生物相分离系统的污泥减量效能
用复合微生物对污水处理中产生的污泥减量的效果研究
生物污泥 ，有 因添加化学 絮凝剂而产生 的化 学泥 ，污水处理厂产 生的 硝 化 是指 在 废 水处 理 过 程 中 ，氨态 氮 被 转化 为 亚硝 氮 和 硝氮 。硝
污泥量大约 为所处 理的污水体 积的 ０ ． １ ５ －１ ％。现在 的污泥 的处理 及处 置 ，就是通过 适当的技术措施 ，使其得到再 利用或是将其 的环 境的损 化 反 应是 在 好 氧状 态 下 由亚 硝 酸菌 与 硝酸 菌 共 同完 成 的 。近 几年
污水处 理过程 中的活性生物 的结 构和功能 中心是 起絮凝作用 的菌 （ ２ ）２ ０ ０ ９ 年在 山东省某 医院污水 项 目上 使用验证 实验结 果。医 胶团 ，菌胶团 中各种微 生物之 间是食 物链的关 系。污 水中的有机物先 院污水量 ２ ０ ０ ０ 吨／ 天 ，自 ２ ０ ０ ９ 年４ 月２ ０日 开 始用复合菌调试 ，１ ５ 天 吸附 到含有大量微 生物的菌胶 团表面 ，与菌胶 团中的微生物进行 细胞 运行达标 ，经过了 ４个月运行监测稳定 。 “ 不添加絮凝剂出水 ｓ ｓ较好 ， 表面 的接触 ，小分 子有机物直接 穿过 细胞膜进行微 生物体 内，糖类 、 不添加消毒剂大肠杆菌数减 少 ９ ８ ％ 以上 ，污泥量少 ，各项指标均达到 蛋 白质 等大分子有机 物通过细胞膜上 的透膜酶而进入 微生物体 内。进 项 目建设要求 。 本文针对现代 污水处理厂产生大 量剩余污泥 问题 ，通 过在污水处 入微生物 内部 ， 在各种细胞 内酶 ， 如氧化酶 、脱氢酶等 的催化作用下 ， 被微生物分解 代谢 。
运行 费用 的 ３ ０ ％￣ ６ ０ ％ 左右 。欧 美 国家每 年用于处 理剩余 污泥 的费用
受 体 。一 般情 况 下 ，以亚 硝酸 盐 做 电子 供 体 以氧 做 电子 受 体而 进 资金 就高达几 十亿 人 民币 。因此 ，寻找更好 的剩余 污泥的处理处置 方 行好 氧 呼 吸 的硝 酸 细 菌为 自养生 长 ，而 在 存在 亚 硝 酸盐 的 无氧 条 案 ，一 直是污水处理行业 的重要研究领 域。 件 下则 转 变为 以有 机 物做 电子供 体 ，以硝 酸盐 做 电子受 体 的厌 氧 当前关于污泥 减量技术的研 究在 国 内外一直停 留在 已产生污泥 的 呼 吸 。在 即没 有 氧 也没 有 硝酸 盐 时 ，其 进 行 以有 机 物做 电子供 体 处理 上或者通过溶 胞技术进行 的化 学物质的投 加 ，或者在生化过程 中 和 电子受 体 的异养 生长 。 通过 投加能量 解偶 联和物质解偶 联化学药剂 的研究上 ，对于生化 处理 在调节 池和反应器 中 ， 还可 能存在厌氧氨氧化 反应。厌氧氨氧化 系统 的研究也停 留在通过工艺 的调整完成污泥 减量化的研究上 ，并没 是 以亚硝酸盐做氧化剂而将氨氧化 为 Ｎ ；或 以氨做 电子受体而将亚硝 有进 行微生物共 生的研究也没有 将生物共生技 术和工艺研究结合 进行 酸盐还原为 Ｎ， 的生物反应。
污水处理中的污泥减量新技术研究
污水处理中的污泥减量新技术研究摘要：传统的污水处理技术主要采用活性污泥去除法，但会产生大量剩余污泥，通过采用污泥减量新技术可以解决这一问题。
本文将对污水处理技术进行总体介绍，并详细分析污泥减量新技术的应用，包括微生物处理技术、解偶联处理技术、强化隐性生长处理技术和微型动物处理技术等。
关键字：污水处理；污泥减量；技术创新前言：传统污水处理厂采用的活性污泥处理技术经过100多年的研究和应用，技术体系已经较为成熟，但由于其剩余污泥量大的问题无法得到根本性解决，处理不当会引发二次环境污染问题。
因此，传统污水处理技术正逐渐被污泥减量新技术所取代，发挥技术创新的优势，不仅可以提高污水处理效率，避免产生二次污染物，还能够有效降低污水处理成本。
一、污水处理技术概述在日益严峻的生态环境压力下，污水处理技术的研究与应用受到了世界各国的广泛关注。
