中央第二生態環境保護督察組（zǔ）對遼寧省朝（cháo）陽市開展了現場督查。督查發現，朝陽市生活汙泥無害（hài）化處置工作推進緩慢，近40萬噸汙泥長期違法（fǎ）露天堆存，占地85畝的汙泥堆存場，貯存著厚度高達5米的生（shēng）活汙泥（ní），並（bìng）且散發出陣陣臭味。

圖：朝陽市（shì）兩塊臨時汙泥堆存場

目前全國汙泥處理處置規（guī）模巨大，但安全處置率低。對我（wǒ）國的環境存在巨大的威脅。那麽如何對汙泥進行處理（lǐ）和處置呢？

在說汙泥處理處置技術之前，先來了解一下汙泥處理和處置的（de）含義：

汙泥處理(sludge handling or sludge treatment)：汙（wū）泥經單元工藝組合處理, 達到“減量化、穩定化、無害化（huà）”目的的全過程。

汙泥處置(sludge disposal)：處理後的汙（wū）泥,棄置於自然環境中(地麵、地下、水中)或再利用, 能夠達到（dào）長期穩定並對生態環境無不良影（yǐng）響的***終（zhōng）消納方式。

一、汙（wū）泥基礎知識

1、類型

原汙泥(rawsludge)：未經汙泥處理的初沉澱汙（wū）泥。二沉剩餘汙泥（ní）或（huò）兩者的混合汙泥。

初（chū）沉汙泥（ní）(primarysludge)：從初沉澱池排出的沉澱物（wù）。

二沉汙泥(secondeysludge)：從二次沉澱池（chí）(或（huò）沉澱（diàn）區)排出（chū）的沉澱物。

活性汙泥(activatedsludge)：曝氣池中繁殖的含有各種（zhǒng）好氧微生物群體的（de）絮狀體。

消化汙泥(digestedsludge)：經過好氧消化或厭氧消化的（de）汙泥，所（suǒ）含有機物質濃度有一定程度的降低，並趨於穩定。

回流汙泥(returnedsludge)：由二（èr）次沉澱(或（huò）沉澱（diàn）區)分離出來，回流（liú）到曝氣池的活性汙泥。

剩餘汙泥(excessactivatedsludge)：活性汙（wū）泥係（xì）統中從二次沉澱池（chí）(或沉澱區)排出係（xì）統外的活性汙泥。

汙泥（ní）氣(sludgegas)：在汙泥（ní）厭（yàn）氧消化時，有機物分解（jiě）所產生的氣體，主要（yào）成分為甲烷和二氧（yǎng）化碳，並有少量的氫、氮和硫化氫。俗稱沼氣。

汙泥消化 （sludge digestion）： 在氧或無氧的（de）條件下，利用微生物的作用，使汙泥中的有機（jī）物轉化為較穩定物質的過程。

好氧消化 （aerobic sigestion）： 汙泥經過較長時間的（de）曝氣（qì），其中一部分有機物由好氧微生物進行降解和穩定的過（guò）程。

厭氧消化（anaerobic digestion): 在無氧條件下，汙（wū）泥中的有機物由厭氧微生物進行降解和穩定的過程。

中溫消化（mesophilic digestion）：汙泥在（zài）溫度為33-53℃時進行的厭氧（yǎng）消化工藝。

高溫（wēn）消化（thermophilic digestion）：汙泥在溫度為53-330℃進行的厭氧消化工藝。

汙泥濃（nóng）縮（sludge thickening): 采用重力或氣浮法降低（dī）汙泥含水量，使汙泥稠化的過程。

汙（wū）泥淘洗（elutriation of sludge): 改善汙泥（ní）脫水性能的一種汙泥預處理方法。用清水或廢水淘洗汙（wū）泥，降低消化汙（wū）泥堿度，節省汙泥處理投藥量，提（tí）高汙泥過濾脫水效率。

汙泥脫水（shuǐ）（sludge dewatering): 對濃縮汙泥進一步去除一部分（fèn）含水量的過程，一般指機械脫水。

汙泥真空過濾（sludge vacuum filtration): 利用真空使過濾介質一側減（jiǎn）壓，造成介質兩（liǎng）側（cè）壓差，將汙泥水強製濾過介質的汙泥脫（tuō）水方法。

汙泥壓濾（sludge pressure filtration): 采用（yòng）正（zhèng）壓過濾，使汙泥水強製濾過介質（zhì）的汙泥脫水方法。

汙泥（ní）幹化（sludge drying): 通過滲濾或蒸發等作用，從汙（wū）泥中去除（chú）大部分含水量的過程，一般指采（cǎi）用（yòng）汙泥幹化場（床（chuáng））等自（zì）蒸發設施或采用蒸汽、煙氣、熱油等熱（rè）源（yuán）的幹化設施。

汙泥焚燒（sludge incineration）：汙泥處置的一種工藝。它利（lì）用焚燒爐將脫水汙泥加溫幹燥，再用（yòng）高溫氧化汙泥中的有機（jī）物，使汙泥成為（wéi）少量（liàng）灰燼。

二、汙泥分類

該技術創新采用汙泥洗滌工藝，首先洗出汙泥（ní）中有機物質，分（fèn）離無機物質汙泥土，再將有機（jī）汙泥濃縮進行高（gāo）溫厭氧（yǎng）消化處理。

優點：

• 沉澱汙泥經過洗滌洗出汙泥中一半固體無機汙泥土，減少（shǎo）了一半生物（wù）處理量，節省工程（chéng）投資（zī）和處理費用；

• 單（dān）獨處理有機汙泥，去除了無機汙泥土在反應器中的沉澱，減少了設備磨損和反應器的維護；

• 沉澱汙泥經過洗滌（dí）洗出汙泥中大部分（fèn）容（róng）易沉澱的重金屬和無（wú）機汙泥土，提高了有機肥的品質；

• 洗滌出的汙泥土還可生（shēng）產路麵彩磚、透水磚。

其他創新工（gōng）藝：超高溫厭氧消化、多級厭氧（yǎng）消（xiāo）化、沼渣漂浮等，汙泥生物（wù）處理速（sù）度提高了幾倍和沼氣（qì）產量（liàng）提高20%以上。

目前國內外現有（yǒu）汙泥處理技術還（hái）沒（méi）有能夠達到免費處理、處置汙泥的水平（píng）。

脫（tuō）水後的汙泥進入料鬥，料鬥中加入石灰和氨基璜酸，石灰投量為濕泥（ní）量的10%一15%，氨基璜酸的投量約為石灰投量的1%。由於氨（ān）基璜酸（suān）在反應過程中產生氨氣，增強了整個工藝的殺菌效果，降低了反應溫度。

汙泥、生石灰和氨基璜酸在料鬥中攪拌後，由雙螺旋進料機推入柱塞泵進料（liào）口，通過柱塞（sāi）泵送入反（fǎn）應器，在70℃下（xià）停留30 min，輸出的產品可達到美國EPA PART503 CLASS A標準。反應後的汙泥泵送至料倉，密封容器（qì）中產生的氣體經洗滌塔處理後排放（fàng）。

該工藝的特點：

• pH>12，延續時間長，殺菌（jun1）徹底；高（gāo）pH使大（dà）部分金屬（shǔ）離子沉澱，降低了其可溶性（xìng）和活躍程度；

• 汙泥（ní）的含固率可提高（gāo）至30%；去除了汙泥中的臭（chòu）氣，係統全密封，無環境汙染；

• 係統全（quán）自（zì）動，操作維護簡單：加入少（shǎo）量氨基璜（huáng）酸，減少了石灰用量和反應時間，降低了運行成（chéng）本。

所謂汙泥碳化，就是通過一定的手段，使汙泥中的水（shuǐ）分釋放出（chū）來，同時又***大限度地保留汙泥中的碳值，使***終產物中的碳含量大幅提高的過程(Sludge Carbonization o在世界範圍內，汙泥碳化主要分為3種（zhǒng）。

(1)高溫碳化

碳化時不加壓，溫度為（wéi）649—982℃。先將汙泥（ní）幹化至含水（shuǐ）率（lǜ）約30%，然後進入（rù）碳化爐高溫碳化造粒（lì）。碳化顆粒可以作為低級燃料使用，其熱值（zhí）約為8 360—12 540 kJ/kg(日本或美國)。

