关键词：污水厂污泥处置途径发展趋势上海
城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物，含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等，不加处理的任意排放会对环境造成严重的污染。上海市1997年排放的污水量约为578×104m3/d，其中经20余家城市污水处理厂处理的污水量约为60×104m3/d，年产生污泥量约为120×104t(含水率约为97.5%)。为了改善城市水环境，上海市拟新建石洞口、竹园、白龙港、新和等污水排放系统和大型污水处理厂。随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污泥的产生量必将有较大的增长，如何合理地处置污水厂污泥，已成为城市污水厂和相关部门提高管理水平的重要方面。
1上海城市污泥处置现状及存在问题
1.1污泥处置现状
污泥经适当浓缩后运至市郊或邻近省份农村作农肥，是上海城市污水处理厂一般采用的污泥处置方法。由于运行经费、设备等问题，20余家污水厂中仅南桥污水厂的污泥消化运行正常。为了探索污水厂污泥处置的合理方式，桃浦污水厂采用流化床焚烧工艺焚烧污泥，目前尚处于试运行阶段。
1.2存在问题
①污泥仅经浓缩处理的体积仍然较大，运输不方便。
②由于城市污水中工业废水比重较大，重金属含量较多，经处理后相当一部分重金属转移到污泥中，致使污水厂的污泥重金属含量较高；污泥未进行稳定和灭虫卵等必要的无害化处理，直接施用于农田后，污泥中的大量病原菌和寄生虫卵等有害物质转移到农田和作物上，不仅可能对土壤造成污染、影响作物生长以及人类的健康，而且也可能因蚊蝇聚集而造成环境卫生方面的危害。
③近年来，由于郊县农民更加习惯于施用化学肥料，以及受现行施肥方法的限制，导致污泥作为农肥的出路不畅；并且上海地区雨量充沛，一到多雨季节，由于农田对含水率较高的污泥的需求量锐减，也造成污泥外运困难，污水厂经常出现泥满为患的现状。因此，这就可能产生两种不良后果，其一是污水厂只能减少正常的污泥排放量或将部分污泥再回流到处理系统，从而影响了污水厂的正常运行；其二是部分污泥可能溢流入水体，造成对水体的二次污染。
④由于苏州河及其支流综合整治工程的展开，许多污泥码头将被废除，目前采用污泥船外运的方法面临极大的困难。
2国内外污泥处置的现状及发展方向
国内外污泥处理与处置的方法很多，一般采用浓缩、消化、脱水、干化、有效利用(主要为农用)、填埋及焚烧等不同的处理、处置方法，或用其中某几个方法组合处置。不同的处置方法有不同的前处理要求，并且实际上一些前处理要求是这种处置方法的组成部分。污泥的最终出路不外是部分或全部资源化利用或以某种形式回到环境中去，以下介绍目前世界各国广泛采用的污泥处置方法。
2.1污泥的土地利用
污泥的土地利用已有多年历史，主要包括污泥农用，污泥用于森林与园艺、废弃矿场等场地的改良等。污泥中含有丰富的有机物和N、P、K等营养元素以及植物生长必需的各种微量元素Ca、Mg、Zn、Cu、Fe等，施用于农田能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进作物的生长。污泥的土地利用是一种安全积极的污泥处置方式，在美国约有40%左右的污泥采用土地利用的方式进行处置。尽管污泥的土地利用有能耗低、可回收利用污泥中养分等优点，但也存在病原菌扩散和重金属污染的危险，为此各国政府先后颁布了农用污泥重金属浓度标准和严格的无害化要求，并对单位面积土地污泥的应用量有严格的限制［1］。
2.2污泥的填埋
污泥的卫生填埋始于60年代，是在传统填埋的基础上从保护环境角度出发，经过科学选址和必要的场地防护处理，具有严格管理制度的科学的工程操作方法。到目前为止，已发展成为一项比较成熟的污泥处置技术，其优点是投资较少、容量大、见效快，1992年欧盟大约40%的污泥采用了填埋处置［1］。由于污泥填埋对污泥的土力学性质要求较高，需要大面积的场地和大量的运输费用，地基需作防渗处理以免污染地下水等，近年来污泥填埋处置所占比例越来越小。美国环保局估计，今后几十年内，美国6500个填埋场将有5000个被关闭。与1984年相比，欧盟国家污泥填埋量增加了4%，但同期污泥总量却增加了16%［1］。
2.3污泥的热处置
污泥热处置的优势在于可以迅速和较大程度地使污泥达到减量化，近年来焚烧法由于采用了合适的预处理工艺和焚烧手段，达到了污泥热能的自持，并能满足越来越严格的环境要求和充分地处理不适宜于资源化利用的部分污泥。由于其在恶劣的天气条件下不需存储设备，对于大城市因远离填埋场造成运输费用高的场合，使用焚烧法处置可能是经济有效的［1、2］。在欧盟，1992年污泥焚烧的比例为11%，比1984年增加了38%［1］；在日本采用焚烧处置的污泥已占60%以上。其他的污泥热处理方法如污泥的热解及湿式氧化，近年也取得了较大的进展，但目前仍处在研究阶段。
2.4其他处置方法
国外对污泥制动物饲料、包埋处理以及焚烧灰制砖等处置方法均有一定的研究，也有成功的报道，但要将这些方法作为一种主要的污泥处置方式被采用尚需进一步研究。
欧盟、美国及日本近年来采用及预测的污泥主要处置方法及比例见表1。
表1欧盟、美国及日本近年及预测的污泥主要处置方法国别污泥量
(104tDS)农用
(%)填埋
(%)焚烧
(%)其他
(%)欧盟国家(1992年)［1］65039(37)401110欧盟国家(预计2005年)［1］1010451738美国(1992年)［4］4935151日本(1995年)［3］17133(14)15493
3上海城市污泥处置途径的选择3.1污泥特性
上海东区污水厂的污泥性质和曹杨等7个污水厂的污泥中重金属含量见表2和表3。
表2上海东区污水厂污泥性质(干基)［4］含水率
(%)pH有机物
(%)N
(g/kg)P
(g/kg)K
(g/kg)热值
(MJ/kg)96～986.561～7230～6010～301～321～25
表3各污水厂污泥中重金属等含量
mg/kg项目CuZnPbCdCrNiHgAs矿物油总磷总氮有机物曹杨*146146.71295.557042.96.0415天山*42616151161.4946.642.67.821.9闵行*119109076.51.6753.432.22.167.1北郊*15824671082.5221.944.69.2533.4曲阳**35037409.950.8515.7734.81.225.6810740约70%吴淞**2261497.270.0973.7465.21.122.325560253069500龙华**10113700.950.191.1317.30.191.512380556注*为1989—1990年分析数据平均值。