目前在污水处理厂使用较多的活性污泥处理技术，处理后的剩余污泥含有病原菌和重金属等有害物质，如果处理不当，会造成二次污染，严重威胁排放地的人类健康。
而且活性污泥处理技术的运行费用较高，占污水处理厂总投资费用的30%~50%左右。
针对这一问题，关于污水处理技术的研究逐渐向无害化、减量化方向发展。
由此诞生了污泥浓缩、脱水和稳定化处理等方法。
这些处理方法各有优缺点，相比之下，基于污泥源头治理思想的污泥减量新技术更具优势，能够在同等处理效果下，降低污水处理成本，同时减少产生的污泥量。
这些污泥减量新技术包括微生物强化技术、固化技术、微型动物处理技术、解偶联技术等，分别通过不同机制，减少污泥产生量，同时降低污泥中的有害物质含量[1]。
二、污水处理中污泥减量新技术的应用（一）微生物处理技术微生物处理技术在污水处理中的应用主要表现在微生物强化技术和固化技术两个方面。
其中，微生物强化技术是指在污泥生化处理系统中，加入高效酶或微生物，加快微生物的代谢活动，实现去除污染物的目的。
在应用微生物强化技术时，要考虑添加的减量菌剂对土著微生物具有一定的包容性，同时满足工艺处理要求。
污泥减量技术有了新突破
污泥减量技术有了新突破作者：伍洋来源：《环境》2016年第04期“‘HCR水力空化污泥减量综合技术’首次被成功地应用于大规模的城市污水处理工程中，属于国际首创，为有机废水生化处理系统的污泥减量化提供了一种高效实用的新方法，在生化处理过程中实现污泥减量，达到国际领先水平。
”3月19日，在“HCR水力空化污泥减量综合技术”鉴定会上，这项由东莞源控环保科技有限公司研发的技术获得了与会专家的高度肯定。
该技术将HCR水力空化与高干隔膜板框压滤相结合，与通常形成80%含水率泥饼相比，可在水力空化与生物处理过程中减少绝干污泥21%，经板框机压滤后泥饼含水率可减少到46%以下，全系统减泥总重量达到65%以上。
同时由于污泥受水力空化后的补碳作用，可使生化系统总氮去除率提高9%。
另外，这项技术针对城市污水厂污泥中含有大量沙粒的特点，研制出串并结合的多级水力空化器，在低压条件下实现了污泥破解，可以有效降低能耗，使其成为一种源头减量、过程减排、末端减容的污水处理清洁生产技术，具有良好的创新性。
目前，该技术已在深圳市盐田污水处理厂、长春南部污水处理厂、东莞大岭山污水处理厂获得应用，取得明显的成效。
而且在使用过程中，该项技术无须改变原有的污水处理工艺和设施，使用操作方便、无二次污染，还能减轻污泥臭味，特别适合于现有污水处理厂的改造。
这种技术的污泥减量成本较为低廉，易于市场接受。
因此HCR水力空化减泥技术推广应用不仅为我国城市污水处理污泥的减量化、资源化及水质改善提供了新途径，而且具有强大的市场竞争力，必将在我国环保领域发挥越来越重要的作用。
鉴定会专家组由中国工程院彭永臻院士任组长，专家组成员包括中国环境科学研究院、北控水务、中国建材集团等来自全国不同专业不同地区的9名专家组成，参照国际环境技术验证评价（ETV）验证评估通则，按照我国验证程序对“HCR水力空化污泥减量综合技术”进行验证评价。
这是我国南方地区第一例由民营企业自主出资申请进行的新技术验证评价（ETV），开创了ETV市场化运作的先河，为我国未来的环境技术验证进行了良好示范，为我国ETV验证制度的实践，验证测试规范的完善，验证评估方法的补充发挥了重要作用。
用复合微生物对污水处理中产生的污泥减量的效果研究
用复合微生物对污水处理中产生的污泥减量的效果研究摘要：污水处理厂中大多采用活性污泥法处理污废水，此法通常会产生大量剩余污泥，而污泥的处理处置费用较高，并且处置不当易对环境造成污染，因此若从源头控制减少污泥的产生则是更为理想的污泥减量方法。
关键词：复合微生物污水处理污泥减量效果引言当前关于污泥减量技术的研究在国内外一直停留在已产生污泥的处理上或者通过溶胞技术进行的化学物质的投加，或者在生化过程中通过投加能量解偶联和物质解偶联化学药剂的研究上，对于生化处理系统的研究也停留在通过工艺的调整完成污泥减量化的研究上，并没有进行微生物共生的研究也没有将生物共生技术和工艺研究结合进行的污泥减量化研究。
