各種化學(xué)藥劑在污泥處置中的應(yīng)用已有多年，污水污泥處置通常使用的化學(xué)藥劑列于圖1中。其中，石灰和氯是最為廣泛研究和使用的主要藥劑。氯作為一種強氧化劑，可滅活和消滅致病微生物，然而，使用成本較高，安全方面也需要有足夠的重視。石灰的處理效果不如氯，但優(yōu)點是安全、經(jīng)濟和使用方便。

在污水污泥的各種穩(wěn)定化技術(shù)中，堿法穩(wěn)定化有助于實現(xiàn)污泥的資源化。在堿法穩(wěn)定化應(yīng)用方面，國內(nèi)外的許多污水處理廠主要使用石灰和含石灰的物料來作為處理藥劑，除了石灰之外，水泥窯灰（CKD）和石灰窯灰（LKD）、燃燒木材和石油燃料的飛灰（fly ash）、煙道氣脫硫副產(chǎn)物和飲用水處理的污泥等其他物料也開始應(yīng)用于污水污泥的穩(wěn)定化資源化處理。

最早的石灰應(yīng)用在廁所中以減少臭味，把死于疾病的動物尸體埋于生石灰中也可以減少傳染的危險。

1740年左右，巴黎最先試用化學(xué)處置污水污泥，但直到1860年才有一些進展。從19世紀90年代開始，英國就在污水處理中使用石灰。實際上，污水脫臭和消毒的問題在此之前就已經(jīng)進行了深入的研究。1871年英國的一份專利介紹了將一種粉末物質(zhì)用于舊式廁所中，并描述了這種類似于石灰的粉末如何與糞便混合在一起，來生產(chǎn)農(nóng)業(yè)上使用的產(chǎn)品。

1910年，英國有數(shù)座城市使用石灰來沉淀污水中的固體。1915年石灰的應(yīng)用被積極推動。在那段時間里，主要進展是排放污水質(zhì)量的提高和石灰化被證明是一種經(jīng)濟有效的方法。大約在生物處理被發(fā)明的70年前，石灰已經(jīng)常用于處理污水了。在砂床上經(jīng)石灰干化處理的污泥可減少臭味，從而使干化污泥在農(nóng)業(yè)上得到了應(yīng)用。

真空過濾前預(yù)石灰化污泥也成為一種可接受的去除固體的方法。在1942～1967年期間，石灰化應(yīng)用研究主要集中在pH值調(diào)節(jié)效果、細菌存活溫度和時間方面。1974年，F(xiàn)arrell等發(fā)表了石灰穩(wěn)定方面的一個重要研究結(jié)果。石灰穩(wěn)定的主要研究工作是在1975年和1989年之間開展的。(www.wS46.com)

1967年，瑞典的一項專利因首先深化了堿法穩(wěn)定工藝而受到資助。在1978年，德國出現(xiàn)了類似的專利，這些專利的優(yōu)越性在于它們工藝溫度較低，一般58℃就能達到滅菌效果。其他歐洲堿法穩(wěn)定工藝和專利也得到了發(fā)展。

在瑞典20世紀70年代早期，污泥排海就被堿法穩(wěn)定工藝所取代，并生產(chǎn)出農(nóng)業(yè)上可使用的資源化產(chǎn)品。其方法是把熟石灰投加到液態(tài)污泥中產(chǎn)生絮凝，把生石灰加入到脫水污泥中產(chǎn)生熱量來消毒殺菌和促進干化。所得產(chǎn)品用袋子裝上在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面進行出售。第一個比較大的污水污泥處理廠是Gothenburg-Rya，它用生石灰穩(wěn)定法來代替污泥好氧或厭氧消化工藝。

甚至在18世紀，農(nóng)民就知道使用糞便和生石灰來提高農(nóng)作物產(chǎn)量的益處。美國賓羅法尼亞洲記載了在1974年第一次用生石灰來提高土地生產(chǎn)能力的做法。被稱為美國土壤化學(xué)之父的Edmund Ruffin，1918年發(fā)表了一篇論文，稱南方土地由于單一作物和不良耕作使得土地酸化而不肥沃，使用生石灰來降低土壤酸性，可提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。

美國東南部的馬里蘭州和紐約的農(nóng)民也有使用生石灰及石灰化方面的實踐。20世紀之前，機械設(shè)備不能將石灰石磨成我們今天在農(nóng)業(yè)上使用的石灰石。20世紀之后石灰石經(jīng)煅燒形成松軟多孔的可直接用于土壤的材料。

由于費用低、易于獲得，粉狀石灰石成為在農(nóng)業(yè)受到歡迎的石灰品種，然而，從1912年以來許多研究表明，任何形式的石灰在土壤處理上的使用價值只取決于它的氧化鈣和氧化鎂的含量。如果在土壤上使用的細微粉末含有等量的石灰氧化物，那么各品種的石灰化合物就具有同樣的農(nóng)作物增產(chǎn)價值。應(yīng)用石灰石和生石灰處理土壤時，土壤中的氮和有機物含量較處理前沒有顯著地變化，但在生石灰用于糞便處理時差別則很明顯。