**为1998—1999年分析数据平均值。
由上表可以看出，上海市污水厂污泥的有机物含量较高，达60%～70%，略低于国外发达国家的城市污泥(有机组分含量70%～80%)；污水厂污泥的氮、磷、钾以及有机质含量都比较高，并且从长远看，随着脱氮除磷工艺的运用，氮、磷含量将会有所增长；污泥含有较高的热值，控制一定的含水率，具有自持燃烧(＞4000kJ)及干污泥用作能源的可能性；由于污水中工业废水比例较大，重金属含量较高，废水经处理后有相当一部分重金属转移到污泥中，致使污泥中重金属的含量较高，部分含量接近或者超过我国《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284—88)。
3.2污泥处置途径的选择
选择有效的污泥处置方法，应兼顾到环境生态效益与处置成本、经济效益之间的均衡。一种有效的、适合本地具体情况的污泥处置方法应该是在环境上卫生、社会上被接受及经济上有效的方法。无论从经济因素还是从肥效利用因素出发，污泥的土地利用特别是污泥的农用都是一种符合我国国情的处置方法，但上海市污水厂污泥中部分重金属含量接近或者超过了农用污泥中污染物控制标准，这就部分限制了污水厂污泥的农业应用。
根据控制标准，当施用符合标准的污泥时，一般用量不超过3kg/(m2．a)(以干污泥计)，而美国的相似标准为0.2～7kg/(m2．a)。当污泥中任何一项无机化合物含量接近标准时，连续在同一块土壤上施用不得超过20年。上海市预计在2010年污水处理量将会达到550×104m3/d，以上海市统计数据1×104m3污水二级处理产生污泥干固体量为2.0t计，日产污泥量为1100t，如全部考虑农用，则每年所需土地面积为13383hm2。
因此，考虑到污泥的性质、污泥农用所需的土地面积、污水厂与农用场地的距离、天气的变化对农用的影响、污泥量的增加趋势以及污水厂处理的废水组分趋向复杂等因素，在以农用为首选处置途径的同时，必须寻找其他合适的污泥处置方法。
3.3经济分析
结合国内外污水厂污泥的主要处置方式及处理流程，污泥卫生填埋及焚烧处置的主要工艺流程为：
对于卫生填埋处置工艺，污泥经过消化处理，可以使之稳定化和无害化，减小污泥填埋对环境造成危害的风险，并且污泥经消化处理后也达到了部分减量化，可以大大减少其运输、脱水及填埋费用，甚至总运行费用也低于无消化处理的直接填埋工艺［5］；对于焚烧处置工艺，为了避免消化后污泥热值减少，因此可以不作消化处理。
计算投资及运行费用的依据为：混合污泥量10000m3/d，含水率为99%，经离心浓缩机浓缩(加絮凝剂量约为1kg/tDS，絮凝剂价格约为55000元/t)投加后含水率降为95%；污泥经过厌氧消化后固体去除率假定为1/3［1］。由于含水率低于80%的污泥适合于填埋，但含水率高于68%的污泥在填埋时须掺入填充料，则填埋工艺考虑两种脱水方案，即：①污泥经离心脱水后含水率降至80%，絮凝剂投加量约为2.5kg/tDS;②污泥经高干度离心脱水后的含水率约为65%，絮凝剂投加量约为5kg/tDS。用焚烧工艺时，污泥经离心脱水后含水率降为80%，加絮凝剂量约为2.5kg/tDS，污泥经焚烧后残余灰分量约为污泥干重的1/3［5］；焚烧烟气处理消耗NaOH量约为37kg/tDS，NaOH价格约为3450元/t。污泥运输费用约为0.75元/(t．km)，以运输距离为40km计，运输费用为30元/t。填埋费用参照城市垃圾填埋运行费用(约15元/t)。各处理流程的耗电量约为：浓缩25kW．h/tDS，脱水75kW．h/tDS，消化150kW．h/tDS，焚烧200kW．h/tDS，电费约为0.7元/(kW．h)。
两种工艺污泥处理、处置工程建设费用比较见表4。
表4污泥处理、处置工程费用比较工程费用
名称工艺一(万元)工艺二(万元)填埋(全部
国产设备)填埋(40%进口、
60%国产设备)进口设备焚烧为
国产设备污泥调蓄池200～300200～300200～300200～300污泥消化单元55005500浓缩脱
水机房3000～
40003000～
40003000～
40003000～
4000焚烧厂130008000卫生填埋场*18002400污泥运输工具1001003030合计10600～
1170011200～
1230016230～
1733011730～
12330注*参照1996年环卫协会会刊数据。
假定均采用国产设备，其运行费用计算见表5。
表5国产设备的污泥处理、处置运行费用
元/d工艺类别浓缩
费用消化
费用脱水
费用焚烧
费用填埋
费用运输
费用单位成本
(元/tDS)工艺一(1)72501050012667500010000454.2工艺一(2)7250105002183330006000485.8工艺二725019000268335001000545.8
将投资费用按每年折旧5%及人工福利、利率等5%计入成本，上述工艺1t污泥干固体处理总成本见表6。
表6两种工艺的污泥处理总成本工艺工艺一(1)工艺一(2)工艺二处理成本(元/tDS)759.7807.7875.4
根据上述计算，污泥干固体处理总成本约为800元/t，以1×104t污水产生2.0tDS计，1t污水的污泥处理成本约为0.16元，与国内大型污水处理厂污水处理部分成本0.3～0.45元/t相比，约占成本的35%～50%，与发达国家的测算大致相当。4结论与建议
①污泥经浓缩后体积仍然较大，为便于运输及后续处理与处置，建议污泥应脱水处理。
②在今后较长的一段时期内，上海城市污水厂污泥的出路建议以农用为主，但对于拟建的大型污水处理厂因污水量大，产泥量大，若考虑农用则在运输、施用计划以及所需土地面积等方面有一定困难，并且也受天气等因素的影响。由上述计算比较可以看出，采用高干度脱水机填埋工艺的运行费用要大于采用普通脱水填埋工艺，但对于同样体积的污泥而言，普通脱水工艺(含水率为80%)的污泥填埋因须掺入填充料而使其所需的填埋场面积远大于高干度脱水(含水率为65%)的污泥填埋工艺，因此在填埋土地有限的情况下应考虑采用高干度脱水方案；对于填埋土地难以寻找的情况可适当考虑用焚烧法处置污泥，污泥焚烧灰可考虑用作填埋掺混料或用作制砖及其他建材。
③要积极探索污泥处理与处置的新方法与方式，上海龙华污水厂采用转窑焚烧污泥，已初步取得成功，对于其能否大规模用于处置城市污泥可视进一步研究的效果而定。
④未来的污泥处理策略是使污泥的产生、处置与环境保护之间达到一个良好的平衡，要达到这种平衡的最佳途径是污泥的资源化利用；在污泥的管理中也应采用多样化策略，应首先考虑通过改进污水厂的处理工艺等减少污泥的产量，其次应该通过严格控制工业废水的排放来控制污泥的性质，不应再走工业发达国家先污染再治理的老路，应从一开始控制工业废水的排放，为以后的污泥利用带来方便。参考文献
