在生化处理过程中,活性污泥中的微生物不断地消耗着废水中的有机物质。被消耗的有机物质中,一部分有机物质被氧化以提供微生物生命活动所需的能量,另一部分有机物质则被微生物利用以合成新的细胞质,从而使微生物繁衍生殖,微生物在新陈代谢的同时,又有一部分老的微生物死亡,故产生了剩余污泥。
水处理过程中产生的过剩污泥具有含水率高、易腐烂、有恶臭、含有大量寄生虫卵和病原微生物等特点,如不加以妥善处理,任其排放,将会造成二次污染。污泥的处理主要包括浓缩、脱水、稳定化和最终处置四个步骤。
(1)浓缩。沉淀池出来的过剩污泥含水率很高,可达到99%以上,通过浓缩可以提高污泥浓度,缩小体积,一般作为脱水的预处理,用于初步降低污泥的含水率。浓缩后污泥的含水率一般为95%~97%。根据泥渣相对密度的不同分为重力浓缩和气浮浓缩两种。重力浓缩适用于相对密度较大的污泥处理,其原理是依靠污泥本身的质量使其不断下沉,然后通过排除上清液以达到分离浓缩的目的,具体可分为间歇式和连续式两种。间歇式是在池壁不同高度设置上清液排出管,排出上清液,然后再从池底排出泥渣。连续式是连续运行的,处理能力较大,污泥由中心筒进入,澄清水及泥渣分别由溢流堰和池底排出。为提高浓缩池效率,在池内增设斜板,可提高处理能力1.6~2.8倍。气浮浓缩是依靠鼓人泥渣池内气体的作用,使相对密度较小(接近于1)的轻质泥渣随着气体一起上浮从而达到浓缩的目的。
(2)脱水。脱水是在浓缩的基础上,进一步降低污泥的含水率,以便于污泥运输和处置,减少对环境的危害。脱水后污泥的含水率可降低至55%~85%。根据是否需要外力介入,脱水可分为机械脱水和自然脱水两类。机械脱水根据原理可分为真空抽滤、压滤和离心脱水3种,其中带式压滤机是目前城市污水处理厂中应用最多的污泥脱水装置。自然脱水是依靠自然的蒸发和风化作用使泥渣中的水分脱除,分为干化场和重力脱水罐两种。
(3)稳定化。污泥中一般含有多种有机物,浓度又高,容易进一步分解而给环境造成危害,污泥稳定化就是通过微生物或化学作用,降低污泥中有机物含量,或使其暂时不产生分解的措施。稳定化分为生物稳定化和化学稳定化两类。生物稳定化主要是通过微生物的作用加速污泥中有机污染物的分解,使污泥逐步稳定的过程。化学稳定化是通过向污泥中投加化学药剂,来抑制或杀灭污泥中的微生物,消除污泥可能对环境造成的危害(产生恶臭及传染疾病),投加的药剂主要有石灰和液氯。
(4)最终处置。经过稳定化处理的污泥如果不含有有毒有害物质,且符合卫生要求,则可根据需要用于农副业的生产,否则需要作为固体废弃物进行最终处置,如进行填埋或焚烧。