技術上較（jiào）為成熟的公司包括日本的荏原、三菱重工、巴工業（yè）以及美國的IES等。該技術可以實現汙泥的減量化和資源化，但由於其技術複雜，運行成本高（gāo），產品中的熱值含量低，目前尚未有大規模地應用，***大（dà）規模的為30刪濕汙（wū）泥。

(2)中溫碳化（huà）

碳化時不加壓（yā），溫度為426—537℃。先將汙（wū）泥幹化至含水率約90%，然後（hòu）進入碳化爐分解。工藝中（zhōng）產生油、反應水(蒸汽冷凝水)、沼氣(未冷凝的空氣)和固體碳化物。該技術的代表為澳大利亞ESI公司。該公司在澳洲建（jiàn）設了1座100t/d的處理廠。

該技術可以實現汙泥的減（jiǎn）量化和資源化，但由於汙泥***終的產物（wù）過於多樣化，利用十分困難。另外，該技術是在幹化後對汙泥實行碳化（huà），其經濟效益不明顯，除澳洲一家處理廠外，目前尚無其他潛在的用戶。

(3)低溫碳化（huà）

碳化前無需幹（gàn）化（huà），碳化時加壓（yā）至6~8 MPa，碳化溫度為315℃，碳化後的汙（wū）泥成液態，脫（tuō）水後（hòu）的含水率50%以下，經幹化造粒後可作（zuò）為（wéi）低級燃料使用，其熱值約為15 048～20 482 kJ/kg(美國)。

該技術通過加（jiā）溫加壓使（shǐ）得（dé）汙泥（ní）中的生物質全部裂解，僅通過機械方法即可將（jiāng）汙泥中75%的水分脫除，極大地節省了運行中的能（néng）源消耗。汙（wū）泥全部裂解（jiě）保證了汙泥（ní）的徹底穩定。汙泥碳（tàn）化過程中保留（liú）了絕大部分汙泥中熱（rè）值，為裂解後的能源再利用創造了（le）條件14t。

汙泥水解熱幹化技術（shù）汙泥水熱幹化技（jì）術通過將汙泥加熱（rè），在一定溫度和壓力下使汙泥中的粘性有機物水解（jiě），破壞汙泥的膠（jiāo）體結構，可以同時改善脫水性能和厭氧（yǎng）消化性能。

隨水熱反應（yīng）溫度和壓力的增加，顆粒碰撞（zhuàng）增大，顆粒間的（de）碰撞（zhuàng）導致了膠體結構的破壞，使束（shù）縛（fù）水（shuǐ）和固（gù）體（tǐ）顆粒分離。

經（jīng）過水熱處理的汙泥（ní）在不添加絮凝劑的情況下機械脫水的含水率大幅（fú）度降低。汙泥的水解宏觀上表現（xiàn）為揮發性懸浮固體濃度減少和COD、BOD以及氨氮等（děng）濃度增加。

水熱（rè）幹化（huà）技術采用漿化反應器，通過閃蒸乏汽（qì）返混預熱漿化、蒸汽（qì）與機械協（xié）同（tóng）攪（jiǎo）拌，提（tí）高了係統的處理效率；在水熱反應器中，采用蒸（zhēng）汽逆向流直接混合加熱的方（fāng）式，強化了傳質傳熱過程，可以避免局部過熱結焦碳化：在連續閃蒸反應（yīng）器中，實現了係統能量的有效回收。

汙泥（ní）微生物通過（guò）水解破壁處理後，其胞內蛋白質（zhì）和水分得以釋放，再經過固液分離（lí）後，可到含（hán）水率35-45%（減量70%以上）、有機物消減40-50%的汙泥殘渣和可（kě）資源化利用的（de）含蛋白液（yè）體。目前天津裕川環境在該方麵已取得一定成績。

圖：微生物蛋白提取流（liú）程圖

汙泥經水解處理（lǐ）後，其含蛋白液體經濃縮後可作為蛋白發（fā）泡劑和有機肥等利用，汙泥殘渣可用做覆土、綠化土、土壤改良劑和（hé）建築材料等。

圖：微生物蛋白提取後端處（chù）置路線

值（zhí）得注意的是，蛋白質提取工藝中保證了重金屬不會進入蛋白質，而蛋白（bái）可（kě）以用於工業製品，也可以（yǐ）進入（rù）農業，但這（zhè）些也都要企業自身完成產（chǎn）業鏈整合的工作。目前（qián）裕川環境的汙（wū）泥蛋白質提取工（gōng）藝已成（chéng）功運用，後期有望通過產業鏈上企業間（jiān）的有機（jī）協調，打通蛋白進入農業的（de）後（hòu）端產業鏈（liàn）。

熱水解預處理技術是以（yǐ）含固率15%~20%的脫水汙（wū）泥為對象進行的厭氧消化技術。

具體而言，該工藝是通過高溫高壓熱水解預（yù）處理，以高含固的脫（tuō）水汙泥（含（hán）固率15%~20%）為對象的厭氧消化技術。

工藝（yì）采用高（gāo）溫（155℃~170℃）、高壓（6bar）對汙泥進行熱水解與閃蒸處（chù）理（lǐ），使汙泥中的胞外聚合物和大分子有機物發生水解、並破解汙泥中（zhōng）微生物的細胞壁（bì），強化物料（liào）的（de）可生化性能，改善物料的流動性，提高汙（wū）泥厭氧消化池的容積利用率、厭氧消化（huà）的有機物降解率和產氣量（liàng）。

同時能通（tōng）過（guò）高溫高壓預處（chù）理（lǐ），改善汙泥的（de）衛生性能及沼渣的脫水（shuǐ）性能、進一步降低沼（zhǎo）渣的含水率，有利於厭氧消化後沼渣的資源化利用。

此工藝已在歐洲國家得到規模化工（gōng）程應用。

與傳統消化相比（bǐ），該工藝（yì）具備以下特色：

（1）有機物轉化率（lǜ）高

（2）無（wú）害化水平提高，完全殺滅病原菌，泥餅達到***；

（3）PH略高，可（kě）降低沼氣中的H2S和CO2濃度，使CH4含量提高；

（4）減少汙泥體積，提高汙泥穩定性。

四、未來的主流技術

借鑒（jiàn）國際經驗，未來汙泥處理處置的技術發（fā）展主要有四條路徑：

1、沼氣（qì）能（néng）源回（huí）收和土（tǔ）地利用為主的厭氧消化技術路線

厭氧反應流程：

厭氧消化（huà）具有以下優點：

1）提（tí）高後續處理的效率並減少後續處理能耗。通常認為厭氧反應可以實現汙泥減量化、穩（wěn）定化。通過厭氧反應，汙（wū）泥中有機物去除40%-60%，有害病菌（jun1）減少。此外，厭氧消（xiāo）化提高汙泥脫水穩定性，讓焚燒等後續處理減少35%以上的能耗。

2）厭氧消化成本較低。根據《中國（guó）環境報》統（tǒng）計，單純厭氧消化投資成本約為20-40 萬元/(噸（dūn）/日），由於不用（yòng）鼓風曝氣等（děng），節約了成本，單純厭氧消化運行費用約為60-120 元/噸(含水率80%，不包括濃縮和脫水)，而好氧發酵運行費用為（wéi）120-160 元/噸。

歐美50%以上的汙泥采用厭氧消化處理，產生的沼氣轉化為電能可滿足汙水（shuǐ）廠所需電力的33%～100%。

但汙泥厭氧消化在我國應用的並不順暢（chàng）。我國建設的約50 座汙泥厭氧消化設施中，可以穩定運營的隻有20 餘座。

主要（yào）原因是由我國汙（wū）泥泥質差、處理廠（chǎng）運行管理水平低。我國汙泥含砂量較高、有機物（wù）含量較低、汙泥可生化性差，消化設備運行的穩定性和產沼氣率等指標普遍未達到國外標準。此外（wài），我國缺乏沼氣利用的激勵機製，設（shè）備的投資費用高，係統運行（háng）較為（wéi）複雜不易掌握。