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关键词：化学强化一级处理；絮凝；化学污泥；清洁生产
0前言
随着社会经济的高速发展，污水的排放量逐年增加，而污水处理设施又不能满足发展的需要，导致大量污水直接排放到城市水体，造成河道水体污染日趋严重，成为目前重要的环境问题。为了解决水环境的污染负荷增加与治理投入有限的矛盾，应用经济高效的污水化学强化一级处理（CEPT，ChemicallyEnhancedPrimaryTreatment）技术处理污水。该技术又称化学混凝强化处理工艺，即在常规混凝处理过程中，通过提高絮凝剂（复合聚氯化铝、聚氯化铁、氯化铁）的投加量或优选絮凝剂来提高污染物去除率的过程。CEPT法净化后基本可达到国家二级排放标准[1]。目前，用CEPT法处理污染河道水质的处理厂在欧洲十分普通，国内在香港、北京、上海、广东、山东等地应用的净化厂也陆续投产[2]。
部分污水处理厂产生的污泥絮状体，未经处理任意排放，不仅对环境造成严重的二次污染，同时又是对资源的严重浪费，如果还是用传统的处置方法（土地填理、海洋排放）进行处理，相对于当今环境标准的更加严格化，显然是不符合我国提出的对工业过程实行清洁生产的要求。因此，有必要对化学污泥的特性及处置进行探讨，实践与探索化学污泥的清洁生产。
1化学污泥的特点
污水化学混凝强化处理原理是通过投加大量的絮凝剂，使微小的悬浮固体、胶体颗粒脱稳，聚集形成较大的颗粒（含大量絮凝剂成分和污染物质）；以重力沉降或溶气浮除等分离所得的固体物为化学污泥（初沉污泥），为一种含水率很高的絮状泥粒，实际上是由污水中的悬浮物、微生物与所吸附的有机物、无机物颗粒组成的极其复杂的“非均质体”的聚集体，其含固量一般在0.25%~2%之间。污泥组成十分复杂，其中有机质、氮、磷含量很高，重金属含量也很高，还含有大量的病原微生物，还含有大量絮凝剂成分（铝盐和铁盐）。污泥变异性大，水分比例极高且不易脱水，增加了处理的难度。根据实际经验，欲使污泥处理达标，其费用一般要占运行成本的40%以上[3]。如何处置大量的污泥是一个值得深入研究的课题。
2污泥的资源化
在清洁生产的理论中没有废物的概念，污泥在传统意义上是废弃物，实际是“放错了位置的资源”，对污泥进行合理的处理，可以成为其它过程的原材料[4]。对污泥的资源化利用本身就是节约资源，为污泥处置与处理找到一条变废为宝的出路。
2.1土地利用[5.6]
污泥资源化利用最常用的是堆肥处理，制成污泥肥料为农业和园林等应用。污泥中含有的N、P、K是农作物生长所必须的营养物质，污泥中的腐殖质是良好的土壤改良剂，施用于农田能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进作物的生长。在国外将污泥堆肥干燥颗粒化后用于出售的复合肥己经相当普遍；珠江三角洲农民约600年前就把其塘泥用为肥料加以利用。研究结果表明，林地施用污泥堆肥后，树木的树高和树径的生长都明显高于对照树木，林地土壤得到了改良。在建设草地的过程多次施用污泥堆肥，可促进树木、花卉、草坪的生长，提高其观赏品质。
污泥的土地利用具有能耗低，可回收利用污泥中营养物等优点，是大多数国家污泥处置的主要途径之一。但随着可填埋的范围逐渐缩小，土地利用将是未来发展方向。我国是一个发展中的农业大国，土地利用将是污泥资源化利用的一个重要途径。
2.2热值利用
污泥资源化应用于工业过程的途径主要是利用污泥所含的热值。化学絮凝污泥中含有一定量的有机成分和一定量的纤维木质素，脱水后的污泥热量约375~635kJ/kg，经脱水干燥的污泥可用焚烧处理。将污泥按一定比例掺入适量的引燃剂（煤粉和油）、催化剂、疏松剂和固硫剂等添加物混合配制成“合成燃料”，作为垃圾发电厂炉窑的辅助燃料，可以充分发挥污泥的热值。
对日处理能力较大的污水处理厂所产生的污泥，宜先采用厌氧消化制沼气。应用中温厌氧消化可以降解污泥中的有机物，杀死部分病原菌和寄生虫，从而使污泥稳定和部分无害化，同时消化产生一定量的沼气，可以作为能源回收，对节能降排有很大意义[7]。
近几年新建的污水厂开始采用污泥焚烧方法来处理污泥，在日本利用该法处置的污泥占总量的60%以上，其优势在于可以迅速和较大程度地使污泥达到资源化、减量化，焚烧后产生的热量也可充分利用，具有应用前景。
2.3作建筑材料
将污泥与粘土、改性剂、水泥等胶凝材料混合固化成建材制品或铺路。国内用河底泥通过调节配方制得轻质砖，经过检测，产品的物理特性基本上可以达到烧结普通砖的技术要求。底泥制砖使得As和重金属变得稳定，成品中重金属的浸出率相对于原料而言大大降低，因此不会对周围环境造成影响；同时底泥制砖能减少资源的消耗，使自然泥土资源的使用期得到延长，也避免了建设新的堆场和补偿地的耗费。
另我公司对含水率80%的脱水污泥进行添加石灰干化试验，试验结果显示，按每吨干污泥投加1吨石灰的比例，能使污泥含水率降低至40%，投加入石灰后有机质含量降低约50%，微生物及大肠杆菌全部死亡，泥饼臭味减少。干燥后的污泥石灰含量高，然后用于烧制水泥或市政用砖等建筑材料，优点是有效利用污泥自身的热值，减少烧制时燃料消耗。但污泥在制建材前必须脱水，机械脱水成本较高，其应用还要进一步研究。
2.4制备环保材料
用矿化污泥可制备用于回收水表面溢油的吸附剂，且效果相当显著。从污泥中提取出微生物絮凝剂，不仅可用于油水分离，还可用于去除污水中的悬浮物、有机物。污泥能作为粘结剂将无烟粉煤加工成型煤，污泥可改善高温下煤内部孔结构，降低灰渣中的残碳，污泥热值也得到充分利用。
污泥热解的衍生材料可以作为很好的吸附剂。以污泥为原料，利用活化方法制备活性炭吸附剂，现已取得了较好的处理效果，以污泥制备吸附剂来脱除烟气中SO2，不但为燃煤烟气SO2的处理提供了一条新途径，对于废物的资源化利用，实现“以废治废”具有重要的意义。
电镀、矿冶、化工、制革等行业每年要排放大量的重金属废水，而目前处理重金属废水最好的方法是吸附法，具有可回收有价金属、选择性好、污泥量少等特点而倍受亲睐，但吸附剂的价格高制约了吸附法的应用。将污泥炭化后制得的污泥吸附剂可作为一种新型廉价吸附材料，对废水中的Pb2+、Cr6＋、Cr3＋、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子具有较强的吸附性能[8.9]。
2.5回收化学絮凝剂
铝盐和铁盐是污水化学混凝强化一级处理以及自来水厂水处理、工业用水处理最常用的絮凝剂。化学絮凝污泥中的主要成分是氢氧化铝和其他金属氢氧化物、有机质和硅酸盐，铝的含量接近低品位铝钒土矿，是一种重要的铝再生资源。作者应用东莞市某水质净化厂的脱水化学絮凝污泥为原料，开发一种回收铝来制备絮凝剂的新技术，可回收污泥中约90~95%铝盐，铁盐的再生率最高可达70%~85%，制成具有絮凝效用的净水剂，回用于污水处理中；回收铝盐和铁盐后的泥饼制备具有较强的吸附性能的吸附剂。该新技术在资源化利用的同时达到减量化、无害化，实现了污水化学混凝强化一级处理中污泥零排放，达到工业生产过程中的清洁生产。
