城污泥特性与资源化利用途径

1、城市污泥特性与资源化利用途径在城市污水处理中，通常要截留相当数量的悬浮物质，这些物质统称 为污泥固体，与水的混合体叫污泥。污泥通常是指主要含有各种微生物以 及有机、无机颗粒组成的絮状物，含有大量的有毒有害物质，如寄生虫卵、 病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子；植物营养素（氮、磷、钾）、 有机物及水分等。另外污泥易于腐化发臭、颗粒较细，相对密度较小（约 为1.0061.02）,含水率高且不易脱水，属于胶状结构的亲水性物质。因此, 对污水需要及时处理和处置。污泥处理、处置的目的和原则是：一是稳定 化，通常稳定化处理是消除恶臭；二是无害化，通过无害化处理，杀灭生 物固体中的各类虫卵及致病微生物

2、；三是减量化，通过减量化处理，使之 易于运输与输送处置；四是利用，实现污泥资源化。四者关系密切，其处 理（置）的基本流程见图1-1。本节主要介绍污泥资源利用途径、技术要求 与标准等有关内容。关于污泥的处置、处置的加工技术，只结合相关内容 与章节进行简介，请参考相关书籍，不再赘述。一、城市污泥的组成与特性污泥的种类是多种多样的，污泥的组成、性质和数量主要取决于废水 的来源，同时也和污水处理工艺有密切关系。污水来源不同，污泥的组成、 性质和数量也截然不同。同一种污水采用不同的处理工艺，其污泥的组成、 性质与数量也会有很大的差异。城市污泥处理与利用技术措施选择的依据 是城市污泥性质（物理、化学和生物

3、），污泥组成这是污泥性质的基础。元素组成：C、H、N、O、S、Cl,毒害性有机物组成：毒害性有机物含量固相有机相化学组成微生物组成有机官能化合物组成:K有机生物质组成:致病菌、病毒寄生虫卵醇、酸、酯、醛、醴、姓:;芳香化合物；腐殖质等可溶性糖类；纤维素、木质 素；脂肪；蛋白质等指示性生物含量昆虫卵毒害性无机物组成：As、Cd、Cr、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni污泥组成植物养分组成氧及其化合态磷、钾及其可溶态无机矿物组成：Fe、Al、Ca、Si等的氧化物、氢氧化物等水分：自由水分、间隙水分、表面（附着）水分、结合水分流动相水溶性组分城市污泥体系基本描述见图1-2。其主要组成相的组成特点如上（一）

4、污泥有机物组成污泥有机物组成首先是它的元素组成，一般按碳（ C）、氢（H）、氧 （O）、氮（N）、硫（S）、氯（Cl）六种元素的构成关系（如质量分数） 来考察污泥的有机元素组成。污泥有机物另一种组成描述方式是化学组成（或化合物组成、分子结 构组成），由于污泥有机物分子结构组成状况十分复杂，因此应按其与污 染控制与利用有关的各个方面来描述其化学组成。其中包含：毒害性有 机物组成；有机生物质组成；有机官能化合物组成；微生物组成。毒害性有机物组成，描述的是污泥中的毒害性有机物含量，所谓的毒 害性有机物是按其对环境生态体系中的生物毒性达到一定的程度来定义 的，各国均已公布的所谓环境优先控制物质目录中可

5、找到相应的特定物质。 污泥中主要的毒害性有机物有 PCBs PAH涔。有机生物质组成，是按有机物的生物活性及生物质结构类别对污泥有 机物组成进行的描述。前者可将污泥有机物划分为生物可降解性和生物难 降解性两大类：后者则以可溶性糖类、纤维素、木质素、脂肪、蛋白质等 生物质分子结构特征为组分分类依据，对污泥有机质进行组成描述。这两 种生物质组成描述方式，能有效地提供污泥有机质的生物可转化性依据。有机官能化合物组成，是按官能团分类对污泥有机物组成进行描述的 方法，一般包含的物质种类有：醇、酸、酯、醍、芳香化合物、各种炫类 等。此组成状况与污泥有机物的化学稳定性相关。微生物组成，描述污泥的微生物组成主