不（bú）過采用堿解處理、熱處理、超聲波處（chù）理、微（wēi）波處理等方法對（duì）汙（wū）泥進行預處理，可以（yǐ）提高汙泥水解速率，改善汙泥厭氧消化性能。並通過（guò）項目經驗的（de）積累，企業也逐步掌（zhǎng）握了較為***的操作技能。汙泥厭氧消化技（jì）術會是未來的一個主流方（fāng）向。

2、土地利用為主的好氧發酵技術路線

好氧堆肥是在有氧情況下，通過微生物的發酵作用，將汙泥轉變為（wéi）肥料的過程。其（qí）中有（yǒu）機物（wù）料代謝為二氧化碳、水和熱。

好氧堆肥的優點包括：

1）發酵效率高，穩定化時（shí）間相對短；

2）臭味少，實現滅菌；

3）含水（shuǐ）率可降到40%；

4）汙泥成品主要用於修複鹽堿地、城市綠化、垃（lā）圾場覆蓋以及建築等方麵用土；

5）並衍生（shēng）出蚯蚓（yǐn）生物堆肥等來強化堆肥（féi）效果，比如興蓉環境和（hé）綠山的合作（zuò）。

堆肥的（de）難點主要包括：

1）能（néng）量淨支出，通風能耗費用占比80%；

2）需對（duì）好氧堆肥運（yùn）行的不同階段的合理通風量（liàng）加強研究；

3）缺少C/N 等控製因素的（de）理論研究（jiū），致使存在調（diào）理添加劑使用過多的情況。

汙泥經發（fā）酵後轉（zhuǎn）化為（wéi）腐殖質，可***性農用、園（yuán）林綠化（huà）或改良土壤（rǎng），從而實現汙泥中有機（jī）質及營（yíng）養元素的***利用，設（shè）備投資少、運行管理方便。

但占地麵積大、發酵產品存在重金屬（shǔ）汙染（rǎn）等缺（quē）點使（shǐ）得好（hǎo）氧發酵技術在我國較難發展。

目前（qián）汙（wū）泥好氧發酵（jiào）工程可采用***、快速、穩定、集約化的設計、運營（yíng）模式（shì），可實現占地麵積的大幅縮小；此外，研究表明我國城市生活汙泥的重金（jīn）屬超標比例約5%，汙（wū）染（rǎn）風險較小，不（bú）應該成為***汙泥發酵產品土地利用的主要（yào）障礙。

因此，在《城鎮汙水處理廠汙泥處（chù）理處理技術指南(試行)》中，“好氧發酵+土地利用”也被列為（wéi）推薦技術路線。該技術在相（xiàng）對欠發達地區，應用前景較大。

3、汙泥幹化-焚燒技術路線

長期以來，國人對汙泥幹（gàn）化焚燒工藝存（cún）在誤讀，普遍認為它是一種（zhǒng）高（gāo）能耗工藝和高碳排放（fàng）工藝。實際上，國際上汙泥焚（fén）燒能量可以達到自給，不同工藝能耗來看，焚燒（shāo）工藝（～100kW/t）與堆肥工藝（>100kW/t）相當。

焚燒實現徹底（dǐ）處理和處置，而（ér）堆肥後續（xù）需要考慮儲存、運輸等能耗。而且，汙泥中的有機質焚燒是碳中性的。此外，人們（men）還誤認為汙泥焚燒特性與垃圾相同是二噁（wù）英排放源。

幹（gàn）化焚燒工藝（yì）的設備投資較大，焚燒產生的（de）煙氣汙染嚴重（chóng），還需建立完善的煙氣處理係統，這（zhè）也加（jiā）大了汙泥的處理費用。因此幹化焚燒工（gōng）藝一般適（shì）用（yòng）於用地緊張且經濟發達的（de）地（dì）區。

隨著對（duì）碳減排（pái）和汙泥（ní）生物質資源認識（shí）的不斷加深，幹化焚燒工藝在國外的應用範圍開始減少。然而現階（jiē）段，在（zài）我國汙泥厭氧消（xiāo）化和好氧發（fā）酵技術（shù）還未成熟的情況下，汙（wū）泥幹化焚燒在一定（dìng）時（shí）期內可能會出現增（zēng）長的態（tài）勢，尤其是工（gōng）業窯爐協同焚燒的（de）方式。

4、建材利用為主的汙泥***脫水（shuǐ）處理技術（shù）路線

大家對汙泥***脫水技術的普遍認知還停留在投加大量化學藥劑，導致減容（róng）不減（jiǎn）量；且藥劑對後續汙泥焚燒、土地利用、建材利用等產物影響；是臨時（shí）性、應急汙泥處理處置技術路線等。

目前采用的***脫水工藝，投加大量藥（yào）劑未達到減量效果（guǒ），且未與（yǔ）後續（xù）處置相結合，將阻礙汙泥處理技術發展，導致劣幣驅除良（liáng）幣的現象。

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中央第二生態環（huán）境保護督察（chá）組對遼寧省朝陽市開展了現場（chǎng）督查。督查發（fā）現，朝（cháo）陽（yáng）市生活汙泥無害化處置工作推（tuī）進緩慢（màn），近40萬噸汙泥長期違（wéi）法露天堆存，占地85畝的汙（wū）泥堆存場，貯存著厚度高達5米的（de）生活汙泥，並且散（sàn）發出陣陣臭味。

圖：朝陽市兩塊臨時汙泥（ní）堆存場（chǎng）

目前全國汙泥處理處置規模巨大，但（dàn）安全處置率低（dī）。對我國的環境存在巨大的威脅。那麽（me）如何對汙泥進行處理和處置呢？

在說汙泥處理（lǐ）處（chù）置技術（shù）之前，先（xiān）來了解一下汙泥處理和處置的含義：

汙泥處理(sludge handling or sludge treatment)：汙泥經單元工（gōng）藝組合處理, 達（dá）到“減量（liàng）化（huà）、穩定化、無害化”目的的全過程。

汙（wū）泥處置(sludge disposal)：處理後的汙泥,棄置於自然環境（jìng）中(地麵、地下、水中)或再利用, 能夠達到長期穩定並（bìng）對（duì）生態環境無不良影響的***終消納（nà）方（fāng）式。

一、汙泥基礎知識

1、類型

原（yuán）汙泥(rawsludge)：未經汙泥處理（lǐ）的初沉澱汙泥（ní）。二沉剩餘汙泥或兩者的混合汙泥。

初沉汙泥(primarysludge)：從初沉澱池（chí）排出的沉澱（diàn）物。

二沉汙（wū）泥(secondeysludge)：從（cóng）二次沉澱池(或沉澱（diàn）區)排出的沉（chén）澱物。

活性汙泥(activatedsludge)：曝氣池中繁殖的含（hán）有各種好氧微生物（wù）群體的絮（xù）狀體。

消化汙泥(digestedsludge)：經過好氧消化或厭氧消化的（de）汙泥（ní），所含有機物質濃度有一定程度的降低，並趨於穩定。

回流汙泥(returnedsludge)：由二次沉（chén）澱(或沉澱區)分離出來，回流到曝（pù）氣池的活性汙泥。

剩餘汙（wū）泥(excessactivatedsludge)：活性汙（wū）泥係統中從二次（cì）沉澱池(或沉澱區)排出係統外的活性汙泥。

汙泥氣(sludgegas)：在汙泥厭氧消化時（shí），有機（jī）物分解所產生的氣體，主要成分為甲烷（wán）和二氧化碳，並有少量的氫、氮和硫化氫。俗稱沼氣。

汙泥消（xiāo）化 （sludge digestion）： 在氧（yǎng）或無氧的（de）條件下，利用微生物的作用，使汙泥中的有機（jī）物轉化為較穩定物質的過程。

好氧消化（huà） （aerobic sigestion）： 汙泥經（jīng）過較長時間的曝氣，其中一部分有機物由好氧（yǎng）微（wēi）生物進行降解（jiě）和穩定的過程。

厭氧消（xiāo）化（anaerobic digestion): 在（zài）無（wú）氧（yǎng）條件下，汙泥中的有機物由厭氧（yǎng）微（wēi）生（shēng）物進行降解和穩定的過程。

