1
6.5 水环境污染防治
6.5.1 水污染防治的原则
进行水污染防治, 根本原则是将防, 治, 管三者结合起来,
, 防, 是指对污染源的控制
, 治, 是指必须对污 (废 )水进行妥善的处理
, 管, 是指对污染源, 水体及处理设施的管理
2
6.5.2 污水处理技术
1.物理处理法,通过物理作用, 以分离, 回收污水中不溶解
的呈悬浮物状态污染物质 （ 包括油膜和油珠 ） 的污水处理法 。
根据物理作用的不同，又可分为重力分离法、离心分离法和
筛滤截流法。
重力分离法的处理单元有沉淀、上浮（气浮、浮选）等，相
应使用的处理设备是沉砂池、沉淀池、除油池、气浮池及其附
属装置等；
离心分离法本身就是一种处理单元，使用的处理装置有离心
分离机和水旋分离器等；
筛滤截流法有截留和过滤两种处理单元，前者的设备有隔栅、
筛网，后者有砂滤池和微滤池。
3
6.5.2 污水处理技术
2.化学处理法,
通过化学反应和传质作用来分离, 去除废水中呈溶解, 胶
体状态的污染物质或将其转化为无害物质的污水处理法 。
沉淀法：加入化学物质, 发生化学反应生产难溶于水的沉
淀物以降低水中溶解度的方法, 如石灰法, 硫化物法和钡盐法 。
可以除去重金属, 氰化物等 。
混凝法：向污水中加入混凝剂, 使污水中的胶体颗粒失去
稳定性, 凝聚成大颗粒而下沉 。 可以除去分散的固体颗粒乳状
油及胶体物质等 。
4
6.5.2 污水处理技术
中和法：向酸性废水中加入碱性物质 （ 如石灰 ） 或者向碱
性废水中加入酸性物质 （ 如 CO2） 使废水变为中性的方
法 。
氧化还原法：利用高锰酸钾, 液氯, 臭氧等强氧化剂或电
极的阳极反应, 将废水中的有害物质氧化分解为无害物
质；利用铁粉等还原剂或电极的阴极反应, 将废水中的
有害物质还原为无害物质的方法 。 如臭氧氧化法对污水
进行脱色, 杀菌和除臭, 还原法处理含铬废水等 。
5
6.5.2 污水处理技术
3.物理化学法
液－液萃取法：将与水不混溶的溶剂投入到废水中, 是废
水中的溶质溶于溶剂中, 利用溶剂与水的密度差别, 将溶剂
分离出来, 在利用溶质与溶剂的沸点差将溶质蒸馏回收, 再
生后的溶剂可以再生使用 。
吸附法：利用多孔性的固体材料吸附污水中的一种或者多
种污染物质 。
离子交换法：利用离子交换剂的离子交换作用置换污水中
的离子态污染物质的方法 。
6
6.5.2 污水处理技术
膜分离技术 （ 电渗析法 ）,在外加直流电场的作用下, 阴,
阳离子交换膜对水中离子有选择性透过性, 使一部分溶
液中的离子迁移到另外一部分溶液中去, 从而达到浓缩,
钝化, 分离的目的 。
反渗透法：利用半透膜, 在一定的外加压力下, 水分子透
过膜, 水中的污染物质 （ 溶质 ） 被膜截流, 达到处理污
水的目的 。
7
6.5.2 污水处理技术
4.生物法
（ 1）好氧生物法，在有氧的条件下，借助于好氧菌的作用来
进行的方法，包括活性污泥法和生物膜法。
好氧生物处理时，一部分被微生物吸收的有机物氧化分解成
简单无机物 (如有机物中的碳被氧化成二氧化碳，氢与氧化合成
水，氮被氧化成氨、亚硝酸盐和硝酸盐，磷被氧化成磷酸盐，
硫被氧化成硫酸盐等 )，同时释放出能量，作为微生物自身生命
活动的能源。另一部分有机物则作为其生长繁殖所需的构造物
质，合成新的原生质。
8
6.5.2 污水处理技术
（ 2）厌氧生物法，在无氧的条件下，利用厌氧微生物的作用
分离污水中的有机物，达到净化水的目的。
有机物的厌氧分解过程分为两个阶段 。 在第一阶段中, 发酵
细菌 （ 产酸细菌 ） 把存在于废水中的复杂有机物转化成简单有
机物 （ 如有机酸, 醇类等 ） 和 CO2,NH3,H2S等无机物 。 在第二
阶段中, 首先由与甲烷共生的产氢产乙酸细菌将简单有机物转
化成氢和乙酸；再由甲烷细菌将乙酸 （ 以及甲醇, 甲酸和甲