1.复合微生物污泥减量的技术原理1.1脱碳机理污水处理过程中的活性生物的结构和功能中心是起絮凝作用的菌胶团，菌胶团中各种微生物之间是食物链的关系。
污水中的有机物先吸附到含有大量微生物的菌胶团表面，与菌胶团中的微生物进行细胞表面的接触，小分子有机物直接穿过细胞膜进行微生物体内，糖类、蛋白质等大分子有机物通过细胞膜上的透膜酶而进入微生物体内。
进入微生物内部，在各种细胞内酶，如氧化酶、脱氢酶等的催化作用下，被微生物分解代谢。
脱碳主要在细胞中的好氧区域发生。
一部分有机物被微生物逐步氧化分解，最终成为 CO 2 和 H 2 O 等稳定的无机物质，并从此过程中获得生存所需要的能量。
还有一部分有机污染物通过合成代谢形成了新细胞的组分。
微生物通过合成代谢和分解代谢，从而去除了污水中的有机物，即达到了脱碳的目的。
1.2脱氮机理在污水中，氮主要以有机氮（如：蛋白质、氨基酸、尿素等）和氨态氮的形式存在。
含氮化合物通过微生物的作用，连续发生氨化反应、硝化反应和反硝化反应，最终转化为稳定无害的N 2，排入大气，从而达到脱氮的目的。
氨化反应、硝化反应主要在好氧区域发生，而反硝化反应则主要发生在缺氧区域和厌氧区域。
首先，有机氮化物在氨化菌的作用下，分解转化为氨态氮。
污泥减量技术的研究进展
污泥减量技术的研究进展摘要：本文旨在研究近年来关于污泥减量技术的研究进展。
首先，综述了污泥减量技术的类别和原理；其次，详细介绍了污泥减量技术的研究内容，并指出了可能的应用前景；最后，总结了近期污泥减量技术的研究进展，指出了存在的问题和发展的方向。
关键词：污泥减量技术、研究进展、原理正文：近来，污泥减量技术作为一种新型污水处理技术，受到越来越多关注。
污泥减量技术可以将淤积物、藻类、有机物等安全有效地进行分离减量，从而减少水量，改善水质、降低污水处理成本，是一种具有重要意义的新型环保技术。
污泥减量技术的类别主要分为物理分离技术、化学分离技术和生物分离技术。
物理分离技术主要通过沉淀、地膜技术、离心法、滤池等方法将颗粒物和悬浮物进行分离分类。
化学分离技术主要采用吸附、萃取、沉淀等方法，以有机化学联系物质或无机盐类对污泥进行凝结，使之无法向水体排放。
生物分离技术主要采用生物脱水法，利用活性污泥系统和膜生物反应器，合理控制生物的活动，实现污泥的有效减量。
近年来，越来越多的研究者开始研究污泥减量技术，并从多个方面探索和提出关于污泥减量技术的研究内容，包括技术优势分析、技术细节设计、技术参数调节等。
此外，污泥减量技术还可以用于工业废水处理、污水粪便处理、河道建设、污水抽处理和环境修复等，具有重要的应用前景。
回顾近几年污泥减量技术的研究进展，尽管减量技术的发展取得了显著成效，但仍有一些问题存在，如技术精度和稳定性不够高，技术成本偏高。
因此，未来研究必须加强技术和理论研究，设计更加精确、高效和经济的污泥减量技术，以更好地应用于污水处理中。
随着研究的深入，污泥减量技术已在多个领域产生了积极的发展。
比如，在工业废水处理方面，可以使用离心法，利用动、静态离心作用将粗颗粒污泥脱出；另外，也可以通过沉淀浓缩水进行污泥减量，利用活性污泥、集成式悬浮体技术等方法。
在污水粪便处理方面，可以通过生物脱水法，利用膜生物反应器完成污泥处理；同时，也可以利用化学联系物质将粪便的粒子大小降低，进而改善污泥的结构，以及减少外加污泥的量。
污泥减量率
污泥减量率0前言活性污泥的消化过程是一个利用菌群将有机污染物质转换为细胞内物质和代谢产物的过程。
在消化过程中，随着菌群数量的增多生物浓度将急剧增加，从而造成污泥中生物过剩。
尽管这种处理处置方法（污泥消化）已经占用了总处理费用的60％，但在欧共体的法规要求下，这些花费将有可能更高，而用垃圾填埋处理则费用将会降低很多。
快速消耗掉菌群合成代谢中的能量而不降低有机污染物的去除率，是一个可以直接降低生物（污泥）产量的有效方法。
