污泥凈化的清潔生產(chǎn)發(fā)展方向

楊 克 林

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污泥凈化的清潔生產(chǎn)發(fā)展方向

楊 克 林

（中糧生物化學(xué)（安徽）有限公司，安徽 蚌埠 233000）

高濃度可生化性好的、有機(jī)廢水生物處理產(chǎn)生剩余污泥常用土地改良利用、垃圾填埋、固廢焚燒等后續(xù)凈化處置方式，但污泥處理、處置費(fèi)用占廢水處理總費(fèi)用50%以上，且留下了不同程度環(huán)境隱患，基于經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、資源等諸多方面的考慮，環(huán)保生化污泥處理是廢水生化處理工藝面臨的新挑戰(zhàn)。世界各國(guó)、各地區(qū)對(duì)環(huán)保剩余污泥處理、處置指標(biāo)越來(lái)越嚴(yán)格，減少剩余污泥產(chǎn)量、實(shí)現(xiàn)源頭污泥凈化是廢水處理迫切的目標(biāo)。將 “清潔生產(chǎn)”理念貫穿污泥處理、處置中去，從源頭控制，真正按照剩余污泥減量化、資源化、無(wú)害化的優(yōu)先順序，才是剩余污泥凈化未來(lái)的科學(xué)發(fā)展方向。

污泥凈化；清潔生產(chǎn)；減量化

高濃度、可生化性好的、有機(jī)廢水生物處理過(guò)程中，將部分液態(tài)污染物轉(zhuǎn)化成半固態(tài)生物菌體，通俗稱為剩余污泥，污泥處理、處置是廢水處理廠棘手的難題，環(huán)境保護(hù)部辦公廳文件（環(huán)辦[2010]157號(hào)）要求“廢水處理廠以貯存（即不處理處置）為目的將污泥運(yùn)出廠界的，必須將污泥脫水至含水率50%以下”進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)，可按規(guī)定、規(guī)范運(yùn)輸、辦理外運(yùn)填埋、交納垃圾處置費(fèi)，目前污泥脫水設(shè)施，污泥不經(jīng)特殊處理，一次性脫水到不能達(dá)到50%，正常一次性脫水泥餅含水率80%左右，污泥量大、有機(jī)質(zhì)高、且含水量大，不易儲(chǔ)存、運(yùn)輸,有的晾曬，裸露堆放，占地面積大，蠅蟲(chóng)、微生物繁殖和腐敗變質(zhì)后產(chǎn)生惡臭等引起周邊環(huán)境大氣、地表水、土壤污染；有的采用烘干工藝，投資大，能耗高，煙氣治理費(fèi)用高；有的增上板框二次脫水，需添加大量污泥改性藥劑、輔料（如生石灰、鋸沫等），污泥含水率做到了50%以下，但改性藥劑、輔料添加，增加固體廢棄物絕干量（增加5-20%），有的還帶來(lái)新的污染，無(wú)論采用何種污泥處理措施，投資、運(yùn)行費(fèi)用都給廢水處理廠帶來(lái)巨大人力、物力壓力。

1 剩余污泥最終出處及存在的主要問(wèn)題

1.1 污水處理剩余污泥常用處理、處置、無(wú)害化方式

廢水生物活性污泥法產(chǎn)生的剩余污泥主要是微生物菌體及無(wú)機(jī)雜質(zhì)，常用的減量化方法脫水，最終污泥出處主要土地利用、填埋、焚燒或熱處理三類。

根據(jù)1996年報(bào)道，世界各地污泥主要出處，45.3%為農(nóng)業(yè)資源化利用，38.0%為衛(wèi)生填埋，10.5%為高溫焚燒，6.0 %為排海[1]。

剩余污泥作為土壤改良劑，資源化利用是目前脫水至半塑性污泥變廢為寶主要出路之一。由于污泥中含有大量微生物功體，菌體中富含有機(jī)物、氮、磷、鉀等植物生長(zhǎng)主要元素及植物必須的各種微量元素，作為土壤改良劑回歸自然，通過(guò)環(huán)境自凈作用，是對(duì)剩余污泥進(jìn)行充分的資源化利用[2]。