胺 ）, CO2和 H2转化成 CH4和 CO2等 。
厌氧分析过程中, 由于缺乏氧作为氢受体, 因而对有机物分
解不彻底, 代谢产物中包括众多的简单有机物 。
9
10
6.5.2 污水处理技术
活性污泥法 就是以含于废水中的有机污染物为培养基, 在有
溶解氧的条件下, 连续地培养活性污泥, 再利用其吸附凝聚和
氧化分解作用净化废水中有机污染物 。 普通的活性污泥法处理
系统由以下几部分组成,
11
6.5.2 污水处理技术
（ 1） 曝气池 在池中使废水中的有机污染物质与活性污泥充分接
触, 并吸附和氧化分解有机污染物质 。
（ 2） 曝气系统 曝气系统供给曝气池生物反应所必需的氧气, 并
起混合搅拌作用 。
（ 3） 二次沉淀池 二次沉淀池用以分离曝气池出水中的活性污泥,
它是相对初沉淀池而言的, 初沉淀池设于曝气池之前, 用以去除废水
中粗大的原生悬浮物 。 悬浮物少时可以不设 。
（ 4） 污泥回流系统 这个系统把二次沉淀池中的一部分沉淀污泥
再回流到曝气池, 以供应曝气池赖以进行生化反应的微生物 。
（ 5）剩余污泥排放系统 曝气池内污泥不断增殖，增殖的污泥作
为剩余污泥从剩余污泥排放系统排出。
12
6.5.2 污水处理技术
生物膜法
和活性污泥法一样同属于好氧生物处理方法。但活性污泥法
是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来净化有机物的，而生
物膜法是依靠固着于固体介质表面的微生物来净化有机物的，
因而这种方法亦称为生物过滤法。
13
6.5.2 污水处理技术
生物膜净化废水的原理,
生物膜呈蓬松的絮状结构，微孔表面积大，具有很强的吸
附能力。微生物以吸附和沉降于膜上的有机物为营养料。增殖
的生物膜脱落后进入废水，在二次沉淀池中被截流下来，成为
污泥。如果有机物负荷比较高，生物膜对吸附的有机物来不及
氧化分解时，能形成不稳定的污泥，这类污泥需要进行再处理，
其处理水的 NO3－ 可在 2mg/L左右,BOD5去除率为 60～ 90％。
若负荷低，废水经过处理后,BOD5可以降解到 25mg/L以下，
硝酸盐含量在 10mg/L以上。
14
6.5.3 污水处理系统（流程）
废水的性质非常复杂, 往往需要将几种单元处理方法联合成
一个整体, 并合理配置其主次关系和前后次序, 才能够达到处
理要求的程度 。
1.一级处理 。
主要是去除废水中的漂浮物和部分悬浮状态的污染物, 调节
废水的 pH值, 减轻废水的腐化程度和后续处理工艺负荷的处理
方法 。
一级处理后一般达不到排放要求,BOD去除率一般只有 30％。
常用的方法是筛滤法（格栅、筛网）和沉淀法（一级处理的沉
淀池通常称为初级沉淀池）、上浮法、预曝气法。
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6.5.3 污水处理系统（流程）
2.二级处理 。
污水通过一级处理后再加处理, 用以除去污水中大量有机污
染物, 是污水进一步净化的工艺过程 。
二级处理的主要任务是大幅度地去除污水中呈胶体和溶剂状
态的有机污染物质，常采用生物法，去除 BOD可达 90％以上，
处理后水的 BOD含量可降至 20－ 30mg/L（ 一级排放标准为 20，
二级为 20－ 60），一般都能达到排放标准。
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6.5.3 污水处理系统（流程）
3.三级（深度或高级）处理
为进一步去除二级处理未能去除的污染物质，其中包括微生
物未能降解的有机物或氮磷的可溶性无机物。采用的方法主要
有化学絮凝、过滤等。完善的三级处理由除磷、除氮、除有机
物（主要是难降解有机物）、除病菌和病原菌、除悬浮物和矿
物质等。