中溫消化（mesophilic digestion）：汙泥在溫度為33-53℃時進行的厭氧（yǎng）消化工（gōng）藝。

高溫消化（thermophilic digestion）：汙泥在溫度為53-330℃進行的（de）厭氧消化工藝。

汙泥濃縮（sludge thickening): 采用重力或氣浮法降低汙泥含水量，使汙（wū）泥稠化的過程。

汙泥淘洗（elutriation of sludge): 改善汙泥脫水性能的一種汙泥預（yù）處理（lǐ）方法。用清水或廢（fèi）水淘洗汙泥（ní），降低（dī）消化汙泥堿度（dù），節省汙泥處理投藥量，提高汙泥（ní）過濾脫（tuō）水效率。

汙泥脫水（sludge dewatering): 對濃縮汙泥進一步去（qù）除一（yī）部分含水量的過程，一般指機械脫水。

汙泥真空過濾（sludge vacuum filtration): 利用真空使過濾介質一側減壓，造成介質兩側壓差，將汙泥水強製濾過介質（zhì）的汙泥脫水方法。

汙泥壓濾（sludge pressure filtration): 采用正（zhèng）壓過濾，使汙（wū）泥水強製濾過（guò）介質的汙泥脫水方法。

汙泥幹化（sludge drying): 通過滲濾或蒸發等作用，從（cóng）汙泥（ní）中去除大部分含水量的過程，一般指采用汙泥幹化場（床）等自蒸發設施或采用（yòng）蒸汽、煙氣、熱油等熱源的幹化設施。

汙泥焚燒（sludge incineration）：汙泥處置的一種（zhǒng）工藝。它利用焚燒爐將脫水汙泥加溫幹（gàn）燥（zào），再用高溫氧化汙泥中的有機物（wù），使汙泥成為少量灰燼。

二、汙泥分類

該（gāi）技術（shù）創新采用汙泥洗滌工藝，首先洗出汙（wū）泥中有機物質，分離無機物質汙泥土，再將有機汙泥（ní）濃縮進行高溫厭氧消化（huà）處理。

優點：

• 沉澱汙泥經過洗滌洗出汙泥（ní）中一（yī）半固體無機（jī）汙泥土，減少了一半生物處理量，節省工程投資和處理費用；

• 單獨處理有（yǒu）機汙泥，去除了無機汙（wū）泥土在反應器中的沉澱，減少了設備磨損和反應器的維護；

• 沉澱汙泥經過洗滌洗出汙泥中大部分（fèn）容（róng）易沉澱的重金屬和無機汙（wū）泥土，提高了有機肥的品質；

• 洗滌出的汙泥土還可（kě）生產路麵彩磚、透水磚。

其他創新工藝：超高溫厭氧消化、多級厭氧（yǎng）消化、沼渣漂浮等，汙泥生物（wù）處理（lǐ）速度提高了幾倍和沼氣產量（liàng）提高20%以上。

目前（qián）國內外現有汙泥處理技術還沒有能夠達到免費處理、處（chù）置汙泥的水（shuǐ）平。

脫水後的汙泥進入料鬥，料鬥中（zhōng）加入石灰和氨基璜（huáng）酸，石灰投量為濕泥量（liàng）的10%一15%，氨基璜酸的投量約為石灰投量的1%。由於氨基璜（huáng）酸在（zài）反應過程中產生氨（ān）氣，增強了整個工藝的（de）殺菌效果，降低了反應溫度（dù）。

汙泥（ní）、生石灰和氨基璜酸在料鬥（dòu）中攪拌（bàn）後，由雙螺旋進料機推入柱塞（sāi）泵進料口，通過柱塞泵送（sòng）入反（fǎn）應器，在70℃下停留30 min，輸出的產品可（kě）達到美國EPA PART503 CLASS A標準。反應後的（de）汙泥泵送至料（liào）倉，密封（fēng）容器中產生的氣體經（jīng）洗滌塔處理後排放。

該工藝的特點（diǎn）：

• pH>12，延續時間長，殺菌徹底；高pH使大部分金屬（shǔ）離子沉澱，降低了其可溶性和活躍程度；

• 汙泥的（de）含固率（lǜ）可提高至30%；去除了汙泥中的臭氣，係統（tǒng）全密封，無環境汙染；

• 係統全（quán）自動（dòng），操作維護簡單：加（jiā）入少量氨（ān）基璜（huáng）酸，減少了石灰用量和反應時間，降低了運行成本。

所謂汙（wū）泥碳化，就是通過一定（dìng）的手段，使汙泥中的水分釋放出（chū）來，同時又***大限度地保留汙泥中的碳值，使（shǐ）***終產（chǎn）物中的碳含量大幅提高（gāo）的過程(Sludge Carbonization o在世界範圍（wéi）內（nèi），汙（wū）泥碳化主要分為3種。

(1)高溫碳化

碳化時不加壓（yā），溫度為649—982℃。先將汙泥幹化至含（hán）水率約（yuē）30%，然後進（jìn）入碳化爐高（gāo）溫碳（tàn）化造粒。碳化顆粒可以作為低級燃料使用（yòng），其熱值約為8 360—12 540 kJ/kg(日本或美國（guó）)。

技術上較為成熟的公司包括日本的荏原、三菱重工（gōng）、巴工（gōng）業（yè）以及美國的IES等。該（gāi）技術可以實（shí）現（xiàn）汙泥的減量化和資源化，但由於其技術複雜，運行成本高（gāo），產品中（zhōng）的（de）熱值含量低，目前尚（shàng）未有大規模地應用，***大規模（mó）的為30刪濕汙泥。

(2)中溫（wēn）碳化

碳化時不加壓，溫度為426—537℃。先將汙泥幹化（huà）至含（hán）水率約90%，然後（hòu）進入碳化爐分（fèn）解。工藝中（zhōng）產生油、反應水(蒸汽冷凝水)、沼氣(未冷凝的空氣)和固體碳化（huà）物。該技術的（de）代（dài）表為澳大利亞ESI公司。該公司在澳洲建設了1座100t/d的處理廠。

該技術可以實現汙泥的減量（liàng）化和資源化，但由於汙泥***終的產物過於多樣化，利用十分困難。另外（wài），該技術是在幹化後對汙泥實行碳化，其經濟效益（yì）不（bú）明顯（xiǎn），除澳洲一家處理廠外，目前（qián）尚無其他潛在的（de）用戶。

(3)低溫碳化

碳化前（qián）無需幹化，碳化時加壓至6~8 MPa，碳化（huà）溫度為315℃，碳化後的汙（wū）泥成液態，脫水後的含水率50%以下，經幹化造粒後可作為低級（jí）燃料使用，其熱值約為15 048～20 482 kJ/kg(美國)。

該技術通（tōng）過加溫加壓使得汙泥中的生物質全部裂解，僅通過（guò）機械方法即可將汙泥中75%的水分脫除，極大地節（jiē）省了（le）運（yùn）行中的能（néng）源消耗。汙泥（ní）全部裂解保證了汙（wū）泥的（de）徹底穩定。汙泥碳（tàn）化過程中保留了絕（jué）大部分（fèn）汙泥中熱值，為（wéi）裂解後的能源再利用創造（zào）了條件14t。

汙泥水解熱幹化技（jì）術汙（wū）泥水熱幹化技術通過將汙泥（ní）加熱，在一定溫度和壓力下使汙泥（ní）中的粘性有機物水解，破壞汙泥的膠體結構，可（kě）以同時改善脫（tuō）水（shuǐ）性能和厭氧消化性能。

隨水熱反應溫度和（hé）壓力的增加（jiā），顆粒碰撞增大，顆粒（lì）間的碰撞導致了膠體結構的破壞，使（shǐ）束縛（fù）水和固（gù）體顆粒分離。

經過水（shuǐ）熱處理的汙泥在不添加絮（xù）凝（níng）劑的情況下機械脫水的含水率大幅度降低。汙泥的水解宏觀上表現為揮發（fā）性懸浮固體濃度減少（shǎo）和COD、BOD以及氨氮等濃度增加。