污泥脫水至半固態(tài)作為固廢填埋，是目前使用最方便、最簡(jiǎn)單的剩余污泥處置方式之一，垃圾填埋場(chǎng)容量大，不需要新增投資，最多交一點(diǎn)垃圾運(yùn)輸費(fèi)和填埋費(fèi)，尤其是對(duì)那些無(wú)機(jī)質(zhì)高、難以資源化利用可塑或半固態(tài)泥餅，最佳凈化路徑。在歐洲等發(fā)達(dá)地區(qū)，脫水泥餅與城市垃圾一起摻雜填埋居多；在美國(guó)、日本等國(guó)家多數(shù)采用單獨(dú)污泥填埋[3]；對(duì)于我國(guó)污泥深度處理剛剛起步，脫水至半塑性或塑性污泥填埋是最主要的路徑，且多數(shù)采用垃圾摻雜填埋，但隨環(huán)境污染加重，各國(guó)對(duì)剩余污泥脫水后填埋，含水量水率要求越來(lái)越嚴(yán)，我國(guó)要求進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)污泥含水率小于50%。

剩余污泥脫水后焚燒是目前使用相對(duì)減量化較為徹底、較安全的剩余污泥凈化路徑之一，可使剩余污泥的體積減少到最小化，它解決污泥填埋方式占用大量空間的缺陷，這對(duì)于填埋場(chǎng)蠅蟲(chóng)、微生物繁殖和腐敗變質(zhì)后產(chǎn)生惡臭等引起周邊環(huán)境大氣、地表水、土壤污染，節(jié)約土地資源等是很重要的。剩余污泥焚燒過(guò)程中，有機(jī)物和絕大部分無(wú)機(jī)質(zhì)等被氧化成二氧化碳和水等，同時(shí)產(chǎn)生少量二惡英、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等廢氣，只剩下很少的灰分，作為一般固廢，可作為建筑材料綜合利用。焚燒技術(shù)主要針對(duì)熱值高、含水率低可塑或半固態(tài)泥餅，在歐、美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)此處置工藝有較深的研究、研究裝置及工程案例較多，在我國(guó)也進(jìn)行類似研究，多數(shù)利用廢熱將半塑性或塑性污泥烘干至可塑或半固態(tài)狀態(tài)，與煤摻燒或直接進(jìn)入垃圾焚燒爐。

隨資源緊張，技術(shù)進(jìn)步，環(huán)保要求標(biāo)準(zhǔn)提高，近年研發(fā)出來(lái)諸多污泥治理新技術(shù)，其中以深度機(jī)械脫水+廢熱利用相結(jié)合為主，將含水率低、半固態(tài)泥餅加熱分解，廢氣進(jìn)行回收，變廢為寶，從而實(shí)現(xiàn)污泥資源化，如可燃?xì)怏w、油、活性炭、水泥、可生物降解塑料等[4]。

1.2 脫水后剩余污泥常用凈化路徑存在的主要問(wèn)題

土地利用、垃圾填埋、污泥焚燒等常用有剩余污泥脫水后續(xù)主要凈化路徑都存在其各自不同的缺陷。

土地利用有局限性，農(nóng)用須過(guò)農(nóng)用指標(biāo)，如剩余污泥含有重金屬離子、呋喃等有害物質(zhì)，不能用于食用作物，用于園林綠化也要達(dá)到相應(yīng)限值，若長(zhǎng)期、過(guò)量施用，有害物質(zhì)的積累，對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響，通過(guò)生物鏈最終影響動(dòng)物和人類的身心健康，雖報(bào)道未發(fā)現(xiàn)重金屬離子、呋喃等有害物質(zhì)在綠色植物體內(nèi)積累，但過(guò)量施用污泥，會(huì)造成樹(shù)木枯萎、死亡。為了善待地球，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，污泥作為土壤改良劑用量、指標(biāo)應(yīng)針對(duì)不同土質(zhì)、不同植被，作了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[5]。此外，污泥脫水、運(yùn)輸、施用過(guò)程存在異味，蠅蟲(chóng)、微生物繁殖和腐敗變質(zhì)等問(wèn)題，數(shù)量多、體積大，防治難度大，易造成點(diǎn)污染源擴(kuò)大到面污染，甚至影響地下水環(huán)境。