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6.5.3 污水处理系统（流程）
18
6.5.4 污泥处理、利用与处置
污泥来源,
沉砂池中的沉渣、初沉池中的沉淀物
在处理过程中产生的，如化学沉淀污泥与生物化学法产生的
活性污泥或生物膜
污泥的成分,
含有很多有毒物质如病原微生物、寄生虫卵和重金属离子等，
也可能含有可利用的物质如植物营养素、氮、磷、钾、有机物
19
6.5.4 污泥处理、利用与处置
1.污泥的脱水与干化
二次沉淀池排出的剩余污泥一般先在浓缩池中静止沉降, 使
泥水分离 。 污泥在浓缩池内静止停留 12~24h,可使含水率降至
97％, 体积缩小为原污泥体积的 1／ 30。
污泥进行自然干化 (或称晒泥 )是借助于渗透, 蒸发与人工撇
除等过程而脱水的 。 一般污泥含水率可降至 75％ 左右, 使污泥
体积缩小很多倍 。 污泥机械脱水是以过滤介质 (多孔性材料 )两
面的压力差作为推动力, 污泥中的水分被强制通过过滤介质 (滤
液 ),固体颗粒被截流在介质上 (滤渣 ),从而达到脱水的目的 。
常采用的脱水机械有真空过滤脱水, 压缩脱水, 离心脱水机等,
可使污泥的含水率降至 70%~80％ 。
20
6.5.4 污泥处理、利用与处置
2.污泥消化
① 污泥的厌氧消化
将污泥置于密闭的消化池中，利用厌氧微生物的作用，使有
机物分解，这种有机物厌氧分解的过程称为发酵。由于发酵的
最终产物是沼气，污泥消化池又称沼气池。当沼气池温度为 30-
~35℃ 时，正常情况下 1m3污泥可产生沼气 10— 15m3,其中甲
烷含量大约为 50％左右。沼气可用作燃料和制造甲烷等的化工
原料。
21
6.5.4 污泥处理、利用与处置
② 污泥好氧消化
利用好氧和兼氧菌, 在污泥处理系统中曝气供氧, 微生物分
解生物可降解有机物 (污泥 )及细胞原生质, 并从中获取能量 。
近年来, 人们通过实践发现污泥厌氧消化处理工艺的运行管
理要求较高, 处理构筑物要求密封, 容积大, 数量多而且复杂,
所以认为污泥厌氧消化法适用于大型污水处理厂污泥量大, 回
收沼气量多的情况 。 污泥好氧消化法设备简单, 运行管理比较
方便, 但运行能耗及费用较大, 适用于小型污水处理厂, 即污
泥量不大, 沼气回收量小的情况 。 而且当污泥受到工业废水影
响, 进行厌氧处理有困难时, 也可采用好氧消化法 。
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6.5.4 污泥处理、利用与处置
③ 污泥的最终处理
含有机物多的污泥经脱水及消化处理后，可用作农田肥料；
当污泥中含有有毒物质，不宜作肥料时，应采用焚烧法进行彻
底无害化处理、填埋或筑路。
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6.5.4 污泥处理、利用与处置
6.5 水环境污染防治
6.5.1 水污染防治的原则
进行水污染防治, 根本原则是将防, 治, 管三者结合起来,
, 防, 是指对污染源的控制
, 治, 是指必须对污 (废 )水进行妥善的处理
, 管, 是指对污染源, 水体及处理设施的管理
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6.5.2 污水处理技术
1.物理处理法,通过物理作用, 以分离, 回收污水中不溶解
的呈悬浮物状态污染物质 （ 包括油膜和油珠 ） 的污水处理法 。
根据物理作用的不同，又可分为重力分离法、离心分离法和
筛滤截流法。
重力分离法的处理单元有沉淀、上浮（气浮、浮选）等，相
应使用的处理设备是沉砂池、沉淀池、除油池、气浮池及其附
属装置等；
离心分离法本身就是一种处理单元，使用的处理装置有离心
