什么是污泥？将废弃物转化为宝贵资源

污泥包含污水处理过程中分离和产生的有机物质。当这些污泥经过处理去除病原体并形成稳定产物后，便成为生物固体。

生物固体可作为人造肥料的替代品，有助于改善土壤质量和肥力，并促进植物生长。除了可能用于生产农业肥料外，工业和市政污泥还可用于生产沼气发电。

生物固体法规

根据不同国家规定，生物固体在施用于土地前必须符合严格的法规和质量标准。各国对生物固体和污水污泥的处理及土地利用实践差异显著。在某些地区，污水污泥经过高级处理且土地利用较为普遍，而在其他地区，此类处理并不常见，污水污泥被作为废弃物处置。

大多数实行土地利用的国家都有法规或指南，规定安全施用所需达到的质量水平。这些标准通常基于重金属和病原体含量，适用于输入材料和/或最终产品。

什么是污水污泥？

污水污泥定义为市政污水处理过程中分离或产生的固体、半固体和液体残留物。这些处理厂也可能接收来自其他设施（如家庭化粪池或小型处理厂）的污泥。由于全球处理的污水量巨大，这种有机废弃物必须得到妥善管理。

污泥类型

主要有两种污泥：初沉污泥和二沉污泥。

初沉污泥主要是通过沉淀从污水中去除的沉降固体。

二沉污泥主要是通过生物处理（包括活性污泥法和滴滤池法）产生的生物质。

污泥的益处与担忧

污泥可能富含氮、磷等营养物质。因此，经过处理后，这种有机物质可作为肥料或有机土壤改良剂施用于土地。

然而，根据污水处理厂的输入物和现场工艺，污泥也可能含有重金属和难降解的微量有机化合物。

监测这些物质并对生物固体的土地利用采取基于风险的方法，有助于缓解问题。例如，欧盟范围内实施的指令86/278/EEC就规定了此类方法。

瑞士、德国和荷兰因担忧相关风险，限制了污水污泥在土地上的回收利用；相反，污泥焚烧是常见做法。

污水处理污泥工艺

污泥处理（即处理污水污泥以再利用）旨在最小化体积和病原体，确保产品稳定以供土地回收利用。

次要目标是生产沼气用于能源，并回收磷（如鸟粪石）等宝贵资源。

为此，采用各种处理方法，包括浓缩和脱水，以及厌氧消化、堆肥和热处理等步骤。

污泥处理阶段

污水污泥处理过程可包括浓缩、消化和脱水工艺：

浓缩

浓缩是污水处理的关键步骤，发生在消化和脱水工艺之前和之后。

据苏伊士公司称，浓缩可减少污泥体积，优化调理、稳定化和脱水过程，同时最小化设施规模和运营成本。

常用方法包括溶气气浮和转鼓浓缩，脱水前污泥干固体含量为2-8%，脱水后通常增至20-35%。

脱水

在最终处置前，剩余污泥需进行脱水。由于污泥仍含有大量水分，干燥和脱水至关重要。

可采用多种工艺——污泥干化床是常见方法，但可能耗时较长。

另一种方法是使用固液分离设备，包括离心机、转鼓真空过滤机、带式压滤机、螺旋压滤机和离心机。

离心工艺可在更短时间内以更低成本实现水分回收和固体废物处理。

此外，为改善脱水效果，可添加絮凝助剂——主要是基于聚丙烯酰胺的聚合物。

消化

厌氧消化通过无氧分解生物质减少污泥体积，产生沼气。

厌氧微生物将有机物转化为甲烷，中温（36°C）和高温（50或55°C）选项会影响沼气产量。

污泥泵：设计坚固，经久耐用

污泥在处理工艺之间泵送，并可在厂区内以更液态的形式输送。

污泥泵送需要专门设计用于泵送高固体含量液体的干式或潜水污水泵。

为泵送含有不同量固体颗粒的粘稠液体，泵的设计需确保不被浆液或污泥堵塞。

此外，由于污泥不仅含有腐蚀性和挥发性成分，而且重量较大，因此需要高功率机制来泵送污泥。

据Premier Fluid Systems称，为正确类别（沉降性和非沉降性）选择合适的泵至关重要。

对于沉降性污泥，粗颗粒形成不稳定的混合物。对于非沉降性污泥，存在细颗粒且磨损性较低。

什么是生物固体？

生物固体是一个术语，尤其在美国使用，指污水处理后产生的可用作土壤改良剂的产品。

生物固体可含有植物必需的营养物质和有机物质，可作为肥料和土壤添加剂回收利用。

美国环境保护署将生物固体定义为处理生活污水产生的营养丰富的有机材料。

生物固体与污泥的区别

区分生物固体和污泥因地区而异。

在美国，生物固体是污水处理的产物，而污水污泥指污水处理过程中未经处理的固体。

相比之下，在德国，污泥被施用于土地。

生物固体一词于20世纪90年代初引入，以区分经批准可用于土地利用的处理后污泥。

据澳大利亚水协会称，生物固体可能含有植物生长必需的宏量和微量营养素。

使用生物固体作为肥料

Severn Trent水务公司表示，含有氮、磷酸盐和硫等必需作物营养素的生物固体可以补充甚至替代人造肥料。

经EPA认证的生物固体，在按规定比例施用时，已被证明能显著提高农业中的作物生长和产量。

生物固体肥料的益处

生物固体通过改善重质土壤的可耕性和排水性，以及增加轻质土壤的保水能力，从而提高土壤质量。

在美国，约一半生产的生物固体用于不到1%的农业用地。在英国，约80%的生物固体被回收用于土地。

污泥的未来：污泥还能用于什么？

Royal HaskoningDHV和United Utilities正通过Kaumera生物聚合物试点项目探索新的污泥衍生材料。

Pyreg最近在澳大利亚建成了其最大的工厂，利用污泥生产生物炭。

南洋理工大学的研究人员展示了利用太阳能将污水污泥转化为绿色氢气和动物饲料的潜力。

关键在于去除有害污染物并重获公众信任。

-Aquatech Online感谢英国Isle Utilities咨询主管Karyn Georges对编写本核心指南的支持。

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