3污泥的无害化
污泥无害化的方法主要有焚烧法、消化法、湿法氧化法、生物除臭法、热干燥法等。污泥无害化处理目的是降解污泥中的有机质，稳定重金属离子，进一步减少污泥含水量，杀灭污泥中的细菌、病原体，消除臭味等。污泥中含有一些有毒物质无法直接资源化利用，应先对其进行无害化处理。
污泥焚烧是污泥无害化处理中最为有效的方法，通过焚烧可以将污泥中含有的病原菌及寄生虫卵全部杀死，并且可以使污泥的体积大大减少，但这种方法的投资和运行费用相当高，焚烧过程中会产生有毒尾气，烟尘（固体粉尘）和尾气含有重金属造成污染扩散，限制了它的使用范围。
4污泥的减量化
污泥减量化技术是指在保证污水处理效果的前提下，借助于物理的、化学的和生物的方法使活性污泥处理系统向外界排放的污泥量减至最少，从根本上达到降低污染的目的。污泥减量化必须引入“清洁生产”的概念，从源头开始治理是清洁生产的重要思想，目的要求在生产过程中尽可能少地产生污染物质。
通过工艺改造，降低工艺单元污泥产率。在污泥处理过程中延长曝气时间或提高曝气池中的溶解氧浓度，可活化CEPT污泥，后回流到曝气池，可以使总的污泥产量减少40~53％。实现从源头上减量化，但是这种方法的缺点是造成动力费用的增加。
超声波水处理技术是在超声波作用下，在液体中发生空化现象，将产生大量空化气泡，气泡破灭产生的强大水力剪切力使污泥絮体被破碎成小的碎块，可以压碎细胞壁、释放细胞内含物，使污泥中颗粒态COD转变为溶解态COD，可达到减少污泥量的作用。
应用臭氧可以削减50%左右的污泥量，同时可以提高污泥的沉降性能。依据臭氧污泥减量原理，作者尝试以过氧乙酸（PAA）与Fenton试剂为氧化剂，研究了它们对污泥的降解性能，都有一定的减容效果。相比而言，Fenton试剂对污泥的减容效果更为显著[10]。
采用专用深度脱水处理设备和专用脱水剂配合使用，对污泥进行深度脱水处理，实现了将含水率85%以上的污泥脱水到含水率40%~60%的效果，污泥体积大大减少，脱水后的污泥可以粉碎，便于填埋和多方面的资源化利用。
5结语
污泥的处理与处置必须严格遵循“减量化、无害化、资源化”的原则，把污泥“减量化”作为工作重点，将“无害化、资源化”作为未来工作的方向，改变传统思路，树立科学发展观，引入清洁生产的理念，实现污泥综合利用，才能从根本上解决污泥对环境的污染。
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关键词：城镇污水处理厂；污泥；处理；处置
引言
近些年来，我国污水处理技术发展迅速，我国对于污水处理厂等设施的建设工作也越来越重视。在我国发达地区之中已经基本实现了一镇一污水处理厂的建设，我国城镇污水问题得到了有效治理。但是同时也凸显出了另外一个问题，那就是污泥的处理，如何有效处理污泥就成为当前我国环境保护工作之中的一个难题，亟待有识之士进行研究。
1城镇污水处理厂污泥处理技术
1.1污泥浓缩技术
从污水处理系统之中产生的污泥含有大量的水分，同时体积也非常大，无论是的运输、处理还是处置起来难度都比较大。因此城镇污水处理厂可以应用污泥浓缩技术来对初始污泥进行处理，借此缩小污泥的体积，为后续的处理、处置工作提供便利。污泥浓缩技术主要包含三种形式，分别是重力浓缩、气浮浓缩以及离心浓缩。其中重力浓缩应用最为广泛，另外两种浓缩方式主要是应用在氧化沟、A2O等工艺为主的污水处理工作之中应用。重力浓缩属于沉淀工艺，其具备占地面积大、处理时间长等特点；气浮浓缩主要在浓缩活性污泥以及生物滤池之中进行应用，应用该方式对污泥进行处理需要消耗较高的成本；离心浓缩主要是利用离心力对污泥进行处理，该方式占地面积小，同时处理时间也比较短。
1.2污泥消化技术
污泥消化技术主要分为厌氧消化以及好氧消化两个类型，应用该技术的主要目的就是稳定污泥，为污泥后续处理工作提供便利。
厌氧消化技术是当前我国污泥消化之中应用最多的方法，其主要原理就是在无氧环境之下，通过兼性菌以及厌氧菌将污泥之中蕴含的可生物降解有机物分解成为二氧化碳、甲烷以及水等元素，从而让污泥稳定下来。通过应用厌氧消化能够有效减少污泥之中的有机物含量，去除污泥本身的臭味，并将污泥之中存在的寄生虫卵杀死。这种方式具备占地面积大、应用成本高等多方面的特点，因此一般在规模比较大的污水处理厂之中应用。
好氧消化主要就是通过生物污泥内微生物的有机体的内源代谢，也就是细胞原生质在有氧条件之下发生的生物氧化。通过这一方式处理污泥取得的效果非常好，这主要是因为其对于有机物的降解程度非常高，产泥量少。并且在应用该方式进行工作的过程当中，污泥不会产生臭气，也不需要工作人员进行过多的复杂操作。但是该方式消耗的成本非常高，同时消化污泥的规模也十分有限，并且还会受到周边温度环境等方面因素的影响，因此不适合用来进行大规模污泥处理。
1.3污泥脱水技术
污泥脱水技术是当前我国污泥处理工作之中应用比较广泛的一个方法，该方法主要是去除掉污泥之中蕴含的水分，将污泥转化成为固态或者半固态的形式，便于后续进行运输和处理。一般情况下脱水处理分为干化法以及机械脱水法两种类型。其中干化法又可以进一步细分化分为自然干化法、石灰石稳定干画法以及热干化法这三个类型。此外，还可以用微波技术来让污泥微生物细胞水在低温状态之下沸腾，借此有效破坏细胞壁，同时可以将取出难度比较大的结合水转变成为容易取出的外部水，之后再应用机械脱水装置将污泥的含水量讲到60%-70%左右，有效降低污泥脱水工作的总体成本；又比如可以用用热泵干燥技术，将污泥在发酵的过程当中所产生的热量有效利用起来，实现节能降耗的目的，大大降低干燥成本。
2城镇污水处理厂污泥处置
2.1卫生填埋法
卫生填埋法是当前我国用用比较多的一种污泥处置方法，该方法具备成本低、见效快等多方面的优点。但是应用该方法会占据较大的面积，同时该方法应用地区非常容易出现恶臭，并且还会造成地下水源污染问题。因此在应用该方法之前，相关工作人员必须要对周边地区进行详细调查，酌情应用卫生填埋法。
2.2焚烧法
污泥之中蕴含多种有机成分，因此可以采用焚烧法进行处理。该方法的优点就是能够减少污泥的量，同时降低其中的重金属等有害物质的含量，经过焚烧法处理后的污泥无论是填埋还是再次利用都不会出现二次污染。但是焚烧法在应用的过程中会产生有毒气体以及炉渣等物质，会对周边生态环境产生污染。焚烧法主要分为两个部分院第一，干化焚烧是将机械脱水后的污泥先进行干燥处理，借此有效降低其含水率，大幅度提高焚烧效率。第二，直接焚烧。焚烧干化污泥不但可以对污泥进行彻底处理，有效将其中的病原体杀死，同时还可以对热能进行回收再利用。结语