分离机和水旋分离器等；
筛滤截流法有截留和过滤两种处理单元，前者的设备有隔栅、
筛网，后者有砂滤池和微滤池。
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6.5.2 污水处理技术
2.化学处理法,
通过化学反应和传质作用来分离, 去除废水中呈溶解, 胶
体状态的污染物质或将其转化为无害物质的污水处理法 。
沉淀法：加入化学物质, 发生化学反应生产难溶于水的沉
淀物以降低水中溶解度的方法, 如石灰法, 硫化物法和钡盐法 。
可以除去重金属, 氰化物等 。
混凝法：向污水中加入混凝剂, 使污水中的胶体颗粒失去
稳定性, 凝聚成大颗粒而下沉 。 可以除去分散的固体颗粒乳状
油及胶体物质等 。
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6.5.2 污水处理技术
中和法：向酸性废水中加入碱性物质 （ 如石灰 ） 或者向碱
性废水中加入酸性物质 （ 如 CO2） 使废水变为中性的方
法 。
氧化还原法：利用高锰酸钾, 液氯, 臭氧等强氧化剂或电
极的阳极反应, 将废水中的有害物质氧化分解为无害物
质；利用铁粉等还原剂或电极的阴极反应, 将废水中的
有害物质还原为无害物质的方法 。 如臭氧氧化法对污水
进行脱色, 杀菌和除臭, 还原法处理含铬废水等 。
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6.5.2 污水处理技术
3.物理化学法
液－液萃取法：将与水不混溶的溶剂投入到废水中, 是废
水中的溶质溶于溶剂中, 利用溶剂与水的密度差别, 将溶剂
分离出来, 在利用溶质与溶剂的沸点差将溶质蒸馏回收, 再
生后的溶剂可以再生使用 。
吸附法：利用多孔性的固体材料吸附污水中的一种或者多
种污染物质 。
离子交换法：利用离子交换剂的离子交换作用置换污水中
的离子态污染物质的方法 。
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6.5.2 污水处理技术
膜分离技术 （ 电渗析法 ）,在外加直流电场的作用下, 阴,
阳离子交换膜对水中离子有选择性透过性, 使一部分溶
液中的离子迁移到另外一部分溶液中去, 从而达到浓缩,
钝化, 分离的目的 。
反渗透法：利用半透膜, 在一定的外加压力下, 水分子透
过膜, 水中的污染物质 （ 溶质 ） 被膜截流, 达到处理污
水的目的 。
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6.5.2 污水处理技术
4.生物法
（ 1）好氧生物法，在有氧的条件下，借助于好氧菌的作用来
进行的方法，包括活性污泥法和生物膜法。
好氧生物处理时，一部分被微生物吸收的有机物氧化分解成
简单无机物 (如有机物中的碳被氧化成二氧化碳，氢与氧化合成
水，氮被氧化成氨、亚硝酸盐和硝酸盐，磷被氧化成磷酸盐，
硫被氧化成硫酸盐等 )，同时释放出能量，作为微生物自身生命
活动的能源。另一部分有机物则作为其生长繁殖所需的构造物
质，合成新的原生质。
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6.5.2 污水处理技术
（ 2）厌氧生物法，在无氧的条件下，利用厌氧微生物的作用
分离污水中的有机物，达到净化水的目的。
有机物的厌氧分解过程分为两个阶段 。 在第一阶段中, 发酵
细菌 （ 产酸细菌 ） 把存在于废水中的复杂有机物转化成简单有
机物 （ 如有机酸, 醇类等 ） 和 CO2,NH3,H2S等无机物 。 在第二
阶段中, 首先由与甲烷共生的产氢产乙酸细菌将简单有机物转
化成氢和乙酸；再由甲烷细菌将乙酸 （ 以及甲醇, 甲酸和甲
胺 ）, CO2和 H2转化成 CH4和 CO2等 。
