利用氧化鈣和添加其他材料或工業(yè)廢物，如水泥、粘土、石粉、飛灰和煙氣凈化的粉塵等對(duì)脫水污泥進(jìn)行殺菌和固化處理西方國(guó)家在上世紀(jì)六、七十年代作了較多的應(yīng)用研究，包括處理后的填埋性能與工藝。雖然近20多年來(lái)這一處理手段在專(zhuān)家學(xué)者的視野中幾乎消失，但不能忘記的是即使在西歐的發(fā)達(dá)國(guó)家尚有較大比例的污泥以填埋作為最終處置手段，而填埋前通常經(jīng)過(guò)殺菌和固化處理。

　　除了衛(wèi)生學(xué)上的意義外，氧化鈣與含水污泥混合，在與水分子反應(yīng)的同時(shí)放熱并使一部分水分蒸發(fā)。加入氧化鈣后污泥含水率降低、硬度增加。少量的鋁鹽和（或）磷酸鹽的添加可以進(jìn)一步增加污泥的硬度。

　　該操作單元的另一個(gè)重要作用在于污泥的改性：無(wú)形狀的和塊狀的污泥在適宜的混合器中進(jìn)行固化處理后形成流動(dòng)性良好的顆粒，由于去除了生物活性從而易于堆積、儲(chǔ)存和運(yùn)輸。

　　這一單元操作的關(guān)鍵在于混合。原始的處理裝置是在蝸桿輸送機(jī)中加入鈣粉，因?yàn)槲锪现唤?jīng)過(guò)推送過(guò)程所以混合不均勻（耗鈣粉多、混合不均勻，效果差）同時(shí)難以實(shí)現(xiàn)污泥性狀的改善。現(xiàn)代的混合設(shè)備采用混合器中特制的絞刀使污泥破碎并流態(tài)化，處理后的物料（污泥）變成流動(dòng)性良好的顆粒。這種形式的處理在德國(guó)得到普遍應(yīng)用。

　　圖5是一個(gè)簡(jiǎn)化的污泥固化的框算。

　　該處理單元的作用主要為以下幾點(diǎn)：

　　(1)   單組分或與垃圾混合填埋的預(yù)處理；

　　(2)   酸性土壤的改良；

　　(3)   污泥熱干燥的替代方案；

　　(4)   污泥焚燒爐或工業(yè)窯爐焚燒的預(yù)處理（加入的氧化鈣起一定的脫硫劑作用）；

　　(5)   改善儲(chǔ)存和運(yùn)輸。

　　3.5農(nóng)業(yè)利用和土壤改良

　　污泥農(nóng)業(yè)利用或用作土壤改良有幾種不同的形式，如在極小型污水處理廠經(jīng)生物穩(wěn)定化處理后的濃縮污泥直接農(nóng)用，經(jīng)機(jī)械或加熱脫水后的污泥農(nóng)用、堆肥等。從物質(zhì)流角度看，污泥富含營(yíng)養(yǎng)鹽，回歸農(nóng)田可以使農(nóng)業(yè)、食品、廢物構(gòu)成良性循環(huán)。遺憾的是，現(xiàn)代城市混合排污系統(tǒng)使得污泥成分復(fù)雜，因此農(nóng)用在安全性方面有一定的局限，而用于綠化和土壤改良雖然更為適宜，但由于政策和組織管理方面的原因難以實(shí)施。

　　3.6污泥焚燒與煙氣凈化

　　焚燒分為污泥單組分焚燒和混合焚燒。前者最主要的工藝形式是靜態(tài)流化床?；旌戏贌ǎ?/p>

　　(1)   垃圾焚燒廠在垃圾中混入少量污泥；

　　(2)   電廠混入少量污泥；

　　(3)   工業(yè)窯爐（如水泥廠）等。

　　由于垃圾焚燒廠煙氣的排放要求與污泥焚燒一樣，所要考慮的因素更多是對(duì)策、工藝和費(fèi)用的優(yōu)化，比如垃圾焚燒爐排爐在加入過(guò)量污泥后，過(guò)量的污泥會(huì)通過(guò)爐排泄漏，導(dǎo)致焚燒不完全，以及污泥會(huì)增加煙氣中的飛灰從而超過(guò)垃圾焚燒爐及鍋爐設(shè)計(jì)的允許值等。爭(zhēng)議最大的是電廠和工業(yè)窯爐的混合焚燒，因?yàn)殡姀S和工業(yè)窯爐排放標(biāo)準(zhǔn)較低，污泥中的污染物混入后被稀釋?zhuān)亟饘?、二惡英的監(jiān)測(cè)又很復(fù)雜并難以監(jiān)控。這個(gè)議題較大，限于篇幅本文不再展開(kāi)。