随着时代的发展，我国对于生态环境保护工作也随之变得越来越重视。在这样的时代背景之下，我国有识之士应当对城镇污水处理厂污泥处理处置进行分析，借此有效保护我国生态环境，促进我国社会经济的可持续发展。
关键词：污泥；研究进展；生物法；物理法
1、研究现状
在处理废弃的污水的时候，往往也会有非常多的污泥产生，其中绝大部分的剩余污泥则是由使用了活性去除污泥的方法产生的。有关的学者调查研究得出，二零一二年我国产生的污泥高达两千多万吨，二零一五年甚至将会达到三千多万吨，这可以说是一个非常大的数字，让人不禁惊悚。不仅如此，存在与污水中的污染物差不多有一半是存在于污水中的污泥中，如果对于这些污泥不能够比较完善的处理掉将会再一次造成污染，可以说危害更为严重，因此我国十分的重视如何妥善处理污泥，随着近年来我国污泥越来越多，我国也越来越重视。用物理的角度来观察污泥的话，污泥是一种胶状体带有少量的电量，体积比较大且含水量高，一般在处理污泥时为了方便对其进行运输和回收利用，需要在处理之前对其进行脱水处理，一般情况下用于这方面的资金占总资金的比重高达百分之六十。
机械脱水是我国最主要的脱水的方法，顾名思义就是说利用某些机械对其产生巨大的压力或者某些容器高速旋转产生巨大的离心作用从而达到脱水的目的。但是污泥的构造并不是我们想象的那么简单，相反他的结构非常复杂，一般情况系下直接使用机械脱水的方法对污泥进行脱水处理不能达到我们预想的效果，这就需要使用一些手段对污泥前处理，但是由于前处理的方法不同，脱去的水分等物质也不同，可以说机械脱水的程度和速度在一等程度上受到前处理的影响。就目前而言，国际上常用的前处理方法主要有热处理、添加某些活性剂或者是絮凝剂以及冻融处理等。现在有很多的因素会影响到机械脱水，如何能更好的对污泥进行脱水处理可谓是至关重要。
2、目前面临的难题
一般新产生的污泥的含水量在百分之九十六到百分之九十八，而某些活性污泥更是高达百分之九十五到百分之九十八。即使使用各种手段比如机械脱水和浓缩作用等的处理，他的含水量仍然高达百分之七十，对其进行干燥时依然需要消耗非常的多的能量。国内外的众多学者针对这一问题展开了讨论和研究，其中当以田禹、何培培等人的发现为最，为后来学者的进一步研发提供了大量的可借鉴之法。
众多学者的研究结果虽然各不相同，但是都有一个共同点，都指出了当污泥中水的含量比较低时，其中的某些物质会通过吸附的方式增加结合水，是颗粒的体积增大来阻止被过滤掉。除此之外，还有更多的因素会影响到脱水，微生物以及有机物就是其中两个比较常见的原因，当污水中的有机物增多时，会使微生物快速的大量增殖，能在极短的时间内繁衍出数以亿计的微生物。而这些微生物又会释放一种能够使污泥更加坚固的物质，这就给机械脱水造成了极大地困难，使效果达不到理想目标。因此想办法除去污泥里面的结合水成了解决机械脱水的难点所在。
3、针对前处理的讨论
由于使用机械法很难除去污泥里面的一些结合水，于是国内外的专家经过研究，最终得出了对其进行前处理来解决这一难题，一般常用的方法有生物法、化学法以及物理法。
在装满生物的溶液中浸泡的方法刚开始只是去除污泥中的金属，就是使用微生物发酵产生的酸性物质分解金属来达到目的，近年来有些学者意外发现这些酸性物质在分解金属的同时还改变了污泥的某些性能，使其进行机械脱水时更简便。经过周立祥等众多学者的研发，最终得出了一套新的前处理的方法，能使水分更加容易的被脱去。
所谓的化学法没有人们想象的那么复杂，只不过是利用了一些化学知识而已，利用絮凝剂可以使污泥中的某些物质凝聚起来，从而改变污泥的某些特性。絮凝剂可以分成两组即有机和无机絮凝剂。科研人员实验发现，在污泥处理的过程中普通类型的絮凝剂很难起到较大的效果还浪费钱财。然而经过大量的试验之后，科研人员又发现无机也有很多不好的地方，比如他虽然能够在很大程度上改变污泥的某些特性从而达到絮凝的效果，但是他在使用完后仍然存在于污泥中很难被分解，给后面的工作带来了极大的困扰，因此科研人员又发现了易于降解的有机的絮凝剂。
接下来就是众所周知的物理法，其实物理法在很多年前就已经有人开始使用了，大多数人对此应该不会陌生，热处理法、在污泥中添加木灰等物质、冷冻法等都已经能够成熟的运用，接下来本文介绍的主要是近年来新型的几种科技-超声波法和磁场法。所谓的超声波法就是利用了声波的不同频率，以此来改变污泥的某些特性。经过众多科研人员的激烈争论，最终得出超声波能够利用其较大的频率破坏污泥中细胞的结构，从而起到脱水的效果；所谓的物理法指的是对污泥施加一个磁场，改变污泥内部微生物的某些活性比如新陈代谢，进而改变它的结构，，破坏遗传物质。事实证明物理法处理后，污泥的脱水性能提升了很多。
4、对比与归纳
上述讲了最常用的几种前处理的方法，经过一段时间的发展，他们都更加的完善，每种前处理都各具特色，因此在进行前处理时选择合适的方法往往会事半功倍，接下来就对这几种方法进行了对比与归纳。生物法和物理法处理过的污泥明显要比化学法处理过的污泥的含水量低，还能为接下来的操作提供各种方便，最重要的是不会对环境造成二次污染。由此可见，这两种方法是比较合适的前处理方法。
经过上文的阐述，我们可以很明显的看到，前处理确实对改善污泥的某些性能有很大的帮助，尤其是生物法和物理法，但是凡事都不可能是完美的，这几种方法还需要进一步开发。物理法主要是找到一个更为合适的作用强度和时间，对电磁强度等都有要求；生物法主要是努力寻找新的效果更加明显的微生物物种，同时还应该在已有的基础上进行优化等。
参考文献
（1）尹军、谭学军、廖国盘等我国城市污水污泥的特性与处置现状[J]中国给水排水，2003
（2）田禹、王宁酱油污水污泥脱水的影响因素及其作用机理[J]环境科学研究，2005，18（5）：60-62
（3）何培培、余光辉、邵黎明等污泥中蛋白质和多糖的分布对脱水性能的影响[J]环境科学，2008，29（12）：3458-3461
关键词：污水处理站；污泥；污泥农用；资源化
前言
随着城市建设的不断进步，公众对环境问题的敏感度越来越高，作为城市生态系统分解者的污水处理厂，近年来处理率大大提高。这一方面为建设美好城市做出巨大贡献，但同时也产生了越来越多的污泥，据统计[1]，2004年我国城市污泥产量在255万吨以上，预计到2015年，我国城市污水处理率将达到80%以上[2]。
目前常用的污泥处理方法有焚烧法、卫生填埋法、堆肥、农用绿化、直接排放等，各国根据其污泥的组成及自身特色，采取的污泥处理方式比例有所不同，如美国污泥的主要处置方法是土地利用,而污泥填埋的比例正逐渐下降,美国许多地区甚至已经禁止污泥地方填埋；而日本因为人口密度高、境内多山地等原因，在污泥处置与利用方面焚烧所占比例高达55%；英国将经过厌氧消化、化学或热处理、长时间堆放等处理后的污泥回用于农田，是其污泥处置的发展方向[3]。由于我国是一个农业大国，污泥中丰富的有机质和氮磷钾等营养成分是植物生长所必须的，且污泥中还含有多种微量元素，有助于提高土壤肥力，改良土壤结构，因此污泥农用在我国成为最环保、最符合国情的资源化方式[4]。