6、要是为了揭示污泥的卫生学安 全性，用于描述的组成指标则应是相关致病、有害的生物含量（如各种致病菌、病毒、寄生虫卵和有害昆虫卵等）。由于污泥所可能含有的各种微生物种类繁多，为使组成描述更为高效，一般采用所谓生物指示物种的含 量来描述污泥的微生物组成。我国一般采用大肠杆菌值、粪大肠杆菌菌落 数和蛔虫卵等生物指标；国外为能间接地检查病毒的无害化处理效果，多 将生物生命特征与病毒相似的沙门氏菌列入组成分析范围。（二）污泥无机物组成污泥的无机物组成野生按其与污染控制与利用有关的各个方面来进行 描述的，其中包含：毒害性无机物组成；植物养分组成；无机矿物 组成等三个主要的方面。污泥的毒害性无机物组成，是按其

7、毒害性元素的含量对污泥进行组成 描述的，无机毒害性元素主要包含：碑（As）、镉（Cd）、铭（Cr）、汞 （Hg）、铅（Pb）、铜（Cu）、锌（Zn）和银（Ni） 8种元素。考虑到无 机元素的生物可利用性，除了按固相总含量进行组成分析外，还可按各毒 害元素的生物水溶态、酸性水溶态和络合可交换态的比例进行相关元素含 量的描述。污泥植物养分组成，是按氮（N）、磷（P）、钾（K） 3种植物生长需 求的宏量元素含量对污泥组成进行的描述，既是污泥肥料利用价值的分析， 也是对污泥进入水体的富营养化影响的分析。对污泥植物养分分组组成的 分析，除了总量外也必须考虑其他化合状态，因此氮可分为（ NH3-N）、亚

8、硝酸盐氮（NO2 ） 硝酸盐氮（NO3 ）和有机氮（Org-N）四类；磷一般 分为颗粒磷和溶解性磷两类；钾则按速效和非速效分为两类。污泥的无机矿物组成，主要是铁（Fe）、铝（Al）、钙（Ca）、硅（Si） 元素的氧化物和氢氧化物。这些污泥中的无机矿物通常对环境而言是惰性的，但它们对污泥中重金属的存在形态（影响可溶性比例）以及污泥支建材的适用性有较大影响。（三）污泥流动相组成污泥流动相主要由水以及溶于水中的各种有机物和无机物质组成，污 泥中的水溶性污染物组成与城市污水中的相似，但一般浓度稍高，如污泥 机械脱水上清液的溶解性 COD在数百至数千的范围，比城市污水高数倍。值得注意的是，污泥中水的存在

9、状态组成。 Vesilind等认为污泥中的水 有自由水分、间隙水分、表面水分和结合水分 4种存在状态。自由水分是 污泥中流动不受限制的水分；间隙水分以毛细管力受污泥固体限制；表面 水分以吸附力与固体结合；结合水则是固体的一部分。污泥中水的存在状 态是污泥可脱水性的依据，利用机械应力脱除污泥水分的极限部分是全部 自由水分和一部分间隙水分，其他存在状态的水分只能以热力干燥等方式 才能脱除。二、城市污水处理厂污泥特性（一）污泥中营养物质含量我国城市居民饮食结构有别于发达国家。居民住宅的卫生设施仍不十 分完善，这部分污水大多未接入城市下水工程。因此造成城市污水污泥的 有机物含量较低。除了有机物外，污泥

