污泥的主要成分是水，液体污水中去除了少量固体物质。初级污泥包括初级澄清池初级处理过程中去除的可沉淀固体。在二沉池中分离的二级污泥包括来自二级处理生物反应器的处理过的污水污泥。
污泥处理的重点是减少污泥的重量和体积，从而降低处置成本和处置方案的潜在健康风险。脱水是减少重量和体积的主要手段，而病原体的破坏通常是通过高温消化、堆肥或焚烧过程中的加热来实现的。
污泥处理方法的选择取决于产生的污泥量，并比较了现有处理方案的处理成本。空气干燥和堆肥可能对农村社区有吸引力，而有限的土地供应可能使好氧消化和机械脱水成为城市的首选，规模经济可能鼓励大都市地区的能源回收替代方案。
能量可以通过厌氧消化过程中产生的甲烷气体或通过燃烧干污泥从污泥中回收，但能量输出通常不足以蒸发污泥中的水分或为脱水所需的鼓风机、泵或离心机提供动力。
生物固体
“生物固体”是污水工程出版物和地方水务部门公关工作中常用的术语。污泥经过适当处理后，他们希望将重点放在污水污泥的再利用上。事实上，生物固体被定义为有机废水固体，经过厌氧消化和堆肥等稳定过程后可以重复使用。
“生物固体”一词是由美国水环境协会于1998年引入的。但也有人认为这个术语是一种“宣传”(或者至少是委婉的说法)，其目的是为了掩盖污水污泥中也可能含有可能对环境有害的物质这一事实。如环境持久性制药污染物。
处理过程
1.集中
污水污泥浓缩器
浓缩通常是污泥处理过程的第一步。一级或二级澄清器的污泥可以被搅拌(通常在加入澄清器后)以形成更大和更快的沉降聚集体。
初级污泥可以浓缩至约8%或10%，而次级污泥可以浓缩至约4%的固体。增稠剂通常类似于添加搅拌机制的澄清剂。固体含量小于10%的浓缩污泥可以接受额外的污泥处理，而液体浓缩机的溢流将返回污水处理过程。
2.脱水
污泥脱水带式压滤机示意图
首先用重力提取滤液，然后用滚筒挤压布料
污泥的含水量可以通过离心、过滤或蒸发来降低，从而降低处理的运输成本或提高堆肥的适用性。离心可能是减少随后过滤或蒸发的污泥体积的初步步骤。
过滤可以在砂干燥床中通过渗透物进行，也可以在带式压滤机中作为单独的机械过程进行。滤液和浓缩液通常返回污水处理过程。
脱水后，污泥可以作为含有50%至75%水的固体进行处理。高含水量的脱水污泥通常作为液体处理。
3.侧流加工技术
用于污泥浓缩或脱水的污泥处理技术有两种:浓缩机或污泥脱水机。液体部分称为污泥处理液。
这种液体需要进一步处理，因为氮和磷含量高，特别是如果污泥已经厌氧消化。处理可以在污水处理厂本身进行(通过将液体循环到处理过程的开始)，也可以作为单独的过程进行。
4.磷回收
处理污泥脱水液的一种方法是磷回收。优点是可以减少阻塞性鸟粪石的形成。
例如，加拿大的奥斯塔拉营养物回收技术公司正在推广一种基于流化床反应器中磷的受控化学沉淀的方法，该方法从污泥脱水物流中回收晶体颗粒形式的鸟粪石。获得的晶体产品以注册商标“水晶绿”作为肥料出售给农业、草坪和观赏植物部门。
5.消化
各种消化技术被用来处理污泥，其目的是减少固体中有机物质的量和引起疾病的微生物的数量。最常见的处理方法包括厌氧消化、好氧消化和堆肥。通过将污泥量减少近50%，并将沼气用作有价值的能源，污泥消化提供了显著的成本优势。
由于空气体排放的问题以及燃烧低热值污泥和蒸发残余水所需的补充燃料(通常是天然气或燃料油)，污泥焚烧并不十分常见。以干固体为基础，污泥的燃料价值从每磅(980千卡/克)未消化的污水污泥约9，500英国热量单位到每磅(260千卡/克)消化的初级污泥2，500英国热量单位不等。
阶梯式多炉焚烧炉和高停留时间流化床焚烧炉是最常用的废水和污泥焚烧系统。在城市垃圾发电的工厂中，有时会发生混燃。假设固体废弃物已经存在，不需要辅助燃料，这种选择是便宜的。
焚烧会使剩余固体中的重金属浓度最大化，需要进行处理。
8.干燥床
在污泥干燥床中干燥的污泥
这个简单的蒸发污泥干燥床位于叙利亚大马士革附近，展示了通过管道从初级沉淀池排出的初级污泥的初始浓度
许多国家，特别是发展中国家使用简单的污泥干燥床，因为它们是干燥污水污泥的廉价和简单的方法。干燥床有时是有盖的，但通常是无盖的。市场上也有用于在干燥过程的初始阶段翻转污泥的机械装置。
干燥床通常由砾石和沙子组成的四层组成。第一层是15-20厘米厚的粗砾石。其次是10厘米厚的细砾石。第三层是沙子，可以在10-15厘米之间，可以作为污泥和砾石之间的过滤器。
9.新兴技术
华盛顿特区蓝平原污水处理厂的热水解系统在2016年是世界上最大的
从污水污泥或污泥脱水流中回收磷越来越受到关注，特别是在瑞典、德国和加拿大，因为磷是一种有限的资源(这一概念也被称为“峰值磷”)，需要用作肥料来养活日益增长的世界人口。
废水或污泥中磷的回收方法可根据所用材料的来源(废水、污泥液、消化或未消化的污泥、灰分)或回收工艺的类型进行分类。自2003年以来，瑞典和德国开展了污水污泥中磷回收方法的研究。然而，由于目前世界市场上磷的价格，目前正在开发的技术不具成本效益。
热解聚合从加热到250℃的污泥中产生轻烃，并将它们压缩到40MPa。
热水解分为两个阶段，结合污泥高压沸腾，然后快速减压。这种联合作用消毒了污泥，使其更容易被生物降解，从而提高其消化率。杀菌会破坏污泥中的病原体，导致对土地使用(农业)的严格要求。
10.处理或用作肥料
当产生液体污泥时，可能需要进一步处理，使其适合最终处置。污泥通常被浓缩或脱水，以减少运离现场进行处置的体积。
降低含水量的方法包括干燥床；压滤机；离心机。污泥可以通过向土地中注入液体或通过填埋处理来处理。
商业或工业区的大量污泥被工业过程释放到下水道的有毒物质污染。这些物质浓度的增加会使污泥不适合农业使用，因此需要焚烧或丢弃到填埋场。
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