我国自1961才开始将污泥施用于农田，目前污泥处理工艺还不成熟，据统计，现有的污水处理厂中有污泥稳定处理设施的还不到1/4，处理工艺和配套设施较为完善的还不到1/10[5]，并且有资料显示，60%以上的污泥未经任何处理直接农用，不符合污泥农用地卫生标准，将造重金属污染等严重的环境问题。如何妥善处理污泥，使其减量化、无害化、资源化已成为全球关注的课题[6]。
1.污泥的成分
城市污水处理厂所收纳的污水来源混杂，污泥中含有大量的有机质、氮磷钾和多种微量元素等植物生长所必须的微量元素等营养成分，还含有大量病原菌、寄生虫（卵）、铜、锌、铬、汞等重金属，盐类以及多氯联苯、二英、放射性核素等难降解的有毒有害物质。因此，直接农用存在很大风险，必须对污泥泥质进行相应的综合分析，严格遵循国家污泥农用地标准，控制有害成分污染农田。
城市污水处理厂污泥中含氮量为0.8%-0.9%，含磷量为0.3%-0.4%，含钾量为0.2%-0.3%，有机质含量为16%-20%[7]，下表为我国8个典型城市污水处理厂污泥中各类物质含量范围[8-10]。
从表1可以看出，污泥中营养物质的含量已基本达到《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》（CJ/T309-2009）标准的要求，但重金属离子的量常有超标，如果直接施用于供食用的蔬菜、水果、粮食等作物，有可能通过食物链进入人体，造成严重的后果。另外，活性污泥中含有大量的病原菌和蛔虫卵，直接施用不但污染农田，而且臭度太高污染空气。因此为保障食品安全，在施用于农田之前，必须对污泥进行预处理。
2.污泥农用预处理途径
2.1污泥浓缩
污泥浓缩主要是降低污泥中的孔隙水，通常采用的是物理法，主要包括重力浓缩法、气浮浓缩法、离心浓缩法等，其处理性能如表2所示。
表2几种浓缩方法的比能耗和含固浓度
浓缩方法污泥类型浓缩后含水率%比能耗
干固体[kwh/t]脱除水[kwh/t]
重力浓缩初沉污泥90-951.750.20
重力浓缩剩余活性污泥97-988.810.09
气浮浓缩剩余活性污泥95-971312.18
框式离心浓缩剩余活性污泥91-922112.29
无孔转鼓离心浓缩剩余活性污泥92-951171.23
由表2可以看出，重力浓缩法作为一种最经济有效的处理初沉污泥的方法，对于剩余污泥，采用重力浓缩的效果不好，目前推行将剩余污泥送回初沉池与初沉污泥共同沉淀的重力浓缩工艺，利用活性污泥的絮凝性能，提高初沉池的沉淀效果，同时使剩余污泥得到浓缩。
2.2污泥稳定化
所谓的污泥稳定化处理是指降低污泥中有机物的含量,使污泥在后续处理与处置过程中不致发生腐败或变化。主要的稳定化技术包括：污泥的厌氧消化技术、污泥的好氧消化技术等。其机理是促使活性污泥进入内源呼吸阶段,通过自身氧化降低污泥中的有机物的含量，使污泥达到稳定化。其反应方程式如下：
C5H7NO25CO2+NO3-+3H2O+H+
（1）污泥的好氧消化技术
利用污泥中的好氧微生物菌（本身含有的或者掺入的均可）对污泥进行好氧发酵从而对有机质进行降解，从而转化为植物容易吸收的物质。其完成了节约了能源并对土壤的肥化起到了一定作用。
（2）污泥的厌氧消化技术
污泥厌氧消化是指污泥在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细菌将污泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等，使污泥得到稳定的过程。污泥厌氧消化是一个多阶段的复杂过程，完成整个消化过程，需要经过三个阶段（目前公认的），即水解、酸化阶段，乙酸化阶段，甲烷化阶段。各阶段之间既相互联系又相互影响，各个阶段都有各自特色微生物群体。
2.3污泥脱水
污泥经浓缩、稳定化后含水率尚为95%～97%，体积仍然很大。这样庞大体积的污泥如果不经过干化脱水处理，不但会造成环境污染，也将为运输及后续处置带来许多不便。我国现有的污泥脱水措施主要是机械脱水，而干化场由于受到地区条件的限制很少被采用。目前，我国城市污水处理厂中，仍有48.65%的污泥未经过脱水处理，这是造成污泥难以实现减容的主要原因。
2.4污泥去除重金属技术
由于污泥中含有重金属，限制了污泥的资源化利用。很多学者致力于如何有效的去处污泥中的重金属污染物的研究主要的重金属去除方法有如下几种：
（1）动电技术
动电技术的基本原理是在固体-液相系统中插入电极，通过施加微弱直流电形成电场，利用直流电场产生的各种电动力学效应，使重金属离子发生迁移，并富集于阴极区而将污染物去除。
（2）生物沥滤法
生物沥滤法是指在有氧及含硫条件下，利用污泥中的某些微生物的静电吸附、共价吸附、络合、螯合、离子交换和无机微沉淀等作用，使污泥固相中处于吸附、化合状态的不溶性重金属得以释放、转移到液相中变为可溶态形式，而达到从污泥固相中去除重金属的目的。
（3）植物提取法
植物提取法是利用专性植物的根系超量吸收一种或几种污染物，特别是有毒重金属，并将其转移到植物茎叶，异地处理的一种方法。
（4）化学方法
化学法处理污泥中重金属通常是用硫酸、盐酸或硝酸将污泥的酸度降低，通过溶解作用，使难溶态的金属化合物形成可溶解的金属离子，或者用EDTA、柠檬酸等络合剂通过氯化作用、离子交换作用、酸化作用、螯合剂和表面活性剂的络合作用，将其中的重金属分离出来，达到减少污泥中重金属总量的目的。
3.污泥农用展望
经过稳定化、无害化处理后的污泥在施用于农田的过程中，需要根据植物的类别、生长期选择是否适宜施用、施用时间及施用量等。污泥堆肥除可施用于农田、园林绿化、草坪、废弃地等外，还可用作林木、花卉育苗基质，降低了育苗成本。
传统的污泥土地处理不仅可利用土壤的自净能力对污泥作进一步无害化处理，而且污泥中的有机质、腐殖质可改善土壤结构，也可回收利用有机质，促进植物生长，污泥土地利用使生产费用降低。无论从经济因素还是从肥效利用出发，污泥的土地利用特别是污泥农用都是一种符合我国国情的处置方法。研究更经济有效的污泥无害化、稳定化技术，是解决当前问题的重要途径。同时推进污水的分类排放分类治理工程，将工业污水、餐厨污水、冲厕污水、洗浴污水分开排放，从源头上减少污泥中的重金属离子、病原菌污染。
参考文献：
[1]胡佳佳,白向玉,刘汉湖等国内外城市剩余污泥处置与利用现状[J].徐州工程学院学报,2009,24(2):45-49
[2]刘红梅,熊文美.城市污水处理厂污泥资源化利用途径探讨[J].环境保护科学,2007,33(4):81-83.