10、中含有大量植物生长所必需的肥分，如氮、磷、 钾等微量元素及有机腐殖质，这是城市污泥农业利用的基础。（二）污泥中重金属离子含量污泥中的重金属可分为两部分，一部分为水溶性的，可被植物吸收； 另一部分为非水溶性的，不易被植物吸收。通常以土壤中可被0.5mol醋酸萃取的重金属量作为水溶性重金属离子含量可被植物吸取量指标。各种重金属对于动、植物的作用各不相同。微量重金属是动、植物必 不可少的生长助剂，浓度超过一定值后即产生毒害作用。主要表现为：抑 制植物的生长，可使土壤贫瘠；在植物中，特别是在淀粉类块根中积累， 然后经食物链进入人体或动物体内。城市污水、污泥中的重金属种类繁多，主要有 Cu、Pb Zn、

11、Ni、Cr、 Hg、Cd等。不同城市污泥中重金属离子含量存在着很大区别。城市性质、 工业布局、地理位置等都会导致其重金属含量的差异。以处理生活污水为 主所产生的污泥，重金属含量通常较低；以处理工业废水为主所产生的污 泥，重金属含量则往往较高。（三）污泥中有毒有机物与微生物污泥中含有比污水中数量高得多的病原物主要有细菌类、病毒与虫卵 等。常见的细菌有沙门氏菌、志贺氏菌、致病性大肠杆菌、埃希式杆菌、 耶尔森氏菌；常见的病毒有肝类病毒肠道病毒、脊髓灰质炎病毒、柯萨奇 病毒、轮状病毒等；常见的虫卵有蛔虫、绦虫卵等。各种病原体在环境中 的存活力取决于病原体本身生存能力，也与环境的温度、湿度、光照、 pH

12、 值等因素密切相关，有的仅存活几个小时，有的可存活数月直至数年。这 些有毒物质与寄生虫卵与病毒，主要来自生活污水，在污水处理过程中， 它们50%以上浓缩到污泥中。污泥中所含细菌总数、大肠菌群、寄生虫卵及肠道致病等见表1-24城市污水厂污泥细菌与寄生虫卵均值表表1 -24污泥不恢细菌总数103 个/g （干）大肠菌群103个/g （干）寄生虫卵103 个/g （干）肠道传染病 析出率初沉污泥471.7200.123.3 （活卵率 78.3%）100%活性污泥738.018.317.0 （活卵率 67.8%）66.7%消化污泥38.31.613.9 （活卵率60%）0任何进入环境的有机化合物均可能

13、在污泥中发现。20世纪特别是50年 代以来，化学工业的发展使人工合成的有机物种类与数量与日俱增，目前 全球合成有机物总量已达2.5亿t。这些有机物已经并正在通过各种途径进 入环境，现已发现的就有数十万种，对人类生活环境造成了种种影响。在 德国城市污泥中，已发现 332种可能危害人体与环境的有机污染物，其中 有42种被经常检出，而且很多是属忧控污染物。1989年，美国环保局提出的污泥农用处置规范中，曾特别提到需要监 测的25种毒性有机物，并于1993年重新予以修订。其中有毒污染物主要 是难分解有机氯杀虫剂，如艾氏剂、狄氏剂（ Aldrin、Diedrin）、苯并在（Benzopyrene）、氯丹

14、（Dimethyl-nitrosamine）、七氯（Heptachlor）、六 氯代苯（Hexachlorobutaclience、多氯联苯（polychorbiphenyls）等。由于 这类优控污染物含量较高，农用后作物中的含量可能比未施用时土壤培养 物高出10倍以上，因此可能对环境和人类具有长期危险性。我国在这方面研究工作起步较晚，但北京高碑店污水处理厂的污泥中已经检测到35种含氯芳香族化合物，并有7种已经定量化。广州市大坦沙 污水处理厂的污水中已检测毒性有机污染物54种，主要包括邻苯二甲酸酯类、单环芳炫、多环芳炫、苯酸类、芳香胺类、芳香酸类、氨基甲酸甲脂 衍生物和杂环化合物等，其含量在数