化学渗透假说中提出的氧化磷酸化理论(在分解代谢过程中产生ATP并放出能量，在合成代谢中消耗能量并产生ATP，反应方程式为：ATP←可逆→ADP+能量)指出：可以通过控制环境中P质子的浓度使能量（ATP）以游离的形式存在，此时生物氧化有机污染物质的反应仍然是是可以继续进行的，但磷酸化时ADP吸收能量转换为ATP的过程却被抑制了，从而限制了生物同化过程所需的能量，生物产量也就随之降低了。
因此，防治生物过剩的目标达到了，同时也因为质子浓度的增加而加速了污染物质与质子的接触机会。
这一研究使我们意识到：如果我们在一个只培养有假单细胞的环境里增加P质子（pNP）的浓度，也可以达到相同的处理处置效果。
PH值的改变导致质子浓度变化，从而可以诱发生物产量的变化这一现象也同时被发现了。
这样一来，费用、安全性、环境保护等因素在污染的处理处置过程中都被考虑到了，并且可以达到最佳的处理效果和平衡状态。
1实验材料和方法当在活性污泥中加入一种新的未知的菌群——单一的P-putidaNCIMB1005菌落（活性污泥中最重要的要素之一），并将其视为一个简单的模型，用葡萄糖做为唯一的碳源。
葡萄糖有限度地连续氧化过程可以通过21个不同稀释比、工作容积为1.51的恒化器（LH发酵器）来维持和控制。
温度控制在30℃，pH由一个自动添加1Mol/L硝酸或氢氧化钠的装置控制着。
生物浓度的值可以用紫外分光光度计在波长为600钠米处测量透光度（从而计算出其温度的方法）来测量获得。
污水生化处理中污泥减量技术的应用
污水生化处理中污泥减量技术的应用摘要：在污水生化处理过程中，为满足相关要求，还应合理应用各项处理技术，运用科学力量进行处理，确保其中的污泥含量可以被控制在合理范围中，实现污泥减量目标。
具体开展时，应全面探究其具体技术类型，不断扩大应用范围，尽可能满足各项生产活动的实际需求，强化处理效果，实现水资源的循环应用。
关键词：污水；生化处理；污泥减量技术引言：在社会各领域的迅速发展下，大众对水资源循环应用的需求越来越大。
作为这一目的实现的重要场所，污水处理厂必须在日常工作中充分落实污泥生化处理，优化处理效果。
对此，这就需要其从实践角度入手，在了解当前处理现状的基础上，合理应用污泥减量技术，用以优化处理环节的工作，最终在长期的发展中，实现环保节约和可持续的发展目标。
一、溶胞技术从生化处理原理来看，污水当中的有机碳降解需要通过微生物的分解代谢及合成代谢达到目的，最后再转化为生物体与二氧化碳[1]（图1）。
实际进行处理时，生物体当中的有机碳可以直接把微生物通过新陈代谢的科学措施，实施高效的处理，从而也进一步的降低了污泥的产量问题。
对于溶胞技术而言，主要是通过生物氧化以及热化学等方式实现的。
在这之中对污泥絮体实施有效分解，最终促进其中生物细胞加速溶解。
图1 溶胞技术应用原理图（一）臭氧接触该技术的应用能够有效增加污泥减量，缓解污泥问题。
在实际应用时需要先把要处理的污泥中的部分回流至曝气池中，剩下的通过臭氧进行处理，使最终产物回流到相应的位置上[2]。
在该技术下，会使污泥当中的生物降解性得以强化，实现无机化处理。
（二）解耦联依照污泥减量的相关要求，在选择其技术时应对微生物的分解代谢和合成代谢进行重点考虑，使污泥量可以到预期效果。
为实现这一发展目标，通过解耦联技术，能够使微生物在底物作用下实现腺苷三磷酸和腺苷二磷酸的转化藕联，促使底物分解到相应的程度之下依照一定比例形成生物体。
这是因为三磷酸腺苷是键能转移的关键途径，也是能量转移反应的关键场所（图2）[3]。
利用微生物促进污泥减量技术的研究现状及动态
处置 不 当极 易 对环 境 造 成二 次污 染 。 利用 微 生 物方 法 进 行污 泥减 量 清 洁 无 污 染 ， 一 项 实 现 污 泥 源 头 治 理 的 是 绿 色 技 术 。根 据 生 物 处 理 工 艺 中影 响剩 余 污 泥 产 生 的可 能途 径 ， 污 泥 减 量 技 术 分 为 降 低 细 菌 合 成 量 的解 偶 将 联 技 术 、 强 微 生 物 利 用 二 次 基 质 进 行 隐 生 长 的溶 胞 技 术 、 用食 物链 作 用 强 化 微 型 动 物 对 细 菌 捕 食 技 术 ， 增 利 介 绍 了各 种 技 术 的最 新 研 究 进 展 ； 围 绕 生 物 法 污 泥 减 量 技 术 这 一 课 题 ， 出 了今 后 的 研 究方 向 。 并 提