[3]唐小辉,赵力.污泥处置国内外进展[J].环境科学与管理.2005,30(3):68-70.
[4]胡玖坤,许景钢,张丹,等.污泥的处理方法和农用资源化展望[J].东北农业大学学报,2005,36(6):820-824.
[5]赵文甲,司金星,丁莉等.我国污泥利用现状及若干创新利用污泥方法[J].教学实践与管理
[6]尹军,谭学军.污水污泥处理处置与资源化利用[M].北京:化学工业出版社,2005:1-203.
【关键词】城市污水，污泥管道，运输
中图分类号：R123.3文献标识码：A
一、前言
近年来，我国城市污水处理工程虽然取得了飞速发展，但依然存在一些问题和不足需要改进，在建设社会主义和谐社会的新时期，加强对城市污水处理厂污泥的管道运输的控制，对确保居民的切身利益有着重要意义。
二、污泥的管道运输的概述
1．污泥的流动性
流动性是污泥在管道内的流动阻力和可泵性。工程中常用污泥的含水率（或含固率、污泥浓度）判断污泥在管道中流动的水力特征。
2．污泥输送方式
（一）、脱水污泥经螺旋输送机输送至污泥堆棚后汽车外运。该法用于小型污水厂，二次污染严重，运输量有限，现已很少采用。
（二）、脱水污泥经螺旋输送机输送至脱水机下的缓冲料斗进入污泥泵提升至料仓，再由汽车外运，这种污泥经一级提升后外运是当前污泥输送的主要方式。
（三）、脱水污泥经螺旋输送机输送至脱水机下的缓冲料斗，进入一级污泥泵提升至料仓储存，料仓内污泥再进入二级污泥泵，经管道或由汽车输送至下一步处理处置地点。随着污泥后续处理工艺的实施，这种输送方式应用将逐步增多。
3．污泥输送系统
污泥输送系统按照压力形式分为无压、有压输送系统。无压输送主要有无轴螺旋输送机、皮带输送机或汽车槽车输送。输送机适合于短距离直线输送，临界距离为20m；由于输送量、距离和高度有限，所以能耗较小。无压输送缺点有，水平方向转角处必须增设传送设施，分两级或多级传送；输送机倾斜角度一般不宜大于25°，将污泥输送至高处时需要较长的水平距离；系统密闭性不好，会对周边环境造成二次污染；输送量固定，不可随意调整。这种输送方式常用于脱水机房内将脱水机排出的污泥输送到料斗进口处。汽车槽车适用于远距离输送，其运输成本较高。
有压输送是泵加管道输送系统，通常采用螺杆泵或柱塞泵进行管道输送。在一定距离内，传统的输送机和汽车运输方式已不能提供安全、环保、快捷的污泥输送。设计应优先选用安全、
高效、封闭式的污泥管道输送系统，减少敞开式运输方式，防止因暴露、洒落、漏滴、臭气外逸而造成的二次污染。有压输送系统适应性强，主要优点有，输送距离长，可达1200m；采用弯头实现多转角多曲度输送功能；系统密闭性好，不会对周边环境造成二次污染；输送量可调，但是由于脱水污泥流动性差，沿程水头损失较大，所以输送系统能耗高。同时污泥泵造价高，该方式常用于将脱水污泥一级提升至料仓，以及二级得升至后续处理单元的场合。
三、城市污水处理与污泥处理的关系
2004年底，我们开始对我国的污水处理厂污水处理和污泥处理、处置状况开展了调查。主要采用发放信函、网上搜集和电话咨询的方式进行。结合不同地区的污水处理厂及典型研究区的调查和资料收集，初步掌握了210个污水处理厂的情况。调查发现，在这210座污水处理厂中，86.2%都采用活性污泥法，其余自然净化占10%，其他污水处理技术占3.8%，在活性污泥法中又以传统活性污泥法和氧化沟为主。近年来，随着技术的发展和对脱氮除磷的要求
提高，SBR、A2O、AO有增加的趋势。我国20世纪80年代以前建设的城市污水处理厂大部分采用普通曝气法活性污泥处理工艺[6]，该工艺以去除BOD和SS为主要目标，对脱氮除磷效果较差。目前，氧化沟工艺是我国采用较多的污水处理工艺技术之一，主要有奥贝尔氧化沟工艺、DE型氧化沟、三沟式氧化沟和卡罗塞尔氧化沟工艺等。
不难发现，污水处理技术在很大程度上决定了污泥的产量和污泥处理的方式，典型的如氧化沟工艺，由于采用延时曝气，污泥产量少，同时对污泥进行稳定化处理，节省了污泥单独稳定化的过程，所以很多污水处理厂相继采用此工艺来处理污水。污水处理厂产生的污泥如果采用厌氧硝化处理，其投资较高，处理费用约占污水处理厂投资和运行费用的20%~45%，而在中国仅有的十几座污泥消化池中能够正常运行的为数不多，有些池子根本就没有运行，这也是导致中国近年大量采用带有延时曝气功能的氧化沟等技术的原因。但是采用氧化沟(延时曝气)处理污水并未带来一劳永逸的效果。这种好氧污水处理工艺不但消耗更多的能耗，而且使得处理后的污泥脱水比较困难，在很大程度上影响了污泥的处理。氧化沟是一种低负荷工艺，低负荷的曝气池池容和设备是中、高负荷活性污泥工艺的几倍，所以相应的投资要高数倍；其次，该工艺对污泥是采用好氧稳定的方法，其能耗比中、高负荷活性污泥要高40%~50%；能耗增加带来了直接运行费的增加，同时还要增加间接投资。可以说，解决城市污水处理厂污泥处理技术
问题是降低污水处理能耗的有效技术之一。今后中国城市污水工艺的进步在很大程度上取决于污泥处理和利用技术的进步。
四、污泥运输方式的比较
污泥的输送方式可考虑有脱水污泥的卡车运输、浓缩污泥的槽车运输和生污泥的管道运输等
其优缺点的比较和经济分析如下:用车辆运输污泥灵活性较大，运输的污泥为终端产品，相对运输量较小，但对环境会带来噪音，臭味，有时还会散漏污泥，影响较大，同时也会增加车辆维修量和增大车场占地面积等。用管道运输的污泥一般只限于生污泥或未浓缩的污泥，对于在远郊集中设污泥处置设施时，规模较大，效率较高，且易于自动化，可节省动力和车辆，缓和城市的交通紧张等。从经济角度分析，三种不同方式的运输在不同处理污水量下进行的比较详见表1(日本资料)。
由上表可以看出，当污水处理量小于15～20万m3/d时，用卡车运送脱水污泥费用较少，即对小型城市及工业区污水处理厂卡车运输污泥较便宜；用槽车运送浓缩污泥对任何规模的污水处理厂都是不经济的，管道运送生污泥在20万m3/d以上大中型污水处理厂是较为合适的。
如果分建多座小型污泥处置设施，总投资和经营费用都比大型厂要高得多，因此管道运输对当前日益扩大的污水处理厂规模是最为有利的，故而在国外已受到了很大的关注。在我国所作的分析比较所得结果大致与日本相同，表2为对管道、驳船和卡车运输的相对经济比较。显然，管道输送的经济性十分突出。