作為垃圾填埋，無(wú)論是單獨(dú)填埋、還是混合填埋，為了脫水到50%以下，有的添加改良劑如生石灰、木屑、硅藻土，費(fèi)用高、難度大，且增加固廢數(shù)量，同樣要占用大量的土地，填埋過(guò)程產(chǎn)生滲透液、臭氣、蠅蟲(chóng)等諸多不良次生環(huán)境問(wèn)題。隨社會(huì)發(fā)展、人類生活水平提高，環(huán)保意識(shí)提升，對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求越來(lái)越高，新建垃圾填埋場(chǎng)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)要求隨之提高，在許多國(guó)家和地區(qū)，公眾要求對(duì)現(xiàn)有垃圾場(chǎng)加大治理力度，避免或減輕對(duì)環(huán)境敏感區(qū)和周邊環(huán)境保護(hù)目標(biāo)影響，今后20年內(nèi)，美國(guó)環(huán)保局預(yù)測(cè)美國(guó)80%固廢填埋場(chǎng)被關(guān)閉[2]。

脫水污泥焚燒曾一度很受社會(huì)的青睞，但是投資大，對(duì)于有機(jī)質(zhì)低、含水率高的污泥焚燒過(guò)程需要消耗大量的輔助熱源，處理成本太高，不經(jīng)濟(jì)而且還存在二噁英、氮氧化物、一氧化硫、重金屬等煙氣污染問(wèn)題。美國(guó)環(huán)保局準(zhǔn)備按清潔大氣修改法控制生物固體焚燒爐煙氣的排放[6]，中國(guó)垃圾焚燒爐煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2001)。

可生化性、高有機(jī)質(zhì)廢水生物處理，將部分液態(tài)污染物轉(zhuǎn)為微生物菌體，產(chǎn)生微生物菌體和無(wú)機(jī)雜質(zhì)為主的活性污泥，針對(duì)污泥后續(xù)主要凈化路徑各自優(yōu)缺點(diǎn)及存在的問(wèn)題，給廢水生物處理工藝設(shè)計(jì)帶來(lái)了新挑戰(zhàn)：、污泥中轉(zhuǎn)、脫水、處理、運(yùn)輸、處置及過(guò)程異味收集凈化等運(yùn)營(yíng)成本占污水處理費(fèi)用的高達(dá)50%的。能否妥善解決好、處置好污泥問(wèn)題是廢水處理成功與否的決定性因素之一，廢水處理工藝技術(shù)先進(jìn)性，很大程度上取決于剩余污泥減量化、資源化、無(wú)害化的凈化技術(shù)的進(jìn)步。在經(jīng)過(guò)了穩(wěn)定化、資源化、無(wú)害化階段之后，廢水處理廠工藝源頭設(shè)計(jì)、日常運(yùn)行中推行清潔生產(chǎn)，減少二次污染勢(shì)在必行，從源頭削減剩余污泥產(chǎn)率、產(chǎn)量，真正實(shí)現(xiàn)廢水處理剩余污泥減量化，是廢水處理工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

2 降低剩余污泥產(chǎn)率、實(shí)現(xiàn)剩余污泥減量化的新思路

《固廢法》第三條規(guī)定：“國(guó)家對(duì)固體廢物污染環(huán)境的防治，實(shí)行減少固體廢物的產(chǎn)生、充分合理利用固體廢物和無(wú)害化凈化固體廢物的原則。”明確規(guī)定固體廢物污染防治的“減量化、資源化、無(wú)害化”處理、處置優(yōu)先順序，并以此促進(jìn)我國(guó)清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展基本政策。

從廢水處理設(shè)計(jì)工藝上采取降低剩余污泥產(chǎn)率、實(shí)現(xiàn)剩余污泥減量化是對(duì)剩余污泥凈化的環(huán)保新理念，即廢水生物法處理，設(shè)計(jì)減少微生物同化作用，降低微生物自身繁殖，加大微生物內(nèi)源呼吸，延長(zhǎng)微生物食物鏈， 利用食物鏈中微生物之間弱肉強(qiáng)食，“一物降一物”的吃與被吃關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量單向流動(dòng)，微生物隨營(yíng)養(yǎng)等級(jí)升高而數(shù)量減少，最終被高等水生生物所利用，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)綠色、清潔環(huán)保。利用食物鏈機(jī)理，維系著廢水處理系統(tǒng)中微生物的數(shù)量、種類平衡，實(shí)現(xiàn)剩余污泥的量減少，廢水生物處理工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮：（1）高濃度有機(jī)廢水優(yōu)先選擇產(chǎn)泥率低、污泥脫水性能好的厭氧工藝，將絕大部分有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物氣，作為能源回收利用，充減廢水處理費(fèi)用，降低固廢產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)污泥源頭上減量；（2）采用菌種間弱肉強(qiáng)食，“一物降一物”內(nèi)耗機(jī)理，延長(zhǎng)曝氣時(shí)間，加強(qiáng)菌群間自身氧化，增長(zhǎng)食物鏈，培養(yǎng)出較高等水生生物，利用高等水生生物凈化污泥；（3）加大池容延長(zhǎng)廢水停留時(shí)間，利用環(huán)境復(fù)氧能力、自凈能力?？傊米匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)中的食物鏈、自凈能力實(shí)現(xiàn)污泥減量化措施，是從源頭上、工藝上降低污泥產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)污泥“綠色”凈化，最終實(shí)現(xiàn)污泥近零排放。