ｃ ｎ ｒ ｌ ｆｓ ｕ ｇ ． Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｏ ｘ ｅ ｓ ａ ｔｖ ｔ ｄ ｓ ｕ ｇ ｎ ｂ ｏ ｏ ｉａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｏ ｔ ｏ ｌ ｄ ｅ ｏ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｒ ｄ ｃ ｉ ｒｎ ｉ ｌ ｆｅ ｃ ｓ ｃ ｉ ａ ｅ ｌ ｄ ｅ ｉ ｉ ｌ ｇ ｃ ｌ ｅ ｔ ｎ ｏ ｔ
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污泥减量技术的研究进展
细胞表面的疏水性、 微生物活性和 EPS 的产生都和反 应器中的溶解氧水平有关，这预示着溶解氧对活性污泥的能 量代谢有一定影响，进而影响碳在分解代谢和合成代谢中的 分布。 Abbassi 等人在试验规模的 CAS 反应器中，当溶解氧 从 1.8mg ／ L 增加到 6.0mg ／ L 时， 剩余污泥量从 0.28mgMLss ／ mgBOD5 下降到 0.02mgMLSS ／ mgBOD5。 采用高浓度溶解氧工 艺来实现污泥减量无需对原有设备进行大规模改造，仅需增 大曝气量，操作简单，在相同的污泥停留时间下纯氧系统中 的污泥产率仅为空气系统的 60％， 即使在高污泥负荷率下， 污泥量也 可比传统工艺减少 54％。 与 传统空气曝气 工 艺 相 比，纯氧工艺能使曝气池中维持较高的 MLSS，污泥沉降和浓 缩性能好、污泥产量低、氧气转移效率高、运行稳定。 因此，高 溶解氧工艺在剩余污泥减量和工艺运行效能的提高方面有 很大的潜力。 但增大曝气量势必增加能耗和运行费用，目前 该工艺仍处于实验室研究阶段， 离工业化应用还有一段距 离。
蚯蚓生物分解处理技术可以实现城市污泥的三化无害化资源化产业化处理目标对环境不产生二次污染具有流程简单管理方便造价和运行费用低廉副产物具有经济利用价值经济效益高等特点逐渐成为一种新兴的污泥处置方法为解决城市污水厂污泥的最终处置提供了生态利用的途径
ISSN1672-9064 CN35-1272/TK
化纤厂pta废水处理污泥生物减量效果及影响因子
厂 PTA 污泥生物减量提供科学依据.
关键词：PTA 污泥；生物减量；减量效果；影响因子
中图分类号：X705
文献标识码：A
文章编号：1000-6923(2020)05-2140-08
Study on bio-reduction effect and influenceingfactors of PTA sewage sludge in chemical fiber plant. SHEN Yue, HU Xiu-ren, TIAN Gan-pei, BIAN Bo*(School of Environment, Nanjing Normal University, Nanjing 210046, China). China Environmental Science, 2020,40(5)：2140~2147 Abstract：In this study, microbial reduction method was used to determine the optimal reduction effect. The results showed that under the condition of one-time feeding, equipment temperature controlled at 60℃ and the dosage of microbial agent accounted for 4% of the dry weight of sludge, the optimal reduction