水熱幹化技術采用漿化反應器，通過閃蒸乏汽（qì）返混預（yù）熱漿化、蒸汽（qì）與機械協同攪拌，提高了係統的處理效率；在（zài）水熱（rè）反應器中，采用蒸汽逆向流直接混合加熱的方式，強化了傳質傳（chuán）熱過程，可以避（bì）免局部過（guò）熱結焦碳化：在連續閃蒸反應（yīng）器（qì）中，實現了係統能量的有效回收。

汙泥微（wēi）生物通過水解（jiě）破壁處理後，其胞（bāo）內蛋白質和水分得以釋放，再經過固液（yè）分離後，可到含水率35-45%（減量70%以上）、有機物消減40-50%的汙泥殘渣和可資源化利用的含（hán）蛋（dàn）白液體（tǐ）。目前天津裕川環境在該方麵已（yǐ）取得一定成績。

圖：微生物蛋白提（tí）取流程圖

汙泥經水解處理後，其含蛋白液體經濃（nóng）縮後可作為蛋白發泡（pào）劑（jì）和（hé）有機肥等利用，汙泥殘渣可用做覆土、綠化土、土壤（rǎng）改良劑和建築材料（liào）等（děng）。

圖：微生物蛋白提取後端處置路線（xiàn）

值得注（zhù）意的是，蛋（dàn）白質提取工藝中保證了（le）重金屬不會進（jìn）入蛋白（bái）質，而蛋白（bái）可以（yǐ）用於工業（yè）製品，也可以進入農業，但這些（xiē）也都要企業自（zì）身完成產業鏈整合的工作。目前裕川環境的汙泥蛋白質提取工藝已成功運用，後期有望通（tōng）過產業鏈上企業（yè）間的有機協（xié）調，打通蛋（dàn）白進入農業的後端產業鏈。

熱水解預處理技術是以含（hán）固率15%~20%的脫水汙泥為對象進行的厭氧消化技術。

具體而言，該工藝是（shì）通過高溫高壓熱水解預處理，以高含固的脫水汙泥（含固率15%~20%）為對象（xiàng）的厭氧消化技術。

工藝采用高溫（155℃~170℃）、高壓（yā）（6bar）對汙泥進行熱水解與閃蒸處理，使汙泥中（zhōng）的胞外聚合物和大分子有機（jī）物發生水解、並破解汙泥中微生（shēng）物的（de）細胞壁，強（qiáng）化物料的可生化性能，改善物料的流動性，提（tí）高汙泥厭氧消化（huà）池的容積利用率、厭氧消化（huà）的有機物降解率和（hé）產氣量。

同時能通過高溫高壓預處理，改善汙泥（ní）的衛生性能（néng）及沼渣的（de）脫水性（xìng）能、進一步降（jiàng）低沼渣的含水率，有利於厭氧消化後沼渣的資源化利用。

此工藝已（yǐ）在歐洲國家（jiā）得（dé）到規模化工程應用。

與傳（chuán）統消化相（xiàng）比，該（gāi）工藝具備（bèi）以下特色：

（1）有機物轉化率高

（2）無害化水平提高，完全殺滅病原菌，泥餅達到***；

（3）PH略高（gāo），可降低沼氣中的H2S和CO2濃度，使CH4含量提（tí）高；

（4）減少汙泥體積，提高汙泥穩定性。

四、未（wèi）來的主流技術

借鑒國際經驗，未來汙泥（ní）處理（lǐ）處置的技術發展主要有四條路徑：

1、沼氣能源回收和土地利用（yòng）為主的厭氧消化技術路（lù）線

厭氧（yǎng）反應流程：

厭氧消化具有以下優點（diǎn）：

1）提高後續處理的效率並減少後續處理（lǐ）能耗。通常認為厭氧反應可以實現汙泥減量化、穩定化。通過厭（yàn）氧反應，汙泥中有機物去除（chú）40%-60%，有害病菌減少。此外，厭氧消化提高汙泥脫水穩定性，讓焚燒等後續（xù）處理減少35%以上的能耗。

2）厭氧消化成本較低（dī）。根據《中（zhōng）國環境報》統計，單純厭氧消化投資成本約為20-40 萬元/(噸/日），由於不用鼓（gǔ）風曝氣（qì）等，節約了成本，單純（chún）厭氧消（xiāo）化運行（háng）費用約為60-120 元/噸(含（hán）水率80%，不包括濃縮和脫水)，而好氧發酵運行費用為120-160 元/噸（dūn）。

歐美50%以上的汙泥采（cǎi）用厭氧消化處理，產生（shēng）的（de）沼氣轉化為電能可滿足汙水廠所需電力的33%～100%。

但汙泥厭氧消化在（zài）我國應用的（de）並不順暢。我國建設（shè）的約50 座汙泥厭氧消化設施中，可以穩定運營的隻有（yǒu）20 餘座。

主要原因是由我國汙泥（ní）泥質差、處理廠運行管理水平低。我國汙泥含砂量較高、有機物含量較低、汙泥可生化性差，消化設備運行的穩定性（xìng）和產沼氣率等指標普遍未達到國外標準。此外，我國缺乏沼氣（qì）利用的激勵機製，設備的投資（zī）費（fèi）用高，係統運行較為複雜不易掌握。

不過采用堿解處理、熱處理、超聲波處理、微波處理等方法對汙泥進行預處理，可以提（tí）高汙泥水解（jiě）速率，改善汙泥厭氧消化性（xìng）能。並（bìng）通過項目經驗的積累，企業也逐步掌握了較為***的操作技能（néng）。汙泥厭氧消化技術（shù）會是未來的一個主流方向。

2、土地利用為主的好氧發酵技術（shù）路線

好（hǎo）氧堆肥是在有（yǒu）氧情況下，通過微生物的發酵作用，將（jiāng）汙泥轉變為（wéi）肥料的過程。其中有機物料代謝為二氧化碳、水（shuǐ）和熱。

好氧堆肥的優點包括：

1）發酵（jiào）效率高，穩定化時間相對短；

2）臭味少，實現滅菌；

3）含水（shuǐ）率可降到40%；

4）汙（wū）泥成品主要用於修複鹽堿地、城市綠化、垃圾場覆蓋以及建築等方麵用土；

5）並衍生出蚯蚓生（shēng）物堆肥等來強化堆肥效果，比如興蓉環境和綠山的合作。

堆（duī）肥（féi）的難點主要包括：

1）能（néng）量淨支出（chū），通風能耗費用占比80%；

2）需對好氧堆肥運行的不同階段（duàn）的合理通風量加強研究；

3）缺少C/N 等控製因素的理論研究，致使存在調理添（tiān）加劑使用過（guò）多的情況。

汙泥經發酵後轉化為腐殖質，可（kě）***性農（nóng）用、園林綠（lǜ）化或改良土壤，從而實現汙泥中有機質及營養元素的***利用，設備投資少、運行管理（lǐ）方便。

但占地麵積大、發酵產品（pǐn）存（cún）在重金屬汙染等缺點使得好氧發酵技術在我國較難發展。

目前汙泥好氧發酵工程可采用***、快速、穩定、集約化的設計、運營模式，可實現占地麵積的大幅縮小；此外，研究表明我國（guó）城市生活汙泥的重金（jīn）屬（shǔ）超標比例約5%，汙染風險較（jiào）小，不應該成為***汙泥發酵產品土地（dì）利用的（de）主要障礙。

因此，在《城（chéng）鎮汙水處理廠汙泥處理處理技術指南(試行)》中，“好氧發酵+土地利用”也被列為推薦技術路線。該技術在相對欠發達地區，應用前景較大。

3、汙泥幹化-焚燒技術路線

長期以來，國人對汙泥幹化焚燒工藝存在誤讀，普遍（biàn）認為它是一種高（gāo）能耗（hào）工藝和（hé）高（gāo）碳（tàn）排放工藝。實際（jì）上，國際上汙泥焚燒能量可以達到自給，不同工藝能耗來看（kàn），焚燒工（gōng）藝（～100kW/t）與堆肥工藝（>100kW/t）相當。