將清潔生產(chǎn)的理念應(yīng)用到廢水處理設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)中去，利用微生物間“一物降一物”的生物鏈關(guān)系，實(shí)現(xiàn)廢水處理剩余污泥從源頭凈化、治理的“綠色生產(chǎn)”是未來(lái)廢水處理工藝提升的發(fā)展方向。

3 降低剩余污泥產(chǎn)率、實(shí)現(xiàn)剩余污泥減量化廢水處理工藝

由于微生物間“一物降一物”的生物鏈關(guān)系在污泥減量化中運(yùn)用有理論基礎(chǔ)，但實(shí)際運(yùn)行效果有待進(jìn)行一步提升，以生物鏈凈化污泥處理研究階段，以低等菌體及無(wú)機(jī)質(zhì)為食的生物種群開(kāi)發(fā)利用研究不夠深入，以廢水生物處理只能從底物濃度、污泥泥齡、曝氣時(shí)間、曝氣強(qiáng)度、微生物種類及數(shù)量等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而對(duì)污泥產(chǎn)率（或微生物產(chǎn)率）、污泥衰減率等新陳代謝尚無(wú)統(tǒng)一的考核指標(biāo)。

3.1 高濃度有機(jī)廢水厭氧生物處理工藝在廢水處理中推廣應(yīng)用

采用高效、低耗厭氧處理工藝處理高濃度有機(jī)廢水是廢水處理技術(shù)上的飛躍，雖然厭氧菌生化反應(yīng)比好氧菌慢，但厭氧反應(yīng)器菌種濃度是好氧的10~50倍，所以厭氧設(shè)計(jì)有機(jī)負(fù)荷高達(dá)5~20 kgCOD/（m3·d），而好氧設(shè)計(jì)有機(jī)負(fù)荷只不過(guò)0.2~1 kgCOD/（m3·d），廢水厭氧處理剩余污泥產(chǎn)率是好氧處理的1/6-1/10，且厭氧剩余污泥脫水性能比好氧污泥好，另外廢水厭氧生化處理工藝控制受進(jìn)水pH值影響較小[7]，厭氧生物處理反應(yīng)器內(nèi)的pH值是由反應(yīng)器內(nèi)部環(huán)境體系中代謝生物氣：CO2、CH4、H2S、NH3、等多種氣體物質(zhì)，在不同深度受到分氣壓不同，與水作用產(chǎn)生不同離子平衡作用的結(jié)果，這種作用結(jié)果與反應(yīng)器構(gòu)造、微生物種類及數(shù)量、生化反應(yīng)微生物的有機(jī)負(fù)荷及進(jìn)水水質(zhì)有關(guān)，由廢水及微生物所構(gòu)成的內(nèi)環(huán)境所決定，因此，分析和研究厭氧消化過(guò)程中酸堿變化趨勢(shì)、VFA、pH值的預(yù)測(cè)、控制技術(shù)，對(duì)于選擇和設(shè)計(jì)廢水生物處理反應(yīng)器工藝，針對(duì)不同工藝厭氧生物處理裝置進(jìn)行調(diào)試和運(yùn)行有重要的指導(dǎo)意義。實(shí)踐證明高濃度有機(jī)廢水厭氧處理可以不調(diào)或微調(diào)pH值。

好氧污泥厭氧消化，主要是通過(guò)污泥消化罐或加大厭氧段和兼氧段停留時(shí)間，能不同程度地削減剩余污泥產(chǎn)率，降低剩余污泥量。

厭氧法所產(chǎn)生的污泥相對(duì)好氧污泥高度無(wú)機(jī)化，疏水性能好，可直接用作農(nóng)田肥料或作為新運(yùn)行的廢水厭氧處理廠的種泥出售[8]。

