对污泥减量技术的研究及发展方向

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1、污泥减量技术的研究及发展方向严桂英（张家港市环境监测站，江苏，215600）摘要：通过对当前隐性生长和解偶联生长两大污泥减量技术的介绍，提出了污泥减量技术的研究意义和发展方向。关键词：剩余污泥；减量；隐性生长；解耦联生长SludgereductiontechnologyresearchanddevelopmentdirectionYANGui-ying(ZhangjiagangEnvironmentalMonitoringStation,Jiangsu,215600)Abstract:Throughthein

2、troductionofcrypticgrowthanduncouplingthegrowthofthetwosludgereduction，ThispaperPutforwardsludgereductiontechnologyresearchsignificanceanddirectionofdevelopment.Keyword:excesssludge；minimization；crypticgrowth；uncoupledgrowth活性污泥法是目前世界上应用最广泛的污水生物处理技术，但它一直存在一

3、个最大的弊端，就是会产生大量的剩余污泥[1-2]。目前，剩余污泥的处理与处置已成为污水处理厂一个令人头痛，又不得不优先考虑的重要环节，因其费用占到污水处理厂总运行费用的25﹪-40﹪，甚至高达60﹪[3-4]。目前污泥的处理大多采用厌氧消化，但在实践中要求规模较小的污水处理站应用厌氧消化工艺处理污泥是不可能的，小型废水处理设施，通常不考虑或弱条件考虑剩余污泥的处置问题，这往往会对环境造成二次污染。若把污水处理看作一个生产过程，运用“清洁生产”的原则[2]，对污泥从源头进行控制，使废水处理设施减少或零排放剩余污

4、泥，降低剩余污泥的处理与处置费用，减少污泥排放可能造成的二次污染。剩余污泥的减量化是指通过物理、化学、生物等手段，使整个污水处理系统向外排放的生物固体量达到最少，主要是依靠降低微生物产率以及利用微生物自身内源呼吸进行氧化分解等，从根本上、实质上减少污泥量[2]。而且无须对现有的工艺设施进行较大的改型，运行成本低。这对于我国的污水处理厂，有重大的环境和经济意义，对垃圾填埋场有深远的社会可持续发展意义。因此，很有必要进行剩余污泥减量化新工艺和新技术的开发和研究。总的来讲，污泥减量技术主要分为两大类，即：基于隐生长

5、的和基于解耦联的。1.基于隐性生长的污泥减量技术微生物对有机碳的新陈代谢一方面将其转化为CO2，另一方面将其转化为生物体。当生物体中的有机碳也可作为微生物的底物并重复上述新陈代谢时，那么污泥的产生量就会减少。因此，微生物基于自身细胞溶解产物的生长方式称之为隐性生长[3,5,6]。隐性生长的污泥减量技术有两种不同的形式：生物体的生物降解和培养捕食细菌的生物体[3,9]。1.1生物体的生物降解生物体的生物降解在于微生物的溶解，其中促使细胞溶解的主要方法有：降低F/M比例（提高污泥负荷）[16]、增加污泥龄、提高温

6、度、采用臭氧[4,7,8]、强化微生物[10]、投加酶[10]等；其中细胞壁生物降解的有：超声波技术和生物细胞溶解系统[10]。微生物优先满足它们的能量维持需求，然后是生产新的生物体。在底物限制的情况下，Low等[4]进行的小试结果表明：污泥浓度的升高会导致污泥产量的减少，例如，污泥浓度从3g/L升高至6g/L时，污泥产量减少12﹪；从1.7g/L升高至10.3g/L时，污泥产量减少44﹪，但污泥浓度的升高还受其他因素的影响，如氧的传质速率和底物的溶解度。由Purac开发的Cambi工艺中通过高温水解过程使污

7、泥中的有机成份从不溶解状态转化为溶解状态，使有机物可用于生物降解，即厌氧消化。污泥中能量的60%－80%转化为生物气，同时实现污泥减量。在日本的Shima污水处理厂（污水处理量为450m3/d）应用臭氧技术运行9个月的实验证明[4,7,8]，污泥减少量与臭氧投加剂量和被处理的污泥量成比例，为完全消除剩余活性污泥所需的臭氧量为0.034kg/kgSS，而需要处理的回流污泥量为常规污水处理厂剩余污泥量的4倍。强化微生物要求选择投放的菌株应能保持并强化天然存在菌株的活性，从而优化和控制微生物种群的平衡。要求投加的菌

8、种不仅能提供现有的菌群，促进其生长，而且能抑制少量的不利生物的生长，从而增加了单元的处理效率。例如：脂肪不能为微生物利用，但投加能产生脂肪酶的微生物，脂肪能迅速分解，并形成微生物的组织元素。酶的作用是促进污水中的大分子化合物分解变成小分子化合物，释放出结合氧。这有利于细菌的多样性，并能提高细菌的活性和繁殖能力，而且有利于形成大量的高等生物，能促进高等光合作用生物体的大量增殖，产生大量的溶解氧。也因此