15、十g/L,最高达80 g/L。这些有机物通过颗粒吸附大量富集于污泥中，因此，污泥必须经过妥善处置后方可资 源化用于农业。（四）污泥的C/N比与pH值和碱度我国城市污泥虽属高碳水化合物型，但由于工业废水占的比重较大， 尤其轻纺工业发达，污泥中的氮含量较高，所以污泥碳氮比（ C/N）仍可保 持（1020） : 1的水平，污泥消化效果较好。pH值是反映污泥消化过程中重要的指示指标，原污泥和处于酸性发酵 阶段的污泥pH值一般为5.06.0,轻度偏酸；处于碱，性发酵阶段的污泥 pH 值一般为7.08.0,中性轻度偏碱，各种污泥的 pH值情况详见表1-25.如果 原污泥的pH值低于5.0,应慎重考虑是否向

16、消化池中投配污泥。如果消化 后的污泥pH值低于7.0, 一般来说，消化过程受到了破坏。碱性发酵要求 的pH值范围是很小的，一般消化池的负荷越高，碱性发酵阶段的pH值也越大。消化池内pH值较高时，氨一镂平衡会朝生成氨的方面发展，过多的 氨会一致甲烷菌生长，使消化过程受到破坏。各种污泥的pH值 表1-25污泥类型新鲜初次 沉淀污泥新鲜二次 沉淀污泥消化不好 的污泥消化一般 的污泥消化好的 污泥消化很好 的污泥pH5.07.06.07.06.57.06.87.37.27.57.47.8在污水处理厂污泥中存在有不同的碱度缓冲系统，主要有CO2/HCO3碱度系统、NH3/NH4+碱度系统、蛋白质化合物碱

17、度系统等，各种污泥的碱度详见表1-26。在污泥处理中，这些碱度系统对稳定的pH值的变化有重要 意义。特别是在污泥消化处理过程中，正常情况下会有适量的有机酸生成， 而碱度的存在中和了所生成的酸，使pH值得以稳定，保证碱性发酵的进行。各种污泥的碱度表1-26污泥类型新鲜初次 沉淀污泥新鲜二次 沉淀污泥消化不好 的污泥消化一般的 污泥消化好的 污泥消化很好 的污泥碱度CaCO3 (mg/L)50010005001000 有时50010002500200035003000450040005500mmol/L20-4020-40 有时2040100801400120180160220（五）污泥的肥效与可

18、燃性和热值污泥中含有大量的植物营养素、有机物及腐殖质等。污泥中的有机物、 腐殖质能明显地改善土壤的物理、化学性能。提高土壤微生物的活性，改 善土壤的结构，提高保水能力和抗蚀性能，是良好的土壤改良剂。污泥中 的营养元素主要包括N、P、K等。氮能促进植物茎叶的生长，其中的硝态 氮可被植物直接利用与吸收，氨氮在土壤中分解氧化后可被植物利用；磷 能激发植物根部的繁殖，加速成熟和增加植物对病虫害的抵抗能力；钾能 促进植物的生长活力，是发育木质枝干、果浆，构成叶绿素的重要成分， 并能促进茎叶的生长和增加抵抗病虫害的能力。止匕外，污泥还含有一些微 量元素和重金属，有些对植物生长是必须的。典型的生活污泥的肥分

19、情况 见表1-27。典型的生活污泥的肥分表1-27污泥类型新鲜初次 沉淀污泥新鲜二次 沉淀污泥消化不好 的污泥消化一般 的污泥消化好的污 泥消化很好 的污泥总氮（以N计， 总固体的）2.07.01.55.01.05.01.03.50.53.00.52.5总磷（以P计， 总固体的）0.43.01.91.50.30.80.30.80.30.80.30.8钾（以K计， 总固体的）0.10.70.10.80.10.30.10.30.10.30.10.3污泥中主要成分是有机物，故是可燃性的。由于污泥的含水率因生产与处理状态不同有较大差异，故其燃烧性及其热值有所不同，通常污泥燃 烧利用前需要脱水，以干基热