厌氧分析过程中, 由于缺乏氧作为氢受体, 因而对有机物分
解不彻底, 代谢产物中包括众多的简单有机物 。
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6.5.2 污水处理技术
活性污泥法 就是以含于废水中的有机污染物为培养基, 在有
溶解氧的条件下, 连续地培养活性污泥, 再利用其吸附凝聚和
氧化分解作用净化废水中有机污染物 。 普通的活性污泥法处理
系统由以下几部分组成,
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6.5.2 污水处理技术
（ 1） 曝气池 在池中使废水中的有机污染物质与活性污泥充分接
触, 并吸附和氧化分解有机污染物质 。
（ 2） 曝气系统 曝气系统供给曝气池生物反应所必需的氧气, 并
起混合搅拌作用 。
（ 3） 二次沉淀池 二次沉淀池用以分离曝气池出水中的活性污泥,
它是相对初沉淀池而言的, 初沉淀池设于曝气池之前, 用以去除废水
中粗大的原生悬浮物 。 悬浮物少时可以不设 。
（ 4） 污泥回流系统 这个系统把二次沉淀池中的一部分沉淀污泥
再回流到曝气池, 以供应曝气池赖以进行生化反应的微生物 。
（ 5）剩余污泥排放系统 曝气池内污泥不断增殖，增殖的污泥作
为剩余污泥从剩余污泥排放系统排出。
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6.5.2 污水处理技术
生物膜法
和活性污泥法一样同属于好氧生物处理方法。但活性污泥法
是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来净化有机物的，而生
物膜法是依靠固着于固体介质表面的微生物来净化有机物的，
因而这种方法亦称为生物过滤法。
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6.5.2 污水处理技术
生物膜净化废水的原理,
生物膜呈蓬松的絮状结构，微孔表面积大，具有很强的吸
附能力。微生物以吸附和沉降于膜上的有机物为营养料。增殖
的生物膜脱落后进入废水，在二次沉淀池中被截流下来，成为
污泥。如果有机物负荷比较高，生物膜对吸附的有机物来不及
氧化分解时，能形成不稳定的污泥，这类污泥需要进行再处理，
其处理水的 NO3－ 可在 2mg/L左右,BOD5去除率为 60～ 90％。
若负荷低，废水经过处理后,BOD5可以降解到 25mg/L以下，
硝酸盐含量在 10mg/L以上。
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6.5.3 污水处理系统（流程）
废水的性质非常复杂, 往往需要将几种单元处理方法联合成
一个整体, 并合理配置其主次关系和前后次序, 才能够达到处
理要求的程度 。
1.一级处理 。
主要是去除废水中的漂浮物和部分悬浮状态的污染物, 调节
废水的 pH值, 减轻废水的腐化程度和后续处理工艺负荷的处理
方法 。
一级处理后一般达不到排放要求,BOD去除率一般只有 30％。
常用的方法是筛滤法（格栅、筛网）和沉淀法（一级处理的沉
淀池通常称为初级沉淀池）、上浮法、预曝气法。
15
6.5.3 污水处理系统（流程）
2.二级处理 。
污水通过一级处理后再加处理, 用以除去污水中大量有机污
染物, 是污水进一步净化的工艺过程 。
二级处理的主要任务是大幅度地去除污水中呈胶体和溶剂状
态的有机污染物质，常采用生物法，去除 BOD可达 90％以上，
处理后水的 BOD含量可降至 20－ 30mg/L（ 一级排放标准为 20，
二级为 20－ 60），一般都能达到排放标准。