總之，從廢水處理工藝設(shè)計(jì)上，采用厭氧生化處理降低廢水中有機(jī)污染物，將大多數(shù)有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為沼氣，變廢為寶，降低處理費(fèi)用的同時(shí)，大幅度降低剩余污泥量及提升污尼脫水性能。

3.2 MBR（membrane bioreactor ,MBR，膜生物反應(yīng)器）處理工藝

MBR處理工藝是利用高效膜 實(shí)現(xiàn)廢水與微生物分離新技術(shù)，活性污泥法升級(jí)改造相結(jié)合的新型污水處理技術(shù)，可用于可生性有機(jī)物含量較高的市政或工業(yè)廢水處理。雖然膜技術(shù)在好氧系統(tǒng)中應(yīng)用即MBR反應(yīng)器可以追溯到20世紀(jì)70年代，但是它在污水處理領(lǐng)域的大規(guī)模工程化應(yīng)用也是在近20年內(nèi)的。利用膜分離替代傳統(tǒng)二沉池和污泥回流系統(tǒng)，在曝氣池內(nèi)實(shí)現(xiàn)泥水分離，使活性污泥停留時(shí)間由實(shí)際工藝需要自行控制，集好氧曝氣、泥水分離、污泥濃縮等多功能于一體，實(shí)現(xiàn)出水懸浮物低，好的可達(dá)SS小于10×10-6以內(nèi)。與傳統(tǒng)工藝相比，MBR不怕污泥膨脹，可以使好氧系統(tǒng)具有較高的MLSS值，高達(dá)10 000×10-6，延長(zhǎng)活性污泥在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，提高污染物的去除率和反應(yīng)器抗沖擊能力。MBR是現(xiàn)代化的、高效的廢水生物處理系統(tǒng)，可滿足市政污水和高濃度有機(jī)廢水厭氧出水等處理量不斷增長(zhǎng)的需求，極大地提高廢水處理能力及出水水質(zhì)，并有效地利用微生物間“一物降一物”的生物鏈關(guān)系，降低好氧剩余污泥產(chǎn)率和產(chǎn)量，極大地改善了污泥脫水性能。
MBR機(jī)理：提高污泥濃度，降低污泥處理有機(jī)負(fù)荷，延長(zhǎng)污泥停留時(shí)間，保證出水水質(zhì)前提下，通過(guò)污泥間菌群間競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)現(xiàn)污泥內(nèi)部消耗使污泥達(dá)到近零排放。MBR系統(tǒng)是一種操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高的廢水處理裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）與傳統(tǒng)處理系統(tǒng)相比，不設(shè)沉降過(guò)程，不建沉降裝置，可節(jié)省50%的土地使用面積；

（2）可處理各種復(fù)雜廢水，例如MLSS含量高(＜10 g/L)的污水，具有較長(zhǎng)的淤泥截留時(shí)間(≮30 d)；主要利用微生物間“一物降一物”的生物鏈關(guān)系，提高微生物量及優(yōu)勢(shì)菌；

（3）對(duì)不同的進(jìn)水，抗沖擊能力強(qiáng)，能保證較好的出水水質(zhì)；

（4）污泥產(chǎn)量低，達(dá)近零排放，減少了污泥處理、處置的難度，減少剩余污泥二次污染；

（5）MBR的處理效果，特別是也水SS低，在處理出水回用如綠化、沖廁、沖地，優(yōu)勢(shì)極為明顯。

但MBR反應(yīng)器目前也存在很多缺點(diǎn)：

[1] 主要體現(xiàn)在高效膜的價(jià)格高，膜污染、再生及最終膜自身處置等問(wèn)題。廢舊膜最終處置不能有效解決，產(chǎn)生新固廢，帶來(lái)二次污染；

[2] MBR反應(yīng)器的生化功能并未改變傳統(tǒng)生化本質(zhì)，不具備催化作用，只是改進(jìn)傳統(tǒng)的固液分離方式，比傳統(tǒng)生物法二沉池固液分離性能大幅改善，通過(guò)提高微生物量來(lái)提高處理能力和抗沖擊能力，也由此帶來(lái)相應(yīng)的泥齡過(guò)長(zhǎng)、SS攜帶COD等工藝不足；

[3] MBR反應(yīng)器采用較高的氣水比，即利用較高的空氣流速?zèng)_涮膜表面，以防止膜堵塞。延時(shí)曝氣運(yùn)行費(fèi)用大幅上升；