effect was: the water, dry matter and toxic substances (i.e. Co) reduction rate reached 79.4%, 22%, and 9%, respectivity. Based on correlation analysis and principal component analysis, temperature, electrical conductivity, humic/fulvic acid ratio, carbon/nitrogen ratio and dissolved organic carbon, as well as 8genera (i.e. Novosphingobium, Nitrospira, Azohydromonas, Gemmatimonas, Pseudomonas, Pelotomaculum, Paeniglutamicibacter and Weissella) were determined as the key factors affecting the bio-reduction effect. The research results provide a scientific basis for the bio-reduction ofPTA sewage sludge in chemical fiber plants. Key words：PTA sludge；biological reduction；reduction effect；influencing factors
污水生化处理中污泥减量技术的应用
污水生化处理中污泥减量技术的应用摘要为了满足污水生化处理的相关要求，需要加强对各种处理技术的合理运用，促使污水中的含泥量能够控制在合理的范围内，有效处理污泥减量问题。
因此，需要加强对污泥减量技术的深入理解，不断扩大这种技术在污水生化处理中的实际应用范围，最大限度地满足实际生产活动的各种需求。
基于此，本文将对污水生化处理中污泥减量技术的应用进行必要地探讨，以便为相关的研究工作开展提供必要的参考信息。
關键词污水；生化处理；污泥减量技术；应用范围根据《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》数据，目前我国污水处理能力为1.2476×108t/d，到2015年将增长到1.7045×108t/d，同时全国污水处理设备的平均运行负荷率84%左右。
到2015年末，我国脱水污泥年产量超过2.6×107t，预计到2020年污泥产量将突破年6000万吨，大量未稳定处理的污泥已成为城市污水处理厂的沉重负担。
据估算，整个污水厂投资及运行费用的25%～65%用于污泥的处理与处置，这不仅大大增加了污水处理厂的生产成本，影响着实际的经济效益，如果不能得到有效处理，还会对环境造成二次污染。
1 污水处理中污泥溶胞技术的应用根据生化处理的原理可知，污水中有机碳的降解是对通过微生物的分解代谢和合成代谢作用来完成的，最终转化成二氧化碳与生物体。
在具体的处理过程中，生物体内中的有机碳能够将微生物的底物利用新陈代谢的方式进行处理，从而间接地减少了污泥产生量。
可靠的污泥溶胞技术主要是指利用热化学、生物氧化等多种方法，在生化处理中对湿污泥絮体进行分解，加快了污泥中微生物细胞的溶解速度的技术[1]。
具体表现在以下方面：1.1 科学的臭氧接触技术作为一种重要的污泥减量技术，臭氧接触法的合理运用，有利于增强污水生化处理中污泥减量的实际作用效果，逐渐减少污泥，促使污泥减量问题能够得到有效的解决。
污水生化处理中运用臭氧接触法实现污泥减量的主要流程为：将污水中所要处理的污泥一部分回流到曝气池，其余的通过臭氧的作业进行必要地处理，将得到的产物回流到指定的位置。
电化学氧化活性污泥减量效能