20、值烧性，即不需要添加辅助燃料自行燃烧的 可行性。污泥热值是污泥焚烧处理时的重要参数，生活污水和城市污水污泥中 有机（干）固体物的热值为 2126kJ/kg,若视污泥灼烧减量与有机物含量 相等，则污泥干固体物的热值可用师（1-6）计算。(1-6)Hu= (2126) GV (kJ/kg)式中：GV污泥灼烧减量，按计;Hu污泥热值，kJ/kg （干污泥）表1-28是各种污泥物体的热值各种污泥固体物的热值表1-28污泥类型固体物含量污泥灼烧减量（%）污泥热值（kJ/kg固体物）新鲜污泥7.763.316.5消化一般的污泥4.552.213.6消化好的污泥9.240.810.6消化很好的污泥9.630

21、.68.0（六）污泥其他物理特性污泥的含水率取决于污水的水质及处理工艺与运行条件等因素。污水 处理各环节所产生的污泥，其物理特性见表1-29。当城市污泥含水率为90% 以上时，其污泥相态几乎为液体；80%90%时为粥状物；70%80%为柔软 状；60%70%时为固体状；而当含水率为50%时，则为粘土状。三、城市污泥资源利用现状与发展 据资料统计，美国在15300个城市污水处理厂中，每年所积累的干污泥达107t以上，日本为1.4Xl06t/年，英国为1.07X 106tz年，我国也有2X105tz年。长期以来，我国城市污水处理率较低，并存在重污水处理，轻污泥 处理的倾向，在我国已建成的?水处理厂

22、中，90%以上没有污泥处理的配套 设施，污水处理厂中污泥未经任何处理直接农用的约占 60%以上，许多城 市污水处理厂仍采取购地露天堆放，造成污泥堆积如山，环境十分恶劣。随着我国国民经济建设的发展和城市的现代化进程，城市污水处理厂的兴 建和污泥运行管理，已成为现代化城市建设不可分割的一部分。据统计，到1998年止，我国已建成和在建的城市污水处理厂已达 300座，污水处理 总能力仅为107m3/d约占15%全国总排放污水量。根据我国国民经济发展计 划和建设部规划要求，到2010年还要建成污水厂600多座，城市污水处理 率达40%50%。对污水处理厂的污泥处理、处置，发达国家在 20世纪60年代已采

23、用 先进的成套技术与设备，如污泥浓缩脱水、污泥消化系统、污泥干燥焚烧、 沼气利用、污泥高温堆肥以及污泥固化做燃料等技术与设备。20世纪80年代末又启用湿式氧化技术处理污泥。污泥（包括固体）特性栅渣含水率一般为80%,密度约为0.96t/m3无机固体颗粒无机固体颗粒的密度较大，沉降速度较快，在这些固体颗粒中也 可能含肩肩机物，特别是油脂，其数量的多少取决于沉砂池的设 计和运行情况。无机固体颗粒的含水率一般为60%,密度约为1.5t/m3浮渣浮渣中的成分较复杂，一般可能含有油脂、植物和矿物油、动物 脂肪、菜叶、毛发、纸和棉织品、橡胶避孕用品、烟头等。浮渣 的密度一般约为0.95t/m3初沉污泥由初

24、次沉淀池排出的污泥通常为灰色糊状物，多数情况下有难闻的气味，如果沉淀池运行良好，则初次污泥很容易消化。初次污 泥的含水率一般为92%98%,典型值为95%。污泥固体密度为污泥（包括固体）特性1.4t/m3,污泥密度为 1.02t/m3化学沉淀污泥由化学沉淀池排出的污泥一般颜色较深， 如果污泥中含有大量的 铁，也可能呈红色，化学沉淀污泥的臭味比普通的初沉污泥要轻活性污泥活性污泥未褐色的絮状物。如果颜色较深，表明污泥可能近于腐 殖化；如果颜色较淡，表明污泥可能曝气不足，在设施运行良好 的条件下，活性污泥没有特别的气味，活性污泥很容易消化，活 性污泥的含水率一般为99%99.5% ,污泥固体密度为

