污泥減量化污水處理技術(shù)研究進(jìn)展

張首輝

摘? 要：采用傳統(tǒng)的污泥處理技術(shù)，是對(duì)污泥進(jìn)行濃縮、脫水和干燥處理，使污泥的含水率降低，便于污泥運(yùn)輸和處置，不僅處理費(fèi)用高，污水處理廠的成本也會(huì)提升，而且不能將污泥的干物質(zhì)量從根本上減少。污泥減量化污水處理技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效地排除污泥，成本低，特別能夠降低污泥的干物量。將該技術(shù)用于污泥處理中，可以獲得良好的效果。

關(guān)鍵詞：污泥;減量化;污水處理技術(shù)

中圖分類號(hào)：X703? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 污泥減量化污水處理的原理以及工藝技術(shù)

1.1 強(qiáng)化細(xì)胞的隱性生長(zhǎng)

污泥減量可以通過加強(qiáng)細(xì)胞的隱性生長(zhǎng)來實(shí)現(xiàn)。所謂的“隱性生長(zhǎng)”就是指微生物在自身細(xì)胞提高溶解度的情況下實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)。使用多種細(xì)胞溶解技術(shù)，使微生物在溶解的過程中可以釋放細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)，就形成底物對(duì)污水中的污染有機(jī)物再次利用。由于微生物經(jīng)過分解行業(yè)代謝之后，還可以維持新陳代謝，使細(xì)胞的溶解速度降低，就可以獲得污泥減量效果。

采用污泥減量化污水處理技術(shù)，與傳統(tǒng)生物細(xì)胞裂解技術(shù)線比較，使細(xì)胞的衰減率跳，微生物的內(nèi)源代謝能力有所增強(qiáng)，就會(huì)使有機(jī)物分解后形成二氧化碳和水，由此可以降低二氧化碳的排放量，污泥量也會(huì)相應(yīng)地減少，剩余的污泥產(chǎn)量也會(huì)降低。采用污泥減量的方法，通過促進(jìn)其隱性增，對(duì)細(xì)胞溶解，就可以降低污泥的生產(chǎn)率。

1.2 內(nèi)源呼吸

污泥的使用壽命延長(zhǎng)，或者將污泥的負(fù)荷降低，當(dāng)微生物處于內(nèi)源性呼吸階段的時(shí)候，就可以減少污泥產(chǎn)量。采用延遲曝氣的方法，在處理的過程中，經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的曝氣，就可以使微生物進(jìn)行內(nèi)源性呼吸，由此可以降低污泥的產(chǎn)量。這項(xiàng)操作非常簡(jiǎn)單，由于曝氣的時(shí)間比較長(zhǎng)，建設(shè)過程中投入的資金比較高，而且在運(yùn)行中需要消耗大量的能源。使用MBR裝置，可以捕獲所有生物污泥，使污泥在反應(yīng)器中的滯留時(shí)間得以延長(zhǎng)。這種能裝置的占地面積小，出水水質(zhì)也非常好。當(dāng)前處理水環(huán)境的污泥是一項(xiàng)重要的研究項(xiàng)目，要將污泥氧化降解，起到降低污泥產(chǎn)量的作用。但是，采用這種方法需要投入大量的資金成本高，在水體的污染非常嚴(yán)重的情況下，還要對(duì)裝置定期維護(hù)。

將污泥微生物處理技術(shù)與MBR裝置相結(jié)合處理污泥，污泥減少率提高，而且可以實(shí)現(xiàn)能源回收。將MBR與內(nèi)源性呼吸技術(shù)相結(jié)合，在應(yīng)用中還可以根據(jù)需要使用生物捕食技術(shù)，可以獲得良好的效果。

1.3 解偶聯(lián)代謝

對(duì)分解代謝和合成代謝的能量差異擴(kuò)大，就可以在能量的供給上降低。所以，生物合成代謝所消耗的能量更加有限，由此可以使剩余污泥產(chǎn)量減少。使用解耦劑這種親脂性弱酸性物質(zhì)，可使跨膜質(zhì)子梯度被破壞，污泥的產(chǎn)量也會(huì)相應(yīng)地降低。

使用解耦劑分解代謝，主要是應(yīng)用二硝基酚、五氯酚等，可以獲得良好的污水處理效果。在污泥的處理中，三氯苯酚的效果最好。解耦劑在長(zhǎng)期使用中會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，在分解代謝的過程中就會(huì)產(chǎn)生解耦作用。這種方法也存在弊端，即對(duì)于很難降解的毒性有機(jī)物，很有可能在降解的過程中造成水體再次污染。所以，采用這種方法的時(shí)候要根據(jù)水體的實(shí)際情況。

1.4 生物捕食

在污水處理中采用生物捕食的方法，就是運(yùn)用了生態(tài)系統(tǒng)平衡的原理。污水是由于大量細(xì)菌滋生，加之有機(jī)體的侵害，使水環(huán)境中產(chǎn)生大量的微動(dòng)物群，導(dǎo)致水環(huán)境污染。細(xì)菌和小動(dòng)物構(gòu)成了食物鏈，小動(dòng)物的排泄物對(duì)水環(huán)境也會(huì)造成污染。