焚燒實現徹底處理和處置，而堆肥後續需（xū）要考（kǎo）慮（lǜ）儲存、運輸等能耗。而且，汙（wū）泥中的（de）有機（jī）質焚燒（shāo）是碳中性的。此外，人們還誤（wù）認為汙泥（ní）焚燒特性與垃圾相同是二（èr）噁英排放源。

幹化焚燒工藝的設備投資較大，焚燒產生的煙氣汙染嚴重，還需（xū）建立完善的煙氣處理係統，這也加大了汙泥的處理費用（yòng）。因此幹化焚燒工藝一般適用於用地緊張（zhāng）且經濟發（fā）達的地區。

隨（suí）著對碳減排和汙泥生物質資源認（rèn）識的（de）不斷加深（shēn），幹化（huà）焚燒工藝在國外的應用範圍（wéi）開始（shǐ）減少。然（rán）而現階段，在我國汙泥厭氧（yǎng）消化和好氧發酵（jiào）技術（shù）還未（wèi）成（chéng）熟的情況下，汙泥幹化（huà）焚燒在一（yī）定（dìng）時期內可能會出現增長的態勢，尤其是工業窯（yáo）爐協同焚燒的方式。

4、建材利用為主的汙泥***脫水（shuǐ）處理技術路線

大家對汙泥***脫（tuō）水技術的普遍認（rèn）知（zhī）還停（tíng）留在投加（jiā）大量化學藥劑，導致減容不（bú）減量；且藥劑對後續汙泥焚燒、土地利用、建材利用等產物影響（xiǎng）；是臨（lín）時性、應（yīng）急汙泥處理處置技術路（lù）線等。

目前采用的***脫水（shuǐ）工藝，投加大量藥劑未達到減量效果，且未（wèi）與後續（xù）處置相結合，將阻礙汙泥（ní）處理技術發（fā）展，導致劣幣驅除良幣的現象。

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聲明 | 文章（zhāng）轉載於（yú）網絡，用於（yú）學術/技術交流，侵刪。中央第二生態環境保護督察組對（duì）遼寧省朝陽市開展了現場督查。督查（chá）發現，朝陽市生活汙泥無害（hài）化處置工作推進緩慢，近40萬噸汙泥長期違法露天堆存，占地85畝的汙泥堆存場，貯存著厚度高達5米的（de）生活汙泥，並且散發出陣陣臭味。

圖（tú）：朝陽市兩塊臨時汙泥堆存場

目前全（quán）國汙泥（ní）處理處置規模巨大，但安全處置（zhì）率低。對我國（guó）的環境存在巨大的威脅。那（nà）麽如何對汙（wū）泥進行處理和（hé）處置呢？

在說汙（wū）泥處理處置技術之前（qián），先來了解（jiě）一（yī）下汙泥（ní）處理和處置的含義：

汙泥（ní）處（chù）理(sludge handling or sludge treatment)：汙泥經單（dān）元工藝組合處理, 達到“減量化、穩定化、無害化”目的的全過程。

汙泥處置(sludge disposal)：處理後的汙泥,棄置於自然環境中(地麵、地下、水中)或再利用, 能夠達（dá）到長期穩定並對生態（tài）環（huán）境無不（bú）良影響的***終消納方式。

一、汙泥基礎知（zhī）識

1、類型

原汙泥(rawsludge)：未經（jīng）汙泥處理的初沉澱汙泥。二沉剩餘汙泥或兩者（zhě）的混合汙泥。

初沉汙（wū）泥(primarysludge)：從初（chū）沉澱池排出的沉澱物。

二沉汙泥(secondeysludge)：從二次沉澱池(或沉澱區)排出的沉澱（diàn）物。

活性汙泥(activatedsludge)：曝氣池中繁殖的含有各種好氧微生物群體的（de）絮狀體。

消化汙泥(digestedsludge)：經（jīng）過好氧消化或（huò）厭氧消化的汙泥，所含有機物質濃度有一定程度的降低，並趨於穩定。

回流汙泥(returnedsludge)：由二次（cì）沉澱（diàn）(或沉澱區)分離出來，回流到曝氣（qì）池的活性汙泥。

剩餘汙泥(excessactivatedsludge)：活性汙泥係統中從二次沉澱池（chí）(或沉澱區)排出（chū）係統外的活性汙泥（ní）。

汙（wū）泥氣（qì）(sludgegas)：在汙泥厭氧消化時（shí），有機（jī）物分解所產生的氣體，主要成分為甲烷和（hé）二氧化碳，並有少量的氫、氮（dàn）和硫化氫。俗稱沼氣。

2、汙泥處（chù）理類型

汙泥消化 （sludge digestion）： 在氧或無氧的條件下，利（lì）用微生物的作用，使汙泥中的有（yǒu）機物轉化為較穩定物質的過程。

好氧消（xiāo）化 （aerobic sigestion）： 汙泥經過較長時間的曝氣，其中一部分有機（jī）物由好（hǎo）氧微生物進行降解和穩定的過程。

厭氧消化（anaerobic digestion): 在無氧條件下，汙泥中的有機物由厭氧（yǎng）微生物（wù）進行降解和穩定的過程。

中溫消（xiāo）化（mesophilic digestion）：汙泥在溫度為33-53℃時進行的厭氧消化工藝。

高（gāo）溫消化（huà）（thermophilic digestion）：汙（wū）泥在溫度為53-330℃進行的厭氧消化工藝。

汙泥濃縮（sludge thickening): 采用重力或氣浮法降（jiàng）低汙泥含水量，使（shǐ）汙泥稠化的過程。

汙泥淘洗（elutriation of sludge): 改善汙泥脫水性能的一種汙泥預處理方法。用清水（shuǐ）或廢水淘洗（xǐ）汙泥，降低消化汙泥堿（jiǎn）度，節省（shěng）汙泥處理（lǐ）投藥量，提高汙泥過（guò）濾脫水效率。

汙泥脫水（sludge dewatering): 對濃縮汙泥進一步去除一部分含水量（liàng）的過程，一般指機械脫水（shuǐ）。

汙（wū）泥真空過濾（sludge vacuum filtration): 利用真空使過（guò）濾（lǜ）介質一側減壓，造成（chéng）介質兩側壓差，將汙泥水強製濾過介質（zhì）的汙（wū）泥脫水方法（fǎ）。

汙泥壓濾（sludge pressure filtration): 采用正壓過濾，使汙泥水強（qiáng）製濾過介質的汙泥脫水方法。

汙泥幹化（sludge drying): 通過（guò）滲濾或（huò）蒸發等作用，從汙泥中去除大部分含水量的過程（chéng），一般指采（cǎi）用汙泥幹化場（床）等自蒸發設施或采用蒸汽、煙氣、熱油（yóu）等熱源的幹（gàn）化設施。

汙泥焚燒（sludge incineration）：汙泥處置的一種工藝。它利（lì）用焚燒爐（lú）將脫水汙泥（ní）加溫幹燥，再用高溫氧化汙泥（ní）中的有（yǒu）機物，使汙泥成（chéng）為少量灰燼。

二、汙泥分類

汙泥（ní）來源	汙泥特性
自來水廠沉澱池（chí）或濃縮池排出（chū）的物化汙泥處理	屬中細粒度有機與無機混合汙泥，可壓縮性能和脫水（shuǐ）性能一般。
生活汙水廠二（èr）沉池排出的剩餘活性汙泥處理	屬親水性、微細粒度有機（jī）汙泥，可壓縮性能差，脫水性能差。
工業廢水處理產生的經濃縮（suō）池（chí）排出的物化和生化混合汙泥處理	屬中細粒度混合汙泥，含（hán）纖維體的脫水性能較好，其餘可壓縮性能和脫水性能一般。
工業廢水處理產生的經濃縮池排出（chū）的物理法和化學法產生的物化細粒度汙泥處理	屬細粒度無機汙泥，可壓縮性能和脫水性能（néng）一般。
工業廢水處理產生的物化沉（chén）澱粗粒度汙泥處理	屬粗粒（lì）度疏水性無機汙泥，可壓縮性能和脫水性能很好。

三、汙泥（ní）處理新技術

1、沉澱汙泥生（shēng）物處（chù）理（lǐ）係統

該技術創新采用汙泥洗滌工藝，首先洗出汙（wū）泥中有機物質，分離無機物質汙泥土，再將有機汙泥濃縮進行高（gāo）溫厭氧（yǎng）消（xiāo）化處理。

優（yōu）點：

• 沉澱汙泥經過洗滌洗出汙泥中一半固體無機汙（wū）泥土，減（jiǎn）少了一半生物處理量，節省工程投資和處理費用（yòng）；

• 單（dān）獨處理有機汙泥，去除了無機汙泥土在反應器中的沉澱，減（jiǎn）少（shǎo）了（le）設備磨損和反應器的維護；

• 沉澱汙泥經過洗滌洗出汙泥中（zhōng）大部分容易沉澱的重金屬和無機汙泥土，提（tí）高了有機肥（féi）的品（pǐn）質；

• 洗滌出的汙泥土還可生產路麵彩（cǎi）磚、透水磚。

其（qí）他創新工藝：超高溫厭氧消化、多級厭氧消（xiāo）化、沼渣漂浮等，汙泥生物處理速（sù）度提高了幾倍和沼氣產量提高20%以上（shàng）。

目前國內外現有汙（wū）泥處理技術還沒有能夠達到免費處理、處置汙泥的水平。

2、石灰投加技術

脫水後的（de）汙泥進入料鬥，料鬥中加入石灰和氨（ān）基璜酸，石灰投量為濕泥量的10%一15%，氨基璜酸的投（tóu）量約為石灰投量（liàng）的1%。由（yóu）於氨基璜酸在反應（yīng）過程中產生氨（ān）氣，增強了整個工藝的殺（shā）菌效果，降低了反應（yīng）溫度。

汙泥、生石灰和氨基璜酸在料鬥中攪拌後，由雙螺旋進料機推入柱塞泵進料口，通過柱塞（sāi）泵送入反應器，在（zài）70℃下停（tíng）留30 min，輸出的產品可達到美國（guó）EPA PART503 CLASS A標準。反應（yīng）後的汙泥（ní）泵（bèng）送（sòng）至料倉，密封容器中產生的氣體經（jīng）洗（xǐ）滌塔處理後排放。

該工藝的特點：

• pH>12，延續時間長，殺菌徹底；高pH使大部（bù）分金屬離子沉澱，降（jiàng）低了其可溶性和活躍程度；

• 汙泥的（de）含固率（lǜ）可提（tí）高至30%；去除了汙泥中的臭氣，係統全密封，無環（huán）境汙染；

• 係統全自動，操作維護簡（jiǎn）單：加入少（shǎo）量氨基璜酸（suān），減少了石灰用量和（hé）反應時間，降低了（le）運行成本（běn）。

3、汙泥（ní）碳化技術

所謂汙泥碳化，就是通過一定的手段，使汙泥中的水分釋放出來，同時又***大限度地保留汙泥中的（de）碳值（zhí），使***終產物中的碳含量大幅提高（gāo）的過程(Sludge Carbonization o在世界（jiè）範圍內，汙（wū）泥碳（tàn）化主要分為3種。

(1)高溫碳化

碳化（huà）時不加壓，溫度為649—982℃。先將汙泥幹化至含水（shuǐ）率約30%，然後進（jìn）入碳（tàn）化爐高溫碳化造粒。碳化顆粒可以作為低級燃料使用，其熱值約為8 360—12 540 kJ/kg(日本或（huò）美國)。

技術（shù）上較為成熟的公司包括日本（běn）的荏原、三菱重工、巴工業以及美國的（de）IES等。該（gāi）技術可以實現汙泥的減量化和資源化，但由於其（qí）技術複雜，運行成本高，產品中的熱值含量低，目（mù）前尚未（wèi）有大規模地應（yīng）用，***大規模的為30刪濕汙泥。

(2)中溫碳化

碳化（huà）時不加壓，溫度為426—537℃。先將汙泥幹化至含水率約90%，然後進入碳化爐分解。工藝中產生（shēng）油、反應水(蒸汽冷凝水)、沼（zhǎo）氣(未冷凝（níng）的空氣（qì）)和固體碳化物。該技術的代表為澳大利亞ESI公司。該公司在澳洲建設了1座100t/d的處理廠。

該技術可（kě）以實現汙泥的減量（liàng）化和資源化，但（dàn）由於汙泥***終的產（chǎn）物過於多樣化，利（lì）用十分困難。另外，該技術是在幹化後對汙泥實行碳化，其（qí）經濟（jì）效益不明顯，除澳洲一家處理廠外，目前（qián）尚無其他潛在的用戶。

(3)低溫碳化

碳化前無需幹化，碳化時加壓（yā）至6~8 MPa，碳化溫（wēn）度為315℃，碳化後的汙泥成液態，脫水（shuǐ）後的含水率50%以下，經幹化造粒後可作為低級燃料使用，其熱值約為15 048～20 482 kJ/kg(美國)。

該技術通過加溫加壓使得汙泥中的生物質全部裂解，僅（jǐn）通過機械（xiè）方法即可將（jiāng）汙泥中75%的水分脫除，極大地節省了運行中的能源（yuán）消耗。汙泥全部（bù）裂解保證了汙泥的徹底穩定。汙泥碳化過程中保留了（le）絕大部分汙（wū）泥中熱值，為裂解後的能源再利用創造了條件14t。

汙泥水解熱幹化技術汙泥水熱幹化技術通過將汙泥加熱，在一定（dìng）溫度和壓力下使汙泥中的粘性有機物水解，破壞汙泥的膠體結構，可以同（tóng）時改善脫水性能和厭氧消化性能。

隨（suí）水熱（rè）反應溫（wēn）度和壓力的增加，顆粒碰撞增大，顆粒間的碰撞導致了膠體（tǐ）結構的破壞，使束縛水和固體顆粒分離。

經過水熱處理的汙泥在不添加絮凝劑的情況下（xià）機械脫水的含水率大幅度降低（dī）。汙泥的水（shuǐ）解宏觀上表現為（wéi）揮（huī）發性懸浮固體濃度減少和COD、BOD以及氨氮等濃度增加。

水熱幹化技術（shù）采用漿化反應器，通過（guò）閃蒸乏（fá）汽返混預（yù）熱漿化、蒸汽與機械協同（tóng）攪拌，提高了係（xì）統的處理效率；在水熱反應器中，采（cǎi）用蒸汽逆向流直接混合加熱（rè）的方式，強化了傳質傳熱過（guò）程（chéng），可以避免局部過熱結焦碳（tàn）化：在連續閃蒸反（fǎn）應器中（zhōng），實現了係統能量的有效回收。

4、微生物水解幹化蛋白提取

汙泥微生物（wù）通過水解破壁處理後，其胞內蛋白質和水分得（dé）以釋放，再（zài）經過固液（yè）分離後，可到含（hán）水率35-45%（減量70%以上（shàng））、有機物消減40-50%的汙泥殘渣和（hé）可（kě）資源化利用的含蛋白液體。目前天津裕川環境在該方麵已（yǐ）取得一定成績。

圖：微生物蛋白提取流程圖

汙泥經水解處理後，其含蛋白液體經濃縮後可作為蛋白（bái）發泡劑和有機肥等利用，汙泥（ní）殘渣可用做（zuò）覆（fù）土、綠化（huà）土、土壤（rǎng）改良劑和建築材料等。

圖：微（wēi）生物蛋白提取後端處置（zhì）路線

值得注意的是，蛋白質提（tí）取工藝中保證了重金屬不會進入蛋白（bái）質，而蛋白可（kě）以用於工業製品，也可以進入農業，但這些也都要（yào）企業（yè）自身完成產業（yè）鏈整合的工作。目前裕川環境的（de）汙泥（ní）蛋白質提取工藝已成功運用，後期（qī）有（yǒu）望通過產業鏈上企業（yè）間的（de）有（yǒu）機協（xié）調，打通蛋白進入農業的（de）後端產業鏈。

5、熱水解+厭（yàn）氧消化

熱水解預處理（lǐ）技術（shù）是以含固率15%~20%的脫水汙泥（ní）為對象（xiàng）進行的厭氧消化技術。

具體而言，該工藝是通過高溫（wēn）高壓（yā）熱水（shuǐ）解預處理，以高含固的脫水（shuǐ）汙泥（含固率15%~20%）為對象的厭氧（yǎng）消化（huà）技術。

工藝采（cǎi）用高溫（155℃~170℃）、高壓（yā）（6bar）對汙泥進行熱水解與閃蒸處理（lǐ），使汙泥中的胞外聚合物和大分子有機物發生水解、並破解汙泥中微生物的細（xì）胞（bāo）壁，強化物料的可生化性能，改善物料的流動性，提高汙泥厭氧消化池的容積利用率、厭（yàn）氧消（xiāo）化的有機物（wù）降解率和產氣量（liàng）。

同（tóng）時能通過高溫高壓預處理，改善汙泥的衛生性（xìng）能及沼渣的脫（tuō）水性能、進一（yī）步降低沼渣的含水（shuǐ）率，有利於厭氧消化後沼渣的資源化利用。

此工藝已在歐洲國家得到規模化工程應用。

與傳統消（xiāo）化（huà）相（xiàng）比，該工藝具備以下特（tè）色：

（1）有機物轉化率高

（2）無害化水平提高，完全殺滅病原菌（jun1），泥餅（bǐng）達到***；

（3）PH略高，可降低沼氣中的H2S和CO2濃度，使CH4含量提高；

（4）減少汙泥體積，提高汙泥穩定（dìng）性。

四、未來（lái）的主流技術

借鑒（jiàn）國際（jì）經驗，未來汙泥處理處置的技術發展主要有四條路徑：

1、沼氣能源回收和土地利用為主的厭（yàn）氧消化技術路線

厭氧反應流程：

厭（yàn）氧消化具有以下優（yōu）點：

1）提（tí）高後續處理的效率並減少後續處理能耗。通常認為厭（yàn）氧（yǎng）反（fǎn）應可以實現汙泥減（jiǎn）量化、穩定化。通過厭氧反應，汙泥中有機（jī）物去除40%-60%，有害病菌（jun1）減少。此外，厭（yàn）氧消化提高汙泥脫水穩定性（xìng），讓焚燒等後續處理減少35%以上的能（néng）耗。

2）厭氧（yǎng）消化成本較（jiào）低。根據（jù）《中國（guó）環境報（bào）》統計，單（dān）純厭氧消化投資成本約為20-40 萬元/(噸/日），由於不用鼓風曝氣等，節約了成本，單純厭氧消化運行費用（yòng）約為60-120 元/噸(含水率80%，不包括濃縮和（hé）脫水)，而好（hǎo）氧發酵運行費用為120-160 元/噸。

歐美50%以上的汙泥采用厭氧消化處理，產生的沼氣轉化為電能可滿足汙（wū）水廠所需電力（lì）的33%～100%。

但汙泥厭氧消化在我國應用的並不順暢（chàng）。我國建設的約50 座汙泥厭氧消化設施（shī）中，可以穩定運營的隻有（yǒu）20 餘座。

主要原因是由我國汙泥泥（ní）質差、處理廠運行管理水（shuǐ）平低。我國汙泥含砂量較高、有機物含量較低、汙泥可生化性差（chà），消化設備運（yùn）行（háng）的穩定性和產沼（zhǎo）氣率等指標普遍未達到國外（wài）標準。此外，我國缺（quē）乏沼氣利用的激勵機（jī）製，設備的投資費用高（gāo），係統運行較為複雜不（bú）易掌握（wò）。

不過采用堿解處理、熱處理、超聲波處理、微波處理等方法對汙泥進行預處理，可以提高汙泥水解速率，改善汙泥厭氧消化性能。並通過項目經驗的（de）積累（lèi），企業（yè）也逐步掌握了較為***的操作技能。汙泥厭氧（yǎng）消化技術會是未來的一（yī）個主流方向。

2、土地利用為主的好氧發酵技術路線

好氧堆肥是在有氧情況下，通過微生物的發酵作用，將汙泥轉變（biàn）為肥料的過程。其中有機（jī）物料（liào）代謝為二氧化碳、水和熱。

好氧堆肥的優點包括：

1）發酵效（xiào）率高（gāo），穩定化時間相（xiàng）對短；

2）臭味（wèi）少，實現滅菌；

3）含（hán）水（shuǐ）率可降到40%；

4）汙泥成品（pǐn）主要（yào）用於修複鹽（yán）堿地、城市綠（lǜ）化、垃圾場覆蓋以及建築等方麵用土；

5）並（bìng）衍生出蚯蚓生物堆肥（féi）等來強化堆肥效果，比如興蓉（róng）環境和綠山的合作。

堆肥的難點主要包括：

1）能量淨支出，通（tōng）風能耗費用占比80%；

2）需對好氧堆肥（féi）運行（háng）的不同階段的（de）合理通風量加強研究；

3）缺少C/N 等控製（zhì）因素的理論研究（jiū），致（zhì）使存在調理添加（jiā）劑使用過多（duō）的情況（kuàng）。

汙泥經發酵後轉（zhuǎn）化（huà）為腐殖質，可***性農（nóng）用、園林綠化或改良土壤，從而實現（xiàn）汙（wū）泥中有機質及營養元素的***利用，設備投（tóu）資少、運行（háng）管理（lǐ）方便。

但占地麵積大、發酵產品存在重（chóng）金屬汙（wū）染等缺點使得好氧發酵技術在我國較難發展。

目前（qián）汙泥好氧發酵工程可采用***、快速、穩定、集約化的設計、運營模式，可實現占地麵積（jī）的大幅縮小；此外，研究表明我國城市生（shēng）活汙泥的重金屬超標比（bǐ）例約5%，汙染風險較小，不應該（gāi）成為***汙泥發酵（jiào）產品土地（dì）利用的主要障礙。

因此，在《城鎮汙水處理廠（chǎng）汙（wū）泥處（chù）理處理技術指南(試行)》中，“好氧（yǎng）發酵+土（tǔ）地利用”也被列為推薦技術路線。該技術在相對欠發達地區，應用前景較大。

3、汙泥幹（gàn）化-焚燒技術路（lù）線

長期以來，國人（rén）對汙泥幹化焚燒工藝存在誤讀，普遍認為它是一種高能耗工藝（yì）和高碳排放工藝（yì）。實際上，國（guó）際上汙泥焚（fén）燒（shāo）能量可以達到自給，不同工（gōng）藝能耗來看，焚燒工藝（～100kW/t）與堆肥工（gōng）藝（>100kW/t）相當。

焚燒實現徹底（dǐ）處理和處置，而堆肥（féi）後續需要考慮儲存、運輸等能耗。而且，汙泥中的有機質焚燒是碳中性的。此外，人們還誤認為汙（wū）泥（ní）焚燒特性與垃圾相同是二噁（wù）英排放（fàng）源。

幹化焚燒工藝的設備投資較大，焚燒產生的煙氣汙染嚴重，還需建立完（wán）善的煙氣處理係統，這也加大了汙泥的處理費用。因此幹化焚燒工藝一般適用於用（yòng）地緊（jǐn）張且經濟發達的地區。

隨著對碳減排和汙泥（ní）生物質資源（yuán）認識的（de）不斷加深，幹化焚燒工藝在國外的應用範圍開始減少。然而（ér）現階段，在我國汙（wū）泥厭氧消化和好氧發酵技術還未（wèi）成熟（shú）的情況下，汙泥幹（gàn）化焚燒在一定時期內可能會出現增長的態勢，尤其是工業窯爐協同焚燒的方式。

4、建材利用為主的汙（wū）泥***脫水處理技術路（lù）線

大家對汙泥***脫水技術的普遍認知（zhī）還停留在投加大量化學藥劑，導致減容不減量；且（qiě）藥劑對後續（xù）汙（wū）泥焚燒、土（tǔ）地利用、建（jiàn）材利用等產物影響；是臨時性、應急汙泥處理（lǐ）處置技術路（lù）線（xiàn）等。

目前采用的***脫水工藝，投加大量藥劑未達到減量效果，且未與後續（xù）處置相結合（hé），將阻礙汙泥處理技術發展，導致劣幣驅除良幣的現象。

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