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关于污泥减量化的处理工艺的讨论
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-10-13 17:03:05

摘要:随着污水处理量增加,污泥产量也随之不断增加,给其后续处理处置带来了沉重压力。因此污泥减量是解决问题的关键。污泥减量化技术主要是通过物理、化学和生物等手段。 

关键词:污泥减量 物理工艺 化学工艺 生物工艺 
  污泥成分复杂,易腐烂,若不加以控制,会造成二次污染。不论是焚烧、选址填埋都会带来巨大的经济和环境压力。怎样在保证污水处理效果的前提下,达到污泥减量化,成为近年来研究热点。实现污泥减量主要通过物理、化学、生物三种手段,使污水处理系统向外排放的生物固体量达到最少。  
  1. 物理工艺 
  1.1 水热处理 
  污泥热水解是通过加热使污泥的微生物絮体解散,部分微生物细胞体因受热膨胀而破裂,胞内的大分子有机物释放并水解,并且与各类大分子相结合的水也被释放。有机物的水解降低了污泥的黏度,黏性物质对水的束缚能力降低,污泥的一部分悬浮固体水解成为更容易生物降解的溶解性物质,提高了后续处理工艺对挥发性物质的去除率。  
  1.2 热碱联合处理 
  在污泥厌氧消化前向污泥中投加碱进行预处理可使固体有机质溶解,并且消化过程中的产气量以及对有机碳和VSS的去除率也随之提高。杨洁等研究了污泥碱解的预处理方法,发现在投碱量为1gNaOH/gTS的情况下,挥发性悬浮固体的分解率可达62.05%若将加热和酸碱工艺相结合,可以取得更好的溶胞效果。  
  1.3 超声波处理 
  在超声波作用下产生高温、高压和水体空化时产生的剪切力,破坏污泥絮体结构分解细胞、释放细胞物质,溶出细胞内含物,加速污泥的水解,以实现污泥减量的目的。超声波处理破坏微生物细胞壁,胞内物质即可作为自产底物供微生物生长,提高生物降解效率,减少污泥产量。杨金美等的研究显示,经超声处理后,污泥量有所减少,沉降率也有明显提高。超声与絮凝剂联用可以改善污泥脱水性能和沉降性能,减少絮凝剂的量达一半以上。  
  2. 化学工艺
  2.1 臭氧氧化法 
  在污泥的臭氧化过程中,臭氧首先氧化细胞壁、细胞膜成分造成新陈代谢障碍;而后穿透膜而破坏膜内脂蛋白和脂多糖,导致细胞溶解、死亡,并能氧化污泥中不容易水解的大分子物质。在臭氧-CAS工艺中生化性得到提高的臭氧化污泥回流至曝气池后,可作为底物重新被微生物代分解,使得污泥减量;在污泥臭氧化过程中,约有1/3的污泥被臭氧直接氧化成CO2等无机物,也使污泥量减少。此工艺能在不影响系统正常运行的情况下,使曝气池中无明显的无机物累积和剩余污泥排出。  
  2.2 氯气氧化法 
  利用氯气氧化性对细胞进行氧化,促进细胞溶解。由于氯气氧化能力低于臭氧,所以氯气的投加量是臭氧的7~13倍,虽然氯气比臭氧价格低,但氯气能够和污泥中的有机物产生反应,生成三氯甲烷等致癌物质,成为一个不容忽视的问题。   
  2.3 超临界水氧化法 
  超临界水氧化污泥主要是利用超临界水具有的高溶解性和强氧化性使污泥分解。在超临界条件下,无需机械搅拌和外界供热,有机物、空气(氧)和水均相混合开始自发氧化,在很短的反应停留时间内,99.99%以上的有机物能被迅速氧化成小分子。  
  2.4 投加解耦联剂 
  解偶联技术主要是通过投加解偶联剂,使得微生物的同化作用和异化作用相分离,氧化过程中产生的能量最终以热的形式被释放,从而实现污泥减量化,但解偶联剂会带来环境安全性的问题,影响出水水质。   
  3. 生物工艺   
  3.1 生物膜法 
  生物膜法是利用微生物来去除废水中有机物。微生物附着在载体表面,污水在流经载体表面过程中,进行有机营养物的吸附,氧向生物膜内部扩散并在膜中发生生物氧化等作用,对污染物进行分解,使污水得到净化,微生物也得到繁衍增殖的方法。生物膜法采用的固定式的载体填料,能延长微生物停留时间,形成好氧-厌氧反复耦合的过程来实现污泥减量,但该法对氮磷的去除效果不明显。   
  3.2 生物捕食法 
  生物捕食法利用原生动物和后生动物等微型动物对细菌的捕食作用实现污泥减量化。利用微型后生动物进行污泥减量,可在现有的污水处理工艺直接投加后生动物,也可制作适应后生动物生长进行污泥减量的反应器。杨健等将蚯蚓生物滤池与普通生物滤池相比对,结果显示蚯蚓生物滤池中污泥的处理效果明显改善,蚯蚓生物滤池在实现污泥减量化和稳定化的同时,对污泥的沉降、脱水性能均有一定程度的改善。   
     3.3 好氧-沉淀-厌氧(OSA) 
  在厌氧、好氧交替变化的环境下,微生物的表观产率系数减少。好氧微生物在底物过量的好氧段所产生的ATP不能立即用于合成代谢,而是在底物缺乏的厌氧段作为维持能被消耗。OSA工艺是在传统活性污泥法工艺的污泥回流过程中进行厌氧消化,为微生物提供了一个好氧、厌氧交替改变的环境,从而达到降低污泥产量的目的。钟贤波等对QSA工艺试验研究,研究结果显示OSA工艺能有效地降低剩余污泥产量,污泥在缺氧池中停留5~12h的OSA工艺污泥产率比传统活性污泥工艺有明显下降。   
  4. 结语   
  污泥的减量化是解决污泥问题的最佳处置方法。新型污泥减量工艺的应用应在保证污水处理效果的前提下大幅减少污泥量。将来还须从降低操作成本、优化工艺和减少环境污染等方面出发,对各种污泥减量技术进行研究及改进。  
  参考文献: 
  [1]宫曼丽,刘利,平文凯,丁明亮,陈晓华,污泥减量化处理新工艺Biothelys技术及其应用[J],中国给水排水,2010,26(2):1-3. 
  [2]荀锐,王伟,乔玮,尹可清,城市污泥处理现状与强化脱水的水热减量化技术[J],环境卫生工程,2008,16(2):28-32.
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