的焚燒灰制陶粒。

(4)污泥制生態(tài)水泥

利用城市污水處理廠產(chǎn)生的脫水污泥為原料制造的水泥，其大約60%的原材料為廢料，實現(xiàn)了污泥的資源化利用，且水泥燒成溫度為1000～1200℃，從而降低了燃料用量和二氧化碳的排放量，因此又被稱為“環(huán)保水泥”。

(5)污泥制混凝土

污泥焚燒灰也可以作為混凝土的細(xì)填料，代替部分水泥和細(xì)砂等。研究表明，污泥灰替代混凝土細(xì)填料的比例甚至可高達30%，具有較高的商業(yè)價值，應(yīng)對作為混凝土填料用的污泥焚燒灰進行篩分和粉磨預(yù)處理，并對焚燒灰的有機質(zhì)殘留量進行控制，以保證生產(chǎn)混凝土的原料污泥灰達到一定的粒徑配比，并確保污泥混凝土成品的質(zhì)量。

(6）污泥制吸附劑

污泥制吸附劑指利用污泥中的有機物對污泥進行熱解制成的含炭吸附劑，目前該技術(shù)已經(jīng)在污泥的熱解炭化和所得材料的應(yīng)用方面獲得了幾項專利，如美國的關(guān)于污泥熱解炭化制備含炭吸附劑的專利等。污泥制備吸附劑的研究重點主要集中在制備的中間過程、方法的改進及化學(xué)活化劑的選擇方面。影響吸附劑性質(zhì)的主要因素有活化劑種類（ZnCl2、H2SO4, ,H3PO4、KOH等)、熱解溫度、濃度、活化溫度、熱解時間等，由于不同的污泥所制取的吸附劑亦具有不同的性質(zhì)和用途，所以其也是影響吸附劑性質(zhì)的因素之一。

9.污泥的能源利用

污泥的能源利用是指通過生物、物理或熱化學(xué)的方法把污泥轉(zhuǎn)變成為較高品質(zhì)的能源產(chǎn)品，同時可殺滅細(xì)菌、去除臭氣。污泥可以看作是污水處理過程中剩余的微生物殘體，含有大量的有機物和一定的纖維木質(zhì)素，具有一定的熱值，可視為生物質(zhì)能源存在的一種形式。目前，常見能源利用方法包括污泥制油技術(shù)、污泥制沼氣技術(shù)、污泥制燃料技術(shù)、污泥焚燒發(fā)電等。

(1)污泥低溫制油技術(shù)

污泥低溫制油技術(shù)是在300～500℃、常壓或高壓缺氧條件下，借助污泥中所含的重金屬和硅酸鋁，尤其是銅的催化作用將污泥中的蛋白質(zhì)和脂類轉(zhuǎn)變成經(jīng)類化合物，最終產(chǎn)物為炭、油、非冷凝氣體和反應(yīng)水，從而回收能源的污泥熱化處理技術(shù)。

(2)污泥制沼氣技術(shù)

污泥通過厭氧消化產(chǎn)生以甲烷為主要成分的沼氣。現(xiàn)代工藝是在電腦化控制的反應(yīng)器內(nèi)，根據(jù)處理物的各種不同條件隨時對容器里的厭氧環(huán)境進行調(diào)節(jié)，使自然界普遍存在的微生物充分參與有機物逐級發(fā)酵降解（水解、酸化、氣化)，最終實現(xiàn)甲烷化。發(fā)酵產(chǎn)物（沼氣)的主要成分是氣態(tài)的甲烷和二氧化碳，將其收集后用作清潔燃料。由于同樣為溫室氣體的甲烷其溫室效應(yīng)是CO2的22倍，所以利用含甲烷達50%左右的沼氣而避免其排放的做法除了具有一定的經(jīng)濟效益外，對減輕溫室效應(yīng)還有重大意義。厭氧消化后排出的殘渣中富含環(huán)狀化合物的聚合物腐殖酸，故可作為城市綠化的基肥、土料。厭氧發(fā)酵制沼氣生產(chǎn)環(huán)境好，臭氣產(chǎn)生量少，故對大氣造成的污染小，無酸性物質(zhì)、二喝英、粉塵產(chǎn)生，但其最突出的優(yōu)點是實現(xiàn)了較高的污泥資源化程度，不但可以產(chǎn)生高熱值沼氣，同時也產(chǎn)生了有機肥料。

(3)污泥燃料化利用

城市污泥中含有大量的有機物（約占70%～80%)，因此脫水污泥的發(fā)熱量很高。目前污泥燃料化包括污泥能量回收系統(tǒng)和污泥燃料。其中，污泥能量回收系統(tǒng)是將初沉池污泥和剩余活性污泥分別進行厭氧消化、混合消化，使污泥含水率降至80%，加入輕溶劑油，變成流動性漿液，送入四效蒸發(fā)器蒸發(fā)，脫除清油（含水率2.6%)，含油污泥經(jīng)機械脫水后，加人重油制成流動性漿液，最后將該漿液送至四效蒸發(fā)器進行蒸發(fā)、脫油，制成含水率為5%、含油率為10%以下的污泥燃料。而對于污泥燃料，其燃燒熱值較高、性質(zhì)比較穩(wěn)定、控制方便，若用于發(fā)電、廠區(qū)水泥生產(chǎn)，不僅可以減少燃煤量，縮減燃料成本并節(jié)約煤炭資源，燃燒的污泥還可以作為生產(chǎn)水泥的原料。污泥燃料還可作為紙漿造紙廠的生產(chǎn)用能，有利于降低造紙廠的能耗。