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6.5.3 污水处理系统（流程）
3.三级（深度或高级）处理
为进一步去除二级处理未能去除的污染物质，其中包括微生
物未能降解的有机物或氮磷的可溶性无机物。采用的方法主要
有化学絮凝、过滤等。完善的三级处理由除磷、除氮、除有机
物（主要是难降解有机物）、除病菌和病原菌、除悬浮物和矿
物质等。
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6.5.3 污水处理系统（流程）
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6.5.4 污泥处理、利用与处置
污泥来源,
沉砂池中的沉渣、初沉池中的沉淀物
在处理过程中产生的，如化学沉淀污泥与生物化学法产生的
活性污泥或生物膜
污泥的成分,
含有很多有毒物质如病原微生物、寄生虫卵和重金属离子等，
也可能含有可利用的物质如植物营养素、氮、磷、钾、有机物
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6.5.4 污泥处理、利用与处置
1.污泥的脱水与干化
二次沉淀池排出的剩余污泥一般先在浓缩池中静止沉降, 使
泥水分离 。 污泥在浓缩池内静止停留 12~24h,可使含水率降至
97％, 体积缩小为原污泥体积的 1／ 30。
污泥进行自然干化 (或称晒泥 )是借助于渗透, 蒸发与人工撇
除等过程而脱水的 。 一般污泥含水率可降至 75％ 左右, 使污泥
体积缩小很多倍 。 污泥机械脱水是以过滤介质 (多孔性材料 )两
面的压力差作为推动力, 污泥中的水分被强制通过过滤介质 (滤
液 ),固体颗粒被截流在介质上 (滤渣 ),从而达到脱水的目的 。
常采用的脱水机械有真空过滤脱水, 压缩脱水, 离心脱水机等,
可使污泥的含水率降至 70%~80％ 。
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6.5.4 污泥处理、利用与处置
2.污泥消化
① 污泥的厌氧消化
将污泥置于密闭的消化池中，利用厌氧微生物的作用，使有
机物分解，这种有机物厌氧分解的过程称为发酵。由于发酵的
最终产物是沼气，污泥消化池又称沼气池。当沼气池温度为 30-
~35℃ 时，正常情况下 1m3污泥可产生沼气 10— 15m3,其中甲
烷含量大约为 50％左右。沼气可用作燃料和制造甲烷等的化工
原料。
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6.5.4 污泥处理、利用与处置
② 污泥好氧消化
利用好氧和兼氧菌, 在污泥处理系统中曝气供氧, 微生物分
解生物可降解有机物 (污泥 )及细胞原生质, 并从中获取能量 。
近年来, 人们通过实践发现污泥厌氧消化处理工艺的运行管
理要求较高, 处理构筑物要求密封, 容积大, 数量多而且复杂,
所以认为污泥厌氧消化法适用于大型污水处理厂污泥量大, 回
收沼气量多的情况 。 污泥好氧消化法设备简单, 运行管理比较
方便, 但运行能耗及费用较大, 适用于小型污水处理厂, 即污
泥量不大, 沼气回收量小的情况 。 而且当污泥受到工业废水影
响, 进行厌氧处理有困难时, 也可采用好氧消化法 。
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6.5.4 污泥处理、利用与处置
③ 污泥的最终处理
含有机物多的污泥经脱水及消化处理后，可用作农田肥料；
当污泥中含有有毒物质，不宜作肥料时，应采用焚烧法进行彻
底无害化处理、填埋或筑路。
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6.5.4 污泥处理、利用与处置