五、城市污水处理厂污泥的管道运输
1． 管材及管件
脱水污泥输送管道管材主要有两种形式：高压无缝钢管和超低摩阻耐磨复合管。高压无缝钢管连接采用焊接，管件数量少。发生问题时切断故障管段，维修好后重新焊接。管件连接为内扣式法兰连接。高压无缝钢管输送污泥时，还可选用管道系统向管道内注入剂，可减少约30％～50％的水头损失。剂可采用水、废油或高分子聚合物溶液。管道系统由高压隔膜计量泵和环组成。在污泥输送系统，剂常采用中水。中水经环注入，均匀分布在管内壁和污泥之间形成膜，有效的降低管路水头损失。膜的厚度约0．20～0．25mm，由于注入的水量有限，一般仅2％污泥的含水率会升高，其余污泥的含水率基本不受影响。超低摩阻耐磨复合管是一种具有特殊内涂层、粘稠物料在管道内进行高压低摩阻输送的管道。它摩擦系数小，是普通钢管的1／7，具有耐磨损、耐腐蚀、耐冲击的特点。管道和管件采用耐振快装法兰连接。因管道是法兰连接，管件数量多，发生故障时便于检修。污泥输送管道设计应注意以下几点：管道选线应本着最短距离最少弯头的原则布线，管道尽量平直；转弯时应优先采用45°弯头；转弯半径不低于5D（直径）；在管段适当位置应考虑清通、清洗、排气设施；与污泥泵连接段应预留设备的检修空间，必要时设置高压伸缩节连接阀件。
2． 偏心螺杆泵
偏心螺杆泵适用于短距离、小流量、输送压力低连续输送污泥物料的场合。输送污泥的含水率不宜小于76％，否则需要投加适当剂。输送无湍流脉动，对介质基本无剪切力，设备结构简单，体积小。它主要工作部件是偏心螺旋体的螺杆（称转子）和内表面呈双线螺旋面的螺杆衬套（称定子）。当电动机带动泵轴转动时，螺杆一方面绕本身的轴线旋转，另一方面它又沿衬套内表面滚动，于是形成泵的密封腔室，螺杆每转一周，密封腔内的流体向前推进一个螺距，随着螺杆的连续转动，被输送的物料以螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔，最后挤出泵体。泵的易损件定子和转子通常0．5～2年需要更换。螺杆泵工作压力应控制在额定压力的1／2～1／3；泵的转速应控制在定、转子相对滑动速度为0．5m／s以下；螺杆泵水平临界输送距离500m；垂直临界高度为50m，压力可达到4.8MPa。
3．液压柱塞泵
液压柱塞泵适用于长距离、大流量、输送压力高连续精确输送污泥物料的场合，对介质的挤压剪切力小，设备占地面积较大，价格和维护成本较高。柱塞泵由进料口、输送缸及活塞、驱动缸和外壳等构成。驱动缸内的活塞杆由一个、两个或四个活塞组成，泵体和驱动单元通过高压液压管连接。柱塞泵通过缓冲料斗下方的螺旋进料系统接收污泥，在进料机和泵体进料口的连接处，配备了压力测量仪式压力传感器。传感器控制螺旋进料机的进料速度，以最佳的污泥泵填充率进料。柱塞泵配备液压驱动装置，驱动装置包括柱塞泵液压泵、螺旋进料机液压泵、油箱、油过滤器、控制器等，控制器可安装在液压包或污泥泵体上，起到精确控制的作用。
4．管道输送技术在污泥处理中的应用
传统的污泥输送设备均属敞开式输送方式，极易产生二次污染；污泥处理所需的一些工艺环节如混合、搅拌、打散、布料、分流、流量控制等均难以融合在上述输送环节中，致使污泥处理方法的实现存在很多困难，加大了处理的难度。采用管道输送可以达到全密封无污染、安全可靠、运行成本低廉，管道输送方式的实施，几乎克服了传统输送方式的所有弊病。
（一）、污泥的远距离管道输送工艺
由于污泥的性质特殊，除了含有大量有益的有机物和微生物外，还有对环境、人畜和土壤有害的病菌和重金属等有毒废物，所以污泥的后续处置方式主要有堆肥、填埋和焚烧。无论采用何种方式处置数量巨大的污泥废弃物，通过管道将其远距离输送到合适的位置是必不可少的环节。
（二）、污泥管道输送系统特点
输送过程全封闭、无污染，完全消除了以往敞开输送方式严重污染环境的问题，输送浓度高(可直接输送含水率80%左右的脱水污泥)、距离远(0～10km)、压力大(0～24MPa)；流量大(5～70m3/h)，具有传统输送方式无可比拟的优越特性；全自动控制，无级调控输送量，无人值守；(4)系统结构紧凑，管道可架空或地埋、垂直上升及任意转弯，布置灵活，占地面积小；污泥在管道中的分配、分流自动可调；专门为堆肥发酵设计的打散布料器具有布料均匀、打散效率高等特点；专门为填埋设计的布料杆可以将污泥均匀送至填埋场的各个点；专门为污泥焚烧设计的多功能给料器可以适应各种燃烧器不同的物料入炉方式。
V——管中流速，m/s
5．管道输送系统设计要点
（一）、污泥来源
供输送的污泥有来自污水处理厂的污水处理流程中最初沉淀池和最终沉淀池的生污泥以及污泥处置设施消化槽的浓缩和消化污泥。
（二）、输送浓度与酸碱度
生污泥重量浓度为1%左右，浓缩消化污泥重量浓度为4%左右。前者适于长距离管道输送，而后才者一般只作短距离输送。生污泥酸碱度pH=6左右，浓缩消化污泥酸碱度pH=5左右。需要注意的是，当停运时，管中沉积的污泥由于缺氧，会发生厌气发酵，产生硫化氢，具要强烈的腐蚀性，因此一般停运管道应放空，有时还用水冲洗，同时，管内还应进行防腐处理。
（三）、输送泵
浓度为1%～4%的污泥输送可采用离心泵。对于最初沉淀池排出的生污泥，由于夹有砂粒、布片等杂物，用叶片数少或无叶片型的泵为宜。一般都应设有备用泵。
（四）、污泥贮槽
用作调节和缓冲用的贮槽，当停留其中的时间较长时，污泥会产生厌气发酵，产生泡沫，故应采用中压鼓风除泡器。此外还要设搅拌器不使其沉淀。贮槽应致少设两台，以便维修倒用。
（五）、其他设施
污泥管道输送中主要的安全问题是堵塞和漏泄。为此，应有手孔清除杂物并设冲洗管。在泵的配置上应使备用泵有串联之可能，以便堵塞时通过备用泵串联增压从排泥阀中清除堵塞物，此外定期检修是防止漏泄的重要措施。
五、结束语
随着城市污水处理管理体制的不断完善，污泥的管道运输的管理将会得到更多管理者的重视，在建设可持续发展社会的背景下，城市污水处理厂污泥的管道运输管理将会发挥着越来越重要的作用。
参考文献
[1]何品晶，顾国维，等.城市污泥处理与利用.北京:科学出版社，2003