[4] MBR反應(yīng)器高效膜需要定期酸清洗、堿清洗，操作麻煩，這樣也增加了運(yùn)行成本，產(chǎn)生酸堿污染。

MBR反應(yīng)器的推廣的應(yīng)用或者說(shuō)發(fā)展主要的問(wèn)題如下：

[1] 材料科學(xué)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)膜的規(guī)?；a(chǎn)，降低膜成本。研發(fā)、改善目前的清洗堵塞、膜污染、膜老化變形等問(wèn)題，能提高通量和使用壽命。

[2] MBR反應(yīng)器的出水只是SS優(yōu)于二沉池出水，剩余污泥減少50%以上，一定程度上的“零排放”，若能提升廢水微生物處理活性，這才能有助于MBR的推廣。

歸根結(jié)底，MBR的推廣其實(shí)是一個(gè)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益綜合的問(wèn)題。材料成本降低，中水再利用降低系統(tǒng)成本及污泥零排放，節(jié)省土地成本這些都是為了提高M(jìn)BR工藝的綜合效益，只有經(jīng)得起市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的考驗(yàn)，才有推廣空間。

3.3 多級(jí)串聯(lián)接觸曝氣法（利用微型動(dòng)物減少剩余污泥量）

微型動(dòng)物捕食細(xì)菌利用菌膠團(tuán)在填理掛膜，增加廢水生物處理系統(tǒng)中微生物量，降低微生物有機(jī)負(fù)荷，使處于低負(fù)荷狀態(tài)下的生物菌群向營(yíng)養(yǎng)級(jí)高微型動(dòng)物的方向發(fā)展，利用微型動(dòng)物捕食細(xì)菌，降低污泥主率，削減自我代謝中產(chǎn)生的剩余污泥量。廢水生物處理系統(tǒng)內(nèi)生物鏈越長(zhǎng)，能量單向傳遞、逐級(jí)衰減，最終系統(tǒng)中存在的生物種類增多、個(gè)數(shù)量減少。利用微型動(dòng)物新陳代謝作用減少低級(jí)微生物數(shù)量，按照弱肉強(qiáng)食理念又增強(qiáng)菌種的活性或增加有活性污泥菌種種類及高級(jí)微生物間自我平衡，一般活性污泥法曝氣池蟲(chóng)相在顯微鏡觀察，初級(jí)消費(fèi)者—細(xì)菌和藍(lán)藻等藻類數(shù)量多，表明廢水處理于預(yù)處理階段或運(yùn)營(yíng)異常，微生物數(shù)量多而種類少，生物鏈短，低級(jí)生物向高級(jí)的傳遞慢，后生動(dòng)物數(shù)量多且活躍，表明廢水運(yùn)營(yíng)較正常，能量在傳遞過(guò)程中衰減，實(shí)現(xiàn)生物量減少，細(xì)菌和藻類等低級(jí)生物量是形成大量剩余活性污泥的根本原因。無(wú)論是多級(jí)串聯(lián)接觸曝氣法還是直接向低級(jí)活性污泥系統(tǒng)中投入更高級(jí)后生動(dòng)物，或?qū)⒒钚晕勰嘧鳛轲D料飼養(yǎng)蚯蚓及其他生物，均可凈化污泥，但是異化作用使得污泥氮和磷增加，可能要增加廢水氮和磷等植物營(yíng)養(yǎng)成分。

臭氧氧化加速污泥有機(jī)質(zhì)降解，實(shí)現(xiàn)污泥減量化這一工藝是由日本的H.Yasui等[9]學(xué)者提出的，廢水處理中，集剩余污泥的消化、氧化、減量化處理和廢水處理于一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)進(jìn)行。工藝實(shí)際包括兩個(gè)過(guò)程，一個(gè)是臭氧深度氧化作用，提高廢水可生化性即B/C比提高，另一個(gè)是部分微生物細(xì)胞壁被破壞。