在污水處理和生物處理中，主要操作條件就是細(xì)菌降解，達(dá)到降低有機(jī)污染物的目的。多數(shù)的物質(zhì)和能量都停留在初始狀態(tài)，細(xì)菌在水環(huán)境中不能有效傳播，微型動(dòng)物的生長(zhǎng)不穩(wěn)定，數(shù)量就會(huì)降低。污泥的還原是由小動(dòng)物完成的，可以達(dá)到10%～90%。采用生物捕食的方式可以對(duì)污泥的產(chǎn)量有效控制。

2 原位污泥減量化污水處理技術(shù)

原位污泥減量化污水處理中，可以將生物酶加入生物反應(yīng)器中，發(fā)揮水解作用，適應(yīng)偶聯(lián)劑和微生物就可以起到生物捕食的效果。污水中污泥的含量不同，使用偶聯(lián)劑的量也會(huì)有所不同。采用原位污泥減量化污水處理技術(shù)可以減少污水處理工藝的剩余的污泥產(chǎn)量。將有機(jī)污染物降解原理充分運(yùn)營(yíng)，結(jié)合使用各種污泥減量技術(shù)，就可以對(duì)污泥進(jìn)行有效處理，提高污水處理質(zhì)量。在使用這種方法的時(shí)候，要樹立綠色發(fā)展理念，保證環(huán)境安全，當(dāng)使用生物反應(yīng)器的時(shí)候，還要對(duì)水體采取保護(hù)措施，減少剩余污泥的產(chǎn)量，使污泥問題得到徹底解決。

與活性污泥法相比較，采用原位污泥減量化污水處理技術(shù)對(duì)污泥的處理能夠獲得更好的效果。對(duì)污泥進(jìn)行臭氧化處理，在處理的過程中，平均剩余污泥產(chǎn)量就會(huì)大大降低，水質(zhì)明顯得到改善，污泥產(chǎn)量可以減少35%左右。

使用曝氣池污泥活性技術(shù)，可以使污泥的產(chǎn)量降低。積極開發(fā)好氧與厭氧的重復(fù)耦合技術(shù)，在水環(huán)境中創(chuàng)造厭氧條件，結(jié)合生物反應(yīng)器，可以很有效地減少污泥的生產(chǎn)量。通過好氧-厭氧反復(fù)耦合反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用，使多孔微生物載體發(fā)揮作用，結(jié)合使用定點(diǎn)曝氣技術(shù)，就可以對(duì)水體起到凈化的作用。

在生物反應(yīng)器的使用中，發(fā)揮其載體作用，使裝置的流動(dòng)方向與多層厭氧-好氧的高度成反比。構(gòu)建復(fù)雜的耦合環(huán)境，使污水的凈化與污泥的處理同時(shí)進(jìn)行，在處理污水的過程中，不會(huì)對(duì)水環(huán)境造成二次污染。

好氧-厭氧反復(fù)耦合污泥減量技術(shù)的應(yīng)用，要求裝置的高度要與沿水流方向保持一致。

整個(gè)反應(yīng)器被分成獨(dú)立的單板，在整個(gè)反應(yīng)過程中，水發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，設(shè)備也會(huì)偏轉(zhuǎn)。作為獨(dú)立單元，結(jié)合間隔曝氣，交替好氧單元和沿流向構(gòu)造厭氧耦合單元。在每個(gè)好氧-厭氧處理中加入具有特定結(jié)構(gòu)的多孔微生物載體，有助于提高生物的誘捕效果。

隨著生物反應(yīng)器中的微生物濃度增加，載體內(nèi)外均可構(gòu)建穩(wěn)定的好氧厭氧體系，形成氧氣環(huán)境，由此使生物反應(yīng)器的應(yīng)用減少污泥生產(chǎn)量。使用生物反應(yīng)器，污泥產(chǎn)率大約為0.05 kgSS/kg～0.1 kgSS/kg，與活性污泥工藝技術(shù)相比，降低了0.5 kgSS/kg～0.7 kgSS/kg。

使用生物反應(yīng)器，污泥量明顯減少。含水厭氧區(qū)進(jìn)水中有機(jī)好氧生物降解產(chǎn)生的剩余污泥，用生物捕獲的方法，生物反應(yīng)器的載體作用下，厭氧污垢用于降解的泥漿混合物。處于厭氧條件下，污泥降解的產(chǎn)物擴(kuò)散到好氧區(qū)中，并再生好氧帶微生物，利用好氧微生物就可以對(duì)污泥中的有機(jī)物進(jìn)行降解。當(dāng)厭氧區(qū)流入好氧區(qū)的時(shí)候，可以發(fā)生分解;原生動(dòng)物的多樣性，微型動(dòng)物在反應(yīng)器下游的好氧密度較高，污泥的生長(zhǎng)程度、強(qiáng)化程度以及污泥的裂化程度都可以用生物捕食的方法控制，由此可以穩(wěn)定水的質(zhì)量。生物處理設(shè)備將微生物分解，與反應(yīng)體系分離，可以起到還原剩余污泥的作用。目前使用污泥減量化污水處理技術(shù)，適用于0.5 t/d～200 t/d的水量，超過了這個(gè)水量，就需要結(jié)合使用其他的技術(shù)對(duì)污泥進(jìn)行有效處理，可以獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語

綜上所述，采用污泥減量化技術(shù)的應(yīng)用過程中，主要采用了強(qiáng)化內(nèi)源呼吸的方法和解偶聯(lián)代謝的方法，微生物的增殖有效限制。采用這種處理技術(shù)，可以使微生物得率降低，應(yīng)用于中小規(guī)模污水處理中可以獲得良好的效果。

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