　　所謂焚燒過(guò)程能夠自燃，并不是單純指焚燒過(guò)程不需輔助燃料，而同時(shí)包括：必須要達(dá)到對(duì)污染物，主要是有機(jī)污染物的充分消除。這里不僅指氣相（煙氣），而且指固相（飛灰及爐渣），同時(shí)達(dá)到系統(tǒng)殘余固體物的高度穩(wěn)定化。在設(shè)計(jì)和實(shí)施污泥焚燒處理時(shí)需優(yōu)化空氣預(yù)熱系統(tǒng)、能量回收系統(tǒng)和輔助燃料系統(tǒng)。焚燒過(guò)程能否夠自燃除了與污泥本身（含水率，干物質(zhì)的熱值）有關(guān)外，還與設(shè)計(jì)的燃燒空氣過(guò)剩系數(shù)、空氣預(yù)熱溫度有關(guān)。

　　焚燒后污泥中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成煙氣中的熱能，其中一部分隨熱回收后的煙氣排放而損失掉。熱能回收后的主要利用途徑為

　　(1)   燃燒空氣的預(yù)熱；

　　(2)   污泥預(yù)干化（提高熱值）；

　　(3)   發(fā)電或輸出熱水、蒸汽。

　　前兩項(xiàng)完全是焚燒系統(tǒng)的“內(nèi)耗”。由于煙氣組分比常規(guī)電廠要復(fù)雜，所以一般鍋爐蒸汽壓力不超過(guò)50bar，以發(fā)電為最大目的設(shè)計(jì)，蒸汽熱能變成電能的效率約為25%，遠(yuǎn)低于電廠。

　　焚燒和煙氣凈化消耗的電能主要是燃燒風(fēng)機(jī)和煙氣引風(fēng)機(jī)。

　　4以焚燒為最終處理的工藝組合與比較

　　4.1工藝組合

　　表1列出幾個(gè)以焚燒為最終處理的工藝組合。以下為以實(shí)際工程為基礎(chǔ)的幾個(gè)方案比較，重點(diǎn)是物質(zhì)流與能量流的量化，由此可進(jìn)一步確認(rèn)設(shè)施的復(fù)雜程度、大小與費(fèi)用。

　　計(jì)算中采用統(tǒng)一的基數(shù)：

　　(1)   原始人均污泥產(chǎn)生量為每人每天80g；

　　(2)   污泥的干物質(zhì)中灼燒揮發(fā)物含量為65%；

　　(3)   灼燒揮發(fā)物中有50%可通過(guò)厭氧消化得到降解；

　　(4)   灼燒揮發(fā)物的低位熱值為22,000kJ/Kg。

　　表1： 幾個(gè)以焚燒為最終處理的工藝組合

　　方案Fl30Tr37和Fl30Tr48污泥消化后機(jī)械脫水至固體物TS含量30%（如通過(guò)離心脫水機(jī)實(shí)現(xiàn)），如果通過(guò)半干化（或加CaO）將固體物含量進(jìn)一步增加，在固形物TS含量為37%時(shí)（半干化），通過(guò)將燃燒空氣預(yù)熱到500℃便可自燃。如果TS含量進(jìn)一步提高，達(dá)到48%時(shí)焚燒爐不需對(duì)燃燒空氣預(yù)熱便可自燃。

　　如果機(jī)械脫水僅將TS提升到25%（Fl25Vw），即使對(duì)燃燒空氣預(yù)熱，也仍需輔助燃料。

　　未經(jīng)消化的污泥脫水至TS30%（25Tr30Vw和30Vw），系統(tǒng)通過(guò)預(yù)熱燃燒空氣可自燃。

　　方案Fl30Tr95和25Tr95將污泥全干化至TS95%，所需熱源可來(lái)自煙氣的熱回收或污泥消化的沼氣。