從沉降系統(tǒng)中沉下來(lái)的活性污泥，一部分按傳統(tǒng)方式直接回流到好氧曝氣系統(tǒng)，另一部分則先進(jìn)行臭氧深度氧化處理，活性污泥經(jīng)過(guò)臭氧處理后，部分細(xì)菌被臭氧氧化分解而無(wú)機(jī)化（氣體化），細(xì)胞壁被破壞，細(xì)胞質(zhì)溶出，提高廢水可生化性（B/C比提高），有利于后續(xù)微生物降解。臭氧的強(qiáng)氧化性，使菌體外的多糖類及細(xì)胞壁破壞同時(shí)，對(duì)廢水中高分子難生物降解的有機(jī)成分降解作用，達(dá)到廢水、污泥雙重處理的功效。經(jīng)過(guò)臭氧處理后的污泥，將部分被無(wú)機(jī)化，因此，只要臭氧操作適當(dāng)，可以使廢水處理中微生物凈增量與臭氧作用無(wú)機(jī)化量相等，達(dá)到污泥近零排放的目的。該方法適合于含磷量低的廢水，但設(shè)施負(fù)荷不易過(guò)大。

如何降低廢水處理污泥產(chǎn)生量是高濃度有機(jī)廢水生物處理工藝研究的關(guān)鍵點(diǎn)之一，理論研究多，針對(duì)不同廢水收效不同，有的廢水在試驗(yàn)中已取得比較不錯(cuò)的效果，但在生產(chǎn)實(shí)踐中效果不佳。污泥減量化常用方法還有：純氧曝氣、解耦聯(lián)法，高溶解氧法，OSA工藝法等。不同的方法針對(duì)不同廢水，應(yīng)能通過(guò)試驗(yàn)方法進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和研究污泥近零效果，選擇性價(jià)最優(yōu)方法。

4 結(jié) 論

清潔生產(chǎn)觀念將廢水生物處理看成一個(gè)系統(tǒng)工程，從源頭設(shè)計(jì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室小試，從各種污泥凈化新工藝、新技術(shù)中選擇適應(yīng)了本廢水處理系統(tǒng)性價(jià)比最高工藝方案，實(shí)現(xiàn)廢水生物處理良性運(yùn)行，避免或減緩剩余污泥末端處理、處置過(guò)程中出現(xiàn)二次污染。真正做到剩余污泥減量化、資源化、無(wú)害化的綠色環(huán)保。

［1］ 陳濤. 污泥農(nóng)林處置與利用[J]. 云南環(huán)境科學(xué)，2000，19：207-209.

［2］ 黃國(guó)鋒. 城市廢水污泥處理利用研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展，1999(1)：13-17.

［3］ Diane Garvey. Sludge disposal trends around the globe [J]. Water engineering &Management,1993,140:17-20.

［4］ 李軍，等. 高溫突躍法處理城市污泥的研究[J]. 環(huán)境科學(xué)報(bào)，2000，20(6)：751-754

［5］ 薛棟森. 美國(guó)廢水污泥的研究和利用概況[J]. 國(guó)外農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1991(1)：31-33.

［6］ 江剛. 美國(guó)廢水污泥焚燒裝置面臨更嚴(yán)格的排放限制[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)，1999，6：509-512.

［7］ 馬三劍，蔣京東，劉鋒，等．檸檬酸廢水生物處理過(guò)程中的pH值問(wèn)題[J]．中國(guó)給水排水，2002(10)：39-41．

［8］ 胡紀(jì)萃．試論內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器[J]．中國(guó)沼氣，1999，17(2)：3-6．

［9］ Yasui H Nakamura. An innovative approach to reduce excess sludge production in the activated sludge process[J]. Water Sci.Tech., 1996,34:11-20.

Development Direction of Clean Production of Sludge Purification

YANG Ke-lin

（Cofco biochemical (anhui) co., LTD., Anhui Bengbu 233000, China）

The excess sludge of high concentration organic wastewater biological treatment is commonly used in land improvement, or is treated by landfill, solid waste incineration and other subsequent purification method, but sludge disposal cost is account for more than 50% the total cost of wastewater treatment. Based on consideration of economy, environment, resources and other factors, to solve the problem of excess sludge disposal is a challenge for the wastewater treatment. The environment and relevant laws are strict to the environmental indicators of residual sludge treatment and reducing the sludge production, so sludge purification is the urgent target of wastewater treatment. The concept of "the clean production" should run through the sludge treatment; the excess sludge reduction, recycling, and harmless treatment are the excess sludge purification development direction in the future.

sludge purification; clean production; sludge reduction

X 703

A

1671-0460（2016）06-1312-05

2016-04-15

楊克林 （1977-），男，安徽省蚌埠市人，2015年畢業(yè)于安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)工商管理專業(yè)，研究方向：運(yùn)營(yíng)。E-mail：yangkelin@cofco.com。