“穩(wěn)定的（stabilized或stable）”污泥有不同的界定，評價污泥穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)尚不統(tǒng)一。致病微生物含量、揮發(fā)性固體含量和臭味強度經(jīng)常作為污泥穩(wěn)定性的指數(shù)。消化、堆肥和堿處理是通常使用的污泥穩(wěn)定化方法。美國1993年2月頒布的EPA40CFR（503）法案，通過建立致病微生物和帶菌體的數(shù)量確定了污泥穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)。

堿法穩(wěn)定工藝通過低溫殺菌和pH值調(diào)節(jié)能達到美國EPA40CFR（503）法案規(guī)定的致病微生物方面的A類標(biāo)準(zhǔn)。在503.32（a）（4）款中詳盡指明了所需時間、溫度和干化的標(biāo)準(zhǔn)，例如N-ViroSoil工藝滿足503.32（a）（4）款的要求，BIO*FIX工藝和RDPEn-Vessel巴氏殺菌工藝滿足低溫殺菌的要求。

為了達到B類（PSRP）的要求，應(yīng)用堿（石灰）穩(wěn)定工藝時，應(yīng)把足夠量的石灰加入到污水污泥中，2h接觸后污水污泥pH值提高到12。另外，A類和B類堿法穩(wěn)定工藝都要求達到帶菌體數(shù)量減少的標(biāo)準(zhǔn)。

近年來隨著工藝的改進，堿法穩(wěn)定技術(shù)得到了發(fā)展，包括堿性藥劑的多樣性和設(shè)備性能方面的提高，這些使得終產(chǎn)品在許多方面得以使用。主要資源化應(yīng)用有有機肥料或土壤改良劑；農(nóng)用石灰化藥劑；結(jié)構(gòu)填充材料；垃圾填埋廠的日常使用和最后覆蓋物；腐蝕控制或坡度穩(wěn)定。

堿法穩(wěn)定方案的選擇取決于許多經(jīng)濟和市場因素，但其產(chǎn)物必須符合最終使用的要求。對各種性質(zhì)的污泥，堿法穩(wěn)定都是一種有效處理工藝。根據(jù)最終的使用要求，經(jīng)化學(xué)處理過的污泥必須是穩(wěn)定的、無害的、無傳染物質(zhì)的、沒有臭味、在物理和化學(xué)方面適宜的。

在美國和歐洲，雖然堿法穩(wěn)定工藝已經(jīng)應(yīng)用了許多年，但其在微生物學(xué)上的滅菌效果是有限的。雖然通過保持pH值在12以上2h，可使病毒和細菌部分失活，但還需要附加處理來滅活病原微生物，從而達到A類標(biāo)準(zhǔn)。

在設(shè)計石灰穩(wěn)定化設(shè)施中，有pH值、接觸時間和石灰用量3個參數(shù)必須考慮。對于具體的污泥應(yīng)當(dāng)進行試驗后確定。

通過投加石灰的傳統(tǒng)的堿法穩(wěn)定工藝實際已經(jīng)應(yīng)用許多年，根據(jù)美國EPA調(diào)查的結(jié)果（1989），有250家POTWs使用石灰來穩(wěn)定污水污泥。石灰穩(wěn)定在中小型處理廠最受歡迎。目前新型的堿法穩(wěn)定工藝得到了發(fā)展和使用。這些技術(shù)需投加堿性材料，如水泥窯灰（CKD）、石灰窯灰（LKD）、波特蘭（Portland）水泥、淋洗灰（scrubber ash）、飛灰（fly ash）等，同時還需要特殊設(shè)備或處理步驟。

調(diào)整傳統(tǒng)的堿處理工藝可生產(chǎn)不同物化性質(zhì)的產(chǎn)品或根據(jù)使用目的來設(shè)計產(chǎn)物，同時更加符合致病微生物、帶菌體減少和臭味控制的要求。通過改變工藝參數(shù)、運行方式、投堿量、混合結(jié)構(gòu)、加熱、風(fēng)干和干化等，可增加堿法穩(wěn)定工藝的多樣性和機動性以滿足城市污泥處理的需要。

根據(jù)堿性物料的投加位置，一般石灰穩(wěn)定工藝有兩種基本類型：預(yù)石灰穩(wěn)定（脫水前進行石灰穩(wěn)定）、后石灰穩(wěn)定（脫水后進行石灰穩(wěn)定）。

擁有美國專利的深度后石灰穩(wěn)定工藝包括BIO*FIX工藝、N-Viro's深度堿法穩(wěn)定工藝（帶有快速干燥技術(shù)）、RDPEn-Vessel巴氏殺菌工藝、Chemfix工藝和LeopoldWillotech工藝等。隨著美國EPA（503）法案的實施和終產(chǎn)品應(yīng)用機會的增加，強化堿法穩(wěn)定工藝和設(shè)施的數(shù)量將會持續(xù)增加。