电化学氧化活性污泥减量效能王丽;李春梅;强亮生;张宏媛【摘要】Because the electrochemical oxidation technology is an effective and reliable clean technology,this study proposed electrochemical oxidation activated sludge process in electrolysis reactor with homocentric circle arrangement electrode in which Ti/RuO2 was used as reticular plates.The results showed that the electrochemical oxidation could significantly reduce activated sludge production.The activated sludge solution efficiency achieved to 29.98% in the experiment under the following optimal oxidation conditions： pH=12,60 min of intermittent electrolysis time,working voltage 6 V and initial MLVSS concentration of 4 670 mg·L-1.Under above conditions,the SCOD and TP released from cell dissolve got the maximum 712.2 and 33 mg·L-1,respectively;meanwhile,the NH3-N also reached the maximum and presented a declining trend,which showed that these conditions were the best electrolysis conditions.%针对电化学氧化技术是有效而可靠的＂清洁技术＂,提出以Ti/RuO2材料为阳极的同心圆式电解槽为反应器对活性污泥进行电解减量的实验研究.结果表明,电氧化能够有效实现活性污泥减量.当工作电压为6 V、pH值为12、间歇电解60 min、初始混合液悬浮性挥发固体（MLVSS）为4 670 mg.L-1时,活性污泥的表观溶解效率为29.98%.此时污泥溶胞释放出的SCOD和TP分别升高了712.2、33 mg.L-1,NH3-N也达到最大值并呈下降趋势,表明该工艺条件为最佳电解条件.【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》【年(卷),期】2012(044)002【总页数】4页(P116-119)【关键词】电氧化;活性污泥;溶胞;MLVSS【作者】王丽;李春梅;强亮生;张宏媛【作者单位】哈尔滨工业大学能源与环境工程中心,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学化工学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学化工学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学能源与环境工程中心,哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】X703活性污泥法作为一种较好的污水处理技术被广泛应用，但该方法的最大弊端是产生大量的剩余活性污泥［1］，其处理处置不仅需要昂贵的费用，还需要满足日益严格的法规要求.针对活性污泥处理工艺的弊端，基于微生物隐性生长理论的污泥减量工艺［2］，提出用电化学方法氧化溶胞破解剩余活性污泥.目前，常用的溶胞技术有各种物理、化学和生物手段，如加热、酸、碱、超声波、臭氧、添加酶制剂等［3-7］.电化学技术用于剩余污泥减量目前国内外还没有系统的研究与应用.