污泥是污水处理过程中残留的含有有机物残片、病原微生物、重金属等有毒有害物质，是一种兼具污染性和资源性的固态或半固态物质。污泥具有污染性是指污泥中所含的重金属、有机污染物等有毒有害物质从污泥里释放出来将会造成环境的二次污染。污泥具有资源性，是因为污泥中含有丰富氮、磷等营养元素，施肥于土壤能够提高土壤的生物活性。污泥经过脱水后，具有一定的热值，相关资料显示，其热值与煤的热值差不多，燃烧提供热量。但是，污泥进行焚烧处置时，污泥中所含的有毒有害物质可能释放至空气中，因此一定要对污染物的排放进行控制，否则对污染治理的效果将可能消除。

重金属元素的排放与控制

污泥中重金属种类较多，参考国内外对污泥中重金属总量研究的数据，重金属在污泥中主要以氧化物、氢氧化物、硅酸盐、不可溶盐或有机络合物的形式存在，其次为硫化物。重金属在焚烧过程中可以凝聚在较大颗粒上以固态形式排出，不能完全凝聚在较大的颗粒上的以气态和气溶胶的形式排出焚烧炉，以气态或气溶胶形式排出的重金属对人体的危害最大。为了控制重金属以气态或气溶胶形式从焚烧炉中后处理系统逃逸，可将重金属富集在粒度较大的焚烧底渣上，减轻重金属污染对环境的压力。

污泥焚烧过程中影响重金属排放的因素主要是焚烧温度及外加的吸附剂。焚烧温度对重金属的外在影响主要体现在不同焚烧温度和升温速率对重金属捕集的影响和温度提高对焚烧渣物相的改变两个方面，内在影响主要体现在重金属化合物的热力学稳定性。在焚烧的过程中添加吸附剂如石灰石、高岭土等增强对重金属的俘获能力，使重金属发生凝聚时快速的富集在吸附剂上，沉积到底灰中，降低重金属向大气中的挥发，减少对大气和人体的危害，是最安全最理想去除重金属的方式。

二噁英的形成与控制

二噁英的形成机理相当复杂，污泥焚烧过程中生成的可能途径主要有三种：一是包含有PCDD/PCDF 的化合物在燃烧室内的不完全燃烧；二是含氯化合物（如氯酚、氯苯等）在500～800℃温度条件下会热解重排反应，迅速（0.1～0.2 s）产生大量二噁英，即所谓的“高温同相合成机理”，而在高温下（大于850℃）二噁英的分解速率远大于由前体合成二噁英的速率。三是由无机氯化物和有机化合物在催化剂的参与下反应合成，包括从头反应和异相前体生成机理，存在于飞灰上的金属化合物在较低的温度范围内（250～400℃）催化生成二噁英。

二噁英的生成受焚烧温度、停留时间、含氧量、含硫/氯量的影响，只要严格控制生产条件和工艺参数，就可有效控制二噁英的生成。在生产中控制焚烧温度和停留时间就可以有效控制二噁英的生成。二噁英再合成的峰值温度区间250～500℃，因此通过烟气的高流速、锅炉的大小以及与猝熄反应器的直接联合或使用急冷塔等措施将烟气迅速降温，以避开二噁英生成速率最大的温度区间，使焚烧烟气迅速降温到200℃以下，从而减少二噁英的生成。二噁英生成随氧含量的减少而降低，没有O2则没有二噁英生成，减少50%的O2就可以减少30%的二噁英的再次形成，因此一般工程中建议控制含氧量在 8%以下。二噁英的氯主要是以Cl2或HCl形式存在，不完全燃烧时氯的含量和S/Cl比是影响PCDD/PCDF 释放的2个重要参数，参与形成随着污泥中氯含量的增加烟气中PCDD/PCDF 的排放量增加。因此可以通过添加CaO、石灰石等来控制二噁英前驱物HCl的生成以达到控制的目的。氯气的形成主要是通过Deacon反应生成，SO2可以抑制Deacon 反应，随着污泥中S/Cl比的增加，二噁英和呋喃的生成浓度降低，从而抑制二噁英的生成。

酸性气体的排放与控制

近期雾霭带来的环境影响，使烟气排放标准日益严重。污泥焚烧过程产生的烟气中含有NOx、SOx等酸性大气污染物，这些污染物的排放与焚烧污泥的成分、焚烧工况等有关。

污泥焚烧过程产生的NOx 分为燃料型和燃烧型两类且以燃烧型为主。研究发现通过控制焚烧温度可以减少NOx的生成，通过加入碱性吸附剂可以吸附NOx，因此通过研究烟气选择性催化反应降低NOx向大气中的排放。

焚烧过程中SOx 的生成主要是由于污泥中的硫元素在焚烧过程中与氧的化合，燃烧过程脱硫通过添加固硫剂使之固定下来，通过烟气脱硫装置进行烟气净化除硫。目前很多的研究表明硫元素和污泥焚烧重金属控制以及二噁英控制有一定的关联，因此在控制重金属和二噁英的同时考虑到SOx的去除才符合清洁焚烧的要求。

灰渣的排放与控制

污泥焚烧产生的烟尘包括黑烟、飞灰和灰渣三部分，污泥中的重金属在焚烧后沉积在焚烧灰渣上（包括底渣和飞灰），使污泥焚烧灰渣具有较大的危害性。因此，对于飞灰的安全处置是污泥焚烧灰渣环境安全性的重要组成环节，可通过灰渣熔融处理技术将灰渣送入温度为1200℃以上的熔化炉内熔化过后, PCDD/ PCDF 的分解率达到99.77%,是一种较为有效的灰渣处理手段，保障污泥焚烧环境安全性。

目前，无论是我国还是外国都加大对污泥减量化程度最高的焚烧技术的研究，但是，我国的焚烧技术不成熟，普及率低，焚烧处置经费和焚烧处置技术有所欠缺，及对污泥处置过程中尾气处理水平较为落后，致使我国的焚烧工程使用比例还不高。