25、1.351.45t/m3,污泥密度为 1.005t/m3生物滤池污泥生物滤池的污泥带有褐色。新鲜的污泥没有令人讨厌的气味，生 物滤池的污泥能够迅速消化，生物滤池污泥含水率为97%99%, 典型值为98.5%。污泥固体密度为1.45t/m3,污泥密度为1.025t/m3好氧消化污泥好氧消化污泥为褐色至深褐色，外观为絮状。好氧消化污泥常有 陈腐的气味，消化的污泥易于脱水，污泥含水率：当为剩余活性 污泥为97.5%99.25%,典型值为98.75%;当为初沉污泥时为 93%97.5%,典型值为96.5%;当为初沉污泥和剩余活性污泥的 混合污泥时为96%98.5%,典型值为97.5%厌氧消化污泥厌氧消

26、化污泥为深褐色至黑色，并含有大量的气体。当消化良好 时，其气味较轻。污泥含水率：当为初沉污泥时为90%95%,典型值为93%o当为初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥时为 93%97.5%,典型值为96.5%20世纪80年代以来，发达国家的城市污泥处理已进入成熟阶段， 此阶段特点有两个，一个是进一步完善污泥的处理技术；另一方面是重视污泥 的处置与资源化利用。在污泥处理技术方面，进一步发展与完善的：如污 泥消化工艺，从20世纪80年代起世界上正研究开发好氧一厌氧两段消化, 或酸性发酵一碱性发酵两相消化以及中温一高温双重消化等新工艺；在污 泥无害化工艺方面，除沿用厌氧消化或好氧消化技术外，还开发了辐射

27、处 理（B射线、丫射线）技术，以及正在研究微波与超声波技术等；在污泥浓缩与脱水方面，除传统的重力浓缩外，又开发气浮浓缩，脱水技术由真 空干燥自然脱水（污泥干化床）发展为机械脱水，以及板框压滤、离心脱水、带式压滤与螺旋压滤等。为避免污泥对环境二次污染，世界各国政府及其研究部门对污泥的最 终处置问题都十分重视，并根据各国国情制定出污泥处置法规和标准方案， 表1-30、表1-31列出了世界主要发达国家和欧洲各国的城市污水处理厂的 污泥的处置方法、利用动态与途径。一般而言，污泥农用费用最低，其次 为填埋，处理费用最高为焚烧方法，其处理费用约为农用的3.8倍，填埋费 用的2.1倍。由此可见，污泥农用与填

28、埋是国外大多数国家进行污泥处置的 主要方法与途径。但农用与陆地填埋方案的选择很大程度上取决于各国政 府有关的法律、法规与污染控制程度，同时也与国家农业发展情况和国土 大小有关。近年来，随着污泥农用标准（特别是污泥中有机物与重金属含 量）日益严格的趋势，许多西欧国家，如德国、意大利、丹麦等，污泥农 用比例曾一度下降，但有些国家，如美国、英国日本等污泥农用的比例呈 增多趋势，填埋、弃海等呈明显减少，并向污泥利用多样化发展。近20年来，世界各国已越来越重视污泥的制肥技术、农用资源化技术 以及能用化利用技术，逐步淘汰并禁止了污泥的投海处置技术。据美国环 保局统计，1988年美国的15300个城市污水厂

29、年产干污泥760万t,但有效 利用的不足40%。在有效利用污泥中，用于农田的占 94%,用于建材的占 6%。进入20世纪90年代后，英、美、日、欧盟多国污泥农业利用有明显 增加。其最新动向是：（1）投海处置方法已明文禁止；（2）填埋处置比 例有所降低；（3）焚烧处置比例上升；（4）农田利用和其他利用明显增 加。目前，日本对焚烧灰和堆肥（复合污泥）利用明显增加，对脱水污泥 已经在绿化、农业施肥上使用，对焚烧灰褐熔渣作建筑材料与日俱增。很大城市都在积极研究和推广应用利用污泥焚烧灰褐熔融渣昨晚建筑材料。 一种直接利用昨晚建筑材料，如将石灰类污泥焚烧灰昨晚土质改良剂，将 熔融渣昨晚路基材料；另一种是作