电化学氧化污泥减量是在特定的电化学反应器内，通过一定的化学反应，利用在电化学过程形成的强氧化性·OH 基团破坏污泥的絮体结构，氧化污泥胞外聚合物，使污泥溶解参与污水处理，降低处理工艺过程的剩余污泥量，实现污泥减量化［8］.电化学污泥减量一般无需很多化学药品、后续处理简单、占地面积小、管理方便，符合污泥处理稳定化、无害化、减量化和资源化的总体要求.本文重点研究了电化学氧化工艺参数对活性污泥溶解率的影响，总结了混合液中SCOD、NH3-N、TP 随电解时间的变化规律，以确定最佳工艺条件，为开展电化学氧化处理剩余活性污泥减量的深入研究和实际应用打下基础.1 实验1.1 实验装置与实验污泥实验采用自制的同心圆式电解槽，以网状的钛涂釕材料作为电极板，正极面积为15 cm2，板间距为1 cm(极距越小电解效率越高，但极距过小易对电极的排列和设备造成麻烦［9］)，容积为100 mL电源为DH1718-4 型直流稳压稳流电源.实验装置见图1.图1 电解实验装置示意图1—阳极;2—阴极;3—磁力搅拌子.实验所用活性污泥取自哈尔滨文昌污水处理厂二沉池，基本性质参数如表1 所示. 表1 活性污泥的基本性质参数pH mM g·LV L S S-1m ρ g(·T P L) -1 ρ m(N g·H3 L- N-1)ρ m(gS·C O LD -1)6.6 4 670 18.94 12.2 37.51.2 实验方法及仪器pH 采用便携式pH 计、MLVSS 采用重量法测定，SCOD 采用快速消解法测定，NH3-N 和TP 等指标均采用标准方法［10］测定，污泥的pH 值用氢氧化钠溶液调节.实验仪器见表2.表2 实验仪器编号仪器名称厂家/型号1 COD 快速测定仪兰州连华环保科技发展有限公司/5B-3C 2 COD 消解装置兰州连华环保科技发展有限公司/5B-1 3 马弗炉长沙友欣仪器制造有限公司/YX-HF 4 可见分光光度计上海元析仪器有限公司/721 5 电子天平上海越平科学仪器有限公司/JA2003 6 便携式pH 计上海宇隆仪器有限公司/PHB-1取100 mL 活性污泥于电解槽中，为了减小在电解过程中污泥分层对MLVSS 溶解率的影响，采用间接电解(每次电解10 min，间隔5 min)并在中速磁力搅拌的条件下进行.2 结果与讨论2.1 工艺条件对MLVSS 溶解率的影响2.1.1 工作电压对污泥MLVSS 溶解率的影响电解时间(60 min)和pH(12)为定值，分别在2、3、4、5、6、7、8 V 的工作电压下进行实验，研究不同电压对MLVSS 溶解率的影响，结果如图2所示.图2 电压对污泥MLVSS 溶解率的影响由图2 可以看出，MLVSS 溶解率随电压的增大呈先上升后下降的趋势，当电压为6 V 时，溶解率达到最高值29.98%.这是因为:(1)电压增大有利于电极产生更多强氧化性自由基;加快了电解质的传质效应，提高了污泥与电极直接或间接的氧化效率;电压的增大提供的能量大，利于有机物化学键的断裂，从而会影响处理效果.(2)电压增大加剧了副反应水电解反应的发生，产生的大量气泡阻碍了污泥在电极表面的氧化反应，从而降低了MLVSS 溶解率.由图2 可以看出，当电压为2 ～6 V 时，随电压的增大，原因(1)对污泥溶解率的影响明显大于原因(2);当电压大于6 V时，原因(2)对污泥溶解率的影响占主导地位.实验综合考虑处理效果和能耗消耗，选定最佳的工作电压值为6 V.2.1.2 pH 对污泥MLVSS 去除率的影响由于污泥在碱性条件下具有明显的溶胞效果［11］，实验pH 选择在碱性范围.电解时间(60 min)和工作电压(6 V)为定值，调节污泥的pH 值分别为8、9、10、11、12、13，不同pH 值对MLVSS 溶解率的影响如图3 所示.由图3 可以看出，pH 值对MLVSS 溶解率影响很大，pH 值为12 时，溶解率达到最高29.98%，pH 值大于12 时反而降低.影响MLVSS溶解率的原因有:(1)碱性的增强使污泥的导电性能增大，与电极的反应速率也增大;(2)碱性增强，电极的析氧电位降低，电极对OH-氧化生成O2 的速率增