污泥主要成分是水，從液體污水中除去較少量的固體物質。初級污泥包括在初級澄清器中初級處理期間除去的可沉降固體。在二級澄清池中分離的二級污泥包括來自二級處理生物反應器的處理過的污水污泥。

污泥處理的重點是減少污泥重量和體積，以降低處置成本，并降低處置方案的潛在健康風險。脫水是重量和體積減少的主要手段，而病原體破壞通常通過嗜熱消化，堆肥或焚燒期間加熱來實現。

污泥處理方法的選擇取決于產生的污泥量，并比較可用處置方案所需的處理成本。風干和堆肥可能對農村社區具有吸引力，而有限的土地供應可能使有氧消化和機械脫水成為城市的首選，規模經濟可能會鼓勵大城市地區的能源回收替代方案。

在厭氧消化過程中或通過焚燒干燥的污泥，可以通過甲烷氣體生產從污泥中回收能量，但是能量產量通常不足以蒸發污泥水含量或為脫水所需的動力鼓風機，泵或離心機提供動力。

01 生物固體

“生物固體”是一個常用于污水工程出版物和當地水務部門公共關系工作的術語，當污泥經過適當的處理過程后，他們希望將重點放在污水污泥的再利用上。事實上，生物固體被定義為有機廢水固體，可在穩定過程（如厭氧消化和堆肥）后重復使用。

“生物固體”一詞是由水環境聯合會于1998年在美國引入的。然而，有些人認為該術語是一種“宣傳”（或至少是一種委婉用語），其目的是隱藏污水污泥也可能含有可能對環境有害的物質這一事實。例如環境持久性制藥污染物。

02 處理過程

1、濃縮

污水污泥濃縮劑

濃縮通常是污泥處理過程的第一步。可以攪拌來自一級或二級澄清池的污泥（通常在添加澄清劑之后）以形成更大，更快速沉降的聚集體。

初級污泥可以增稠至約8%或10％，而二級污泥可以增稠至約4％固體。增稠劑通常類似于添加攪拌機制的澄清劑。固體含量低于10％的稠化污泥可以接受額外的污泥處理，而液體增稠劑溢流則返回污水處理過程。

2、脫水

帶式壓濾機示意圖，用于對污水污泥進行脫水

脫水后，污泥可以作為含有50％至75％水的固體處理。具有較高水分含量的脫水污泥通常作為液體處理。

3、側流處理技術

用于污泥濃縮或脫水的污泥處理技術有兩種產品：增稠劑或脫水污泥機。液體部分稱為污泥處理液。

這種液體需要進一步處理，因為氮和磷含量高，特別是如果污泥已被厭氧消化。處理可以在污水處理廠本身中進行（通過將液體循環到處理過程的開始）或作為單獨的過程進行。

4、磷回收

處理污泥脫水液體的一種方法是磷回收。好處是可以減少阻塞性鳥糞石的形成。

例如，加拿大公司Ostara Nutrient Recovery Technologies正在推廣一種基于磷在流化床反應器中受控化學沉淀的方法，該反應器從污泥脫水流中回收晶體顆粒形式的鳥糞石。得到的結晶產品以注冊商品名“Crystal Green”出售給農業，草坪和觀賞植物部門作為肥料。

5、消化

使用各種消化技術處理污泥，其目的是減少固體中存在的有機物質的量和引起疾病的微生物的數量。最常見的治療選擇包括厭氧消化，好氧消化和堆肥。通過將污泥量減少近50％并將沼氣作為有價值的能源，污泥消化提供了顯著的成本優勢。

1）厭氧消化

厭氧消化是在沒有氧氣的情況下進行的細菌過程。該過程可以是嗜熱消化，其中污泥在55℃的溫度下在罐中發酵，或者是在約36℃的溫度下在中溫下發酵。盡管允許更短的保留時間（并因此允許更小的罐），但就加熱污泥的能量消耗而言，嗜熱消化更昂貴。

許多較大的場地利用沼氣來提供熱能和動力，使用發電機的冷卻水將消化設備的溫度維持在所需的35±3°C。

2）好氧消化

好氧消化是在氧氣存在下發生的細菌過程，類似于活性污泥過程的延續。

粗泡擴散器更常用于活性污泥池或絮凝階段。選擇擴散器類型的關鍵是確保它能產生所需的氧氣轉移率。

6、堆肥

堆肥是混合污泥與碳的農副產品來源，如鋸屑，稻草或需氧處理木屑。在存在氧氣的情況下，消化污水污泥和植物材料的細菌產生熱量以殺死引起疾病的微生物和寄生蟲。

堆肥混合物的最佳初始碳氮比為26～30：1; 但是農業副產品的堆肥比例可以通過將污泥中有毒化學物質的濃度稀釋到預期的可接受水平所需的量來確定。

7、焚燒

污泥焚燒過程示意圖（注意強調空氣質量控制）

焚燒會使剩余固體中的重金屬濃度最大化，需要處理。

8、干燥床

在污泥干燥床中干燥后的污泥

干燥床通常由四層由礫石和沙子組成。第一層是15至20厘米厚的粗砂礫。其次是10厘米厚的細砂礫。第三層是沙子，可以在10到15厘米之間，用作污泥和礫石之間的過濾器。

9、新興技術

污水污泥或污泥脫水溪流中的磷回收受到越來越多的關注，特別是在瑞典，德國和加拿大，因為磷是一種有限的資源（這一概念也被稱為“ 高峰磷 ”），需要作為肥料來養活不斷增長的世界人口。

熱解聚的產生來自加熱至250℃的污泥的輕質烴并壓縮至40MPa。

熱水解有兩個階段，結合污泥的高壓沸騰，然后快速減壓。這種聯合作用使污泥消毒，使其更易生物降解，從而提高消化性能。滅菌會破壞污泥中的病原體，導致其達到土地使用（農業）的嚴格要求。

10、處置或用作肥料

當產生液體污泥時，可能需要進一步處理以使其適合于最終處置。通常將污泥濃縮或脫水以減少在場外運輸以進行處置的體積。