30、为建筑材料的一部分或全部，如利用焚 烧灰分生产陶土管和透水性砖块，利用熔融渣昨晚混凝土的骨料等。目前，横滨市已100%利用焚烧灰分生产建材用石专和永焚烧灰分改良生 土壤（地）的技术已进入实用阶段，取得令人瞩目的成就。将污泥作农肥施用于农田、林场、土壤改良等，实现污泥资源利用是 合理的、有效的利用方法。自然界中存在的氮、磷、钾的循环，一般是从 生产者-消费者一分解者一生产者这样往复循环。污泥中含有大量的有机 物质和氮、磷、钾等营养物质，利用污泥作肥料，可以充分利用其中营养 物质，维持氮、磷、钾的天然平衡，达到增产、生产绿色食品的效果。这 与创建生态农业、生态林业和清洁生产是一致的。因此，国内外许

31、多城市 都大力推行污泥农业利用的研究。污泥的有效利用要考虑污泥中有效成分的利用和使用上的安全性，以 此为目的的污泥处置方法有厌氧消化、干燥、焚烧等工艺。另外，污泥的 绿化、农业利用以及复合肥料利用，必须具备有机物的稳定性、无病原菌、 臭气和引起杂草的繁殖等。总之，随着人们对城市污泥资源利用的深入与研究开发，污泥资源必 将获得有效开发与有效利用，在以农业人口为主的中国，将具有更深远的 意义和重要性。四、城市污泥利用途径与发展趋势城市污泥是一种非常宝贵的资源，用之为宝，弃之可惜，城市污泥中 有着极其丰富可利用的字眼和使用价值，目前国内外都在加强资源化研究并形成产业体系。（一）城市污泥中有用成分在城

32、市污水处理中，通常要截留相当数量的悬浮物，这些物质是污泥 固体与水的混合体统称为污泥。含有各种微生物、有机物、无机物等颗粒 组成的絮状物；含有大量的有毒有害物质和有用物质，如寄生虫卵、病原 微生物、细菌、重金属、有机物，以及植物营养素的氮、磷、钾等。城市污泥的处理、处置目的和原则是：一是稳定化。通常稳定化处理 是消除恶臭；二是无害化。通过处理为杀灭生物固体中的各类虫卵及致病 微生物；三是减量化。通过减量化处理是使之容易运输和输送；四是利用, 实现污泥资源化。前者是手段，后者是目的，因此前三者处理的目的都是 为后者服务的。城市污泥中有用成分和可利用途径很广，可分为：可做肥料；可 转化为饲料；可制

33、成能源；可做化工建筑材料。其主要有用成分见表 1-32。我国城市污泥所含有用成分表1-32类别污泥不恢总氮磷（以P2O5计）钾（以K2O计）有机物第一类 肥分初沉污泥2.03.01.03.00.10.55060活性污泥3.37.70.784.30.220.446070消化污泥1.63.40.60.8一2530第二类 饲料污泥不恢脂肪碳水化合物粗蛋白质备注初沉污泥0.6810.026.128.513.814.8其他为无机 物与水分等活性污泥0.454.717.630.618.928.2第三类 能源污泥不恢燃烧热值（kJ/kg （干）沼气炼油kJ/kg （干）产B （L/kg （有机）发电(kW/

34、m3)初沉污泥1582618191一一一活性污泥1490515215一一1.73.12消化污泥6740745280510901.61.9一第四类 材料SiO2Fe2O3CaOMgOSO3Al2O317.130.28.612.43.514.70.992.60.812.48.014.9注：表中数据均以占污泥中固体质量百分数计（二）城市污泥利用途径城市污泥利用途径很广。近20年来，世界发达国家已越来越重视城市 污泥的资源化利用，其主要利用途径为：1 .农业利用污泥是良好的有机肥，是农业作物的重要有用成分。但作为农业直接 利用，要复合3个条件：符合卫生要求，不得有传染病菌、病毒等； 污泥中所含重金属离

35、子浓度应符合农业部颁布的农用污泥标准（ GB 4284-84）规定；总氮含量应符合要求。污泥灌溉林场、灌溉草地以及污 泥改良土壤都属于农业利用范围。2 .污泥堆肥与制肥污泥制肥是农用最有效途径，当今发展非常迅速、火热。目前污泥制 肥技术有污泥单独肥；污泥与城市生活垃圾混合肥；污泥与粉煤灰混合堆 肥；污泥蚯蚓肥料等。特别是利用脱水污泥为添加剂，利用其中氮、磷、 钾及有机物质与化肥混合，配制成有机物质含量丰富的复合肥。3 .能源与热能利用污泥制油技术可由2种技术工艺完成：一是污泥热解制油技术。据国 外资料报道，污泥热解法处理费用（包括污泥脱水、油分离、炭的燃烧和 除渣）不到污泥焚化处理费用 60%

36、。其原理是利用污泥有机物在加热条件 下的部分热裂解过程产生活性衍生燃料的技术原理；二是污泥油化技术。 该技术是在高温、高压、催化剂条件下，污泥中的高分子物质通过加水分解、缩合、脱氢、环化等一系列反应变成低分子油状物质。美国、日本已将污泥与城市生活垃圾进行固体燃料化，加工成热值高 性能更稳定的燃料，称之为 RDF,意为是“从垃圾废物得到的燃料”，已 形成一套专利技术。此外污泥焚烧热能利用，以及污泥消化后产生沼气的 利用。我国已有较多的研究与使用经验。4 .污泥制作动物饲料污泥本身含有有机物，如蛋白质、脂肪、还有维生素、以及少量稀有 元素，都是动物所需的营养物质。污泥中70%的粗蛋白是以氨基酸形式

37、存在，以蛋氨酸、胱氨酸和颉氨酸为主，且各种氨基酸之间相对平衡，是一 种很好的饲料蛋白。在国外用城市污泥或活性污泥加工成蛋白质饲料喂鱼、饲养家禽、动 物等已有较成功的试验和制作的技术工艺。5 .污泥制作化工原料污泥含有众多化工成分，目前经试验研究并有生产和实践的，用于化工原料利用系统的有：(1)污泥制作活性炭。它是利用污泥为原料经高温炭化、活化制成， 炭化是把污泥热解为碳渣；活化是根据各种要求把活化物变为所需要的多 孔结构物。目前活化法有：物理法或称气体活化法；化学法或称药物活化法。(2)污泥制作絮凝剂将活性污泥经炭化，再经水蒸气进行物理活化即可制成。目前国外正 在研究用污泥制作微生物絮凝剂。(

38、3)合成生物可降解塑料国外已成功从活性污泥中分离出聚-3-竣基丁酸及3-竣基戊酸，用于合 成生物可降解塑料，正处于中试研究阶段。(4)污泥作粘结剂污泥作为型煤粘结剂替代白泥(一种型煤常用粘结剂)可改善高温下 型煤内部孔结构，提高型煤气化反应，降低灰分，提高质量。国内已有使 用实例。6.污泥制作建筑材料污泥作为建筑的利用前景更为良好。目前研究工作开展十分活跃，利 用途径十分广泛。主要有：(1)污泥制石专污泥制砖的方法有：用干污泥直接制被；用污泥焚烧灰制砖(即 污泥已经焚烧回收热能后的干灰)；污泥与粉煤灰混合制被。国内外已 有应用实例。(2)污泥制生化纤维板污泥制生化纤维板，是主要利用污泥中所含粗蛋白和球蛋白。它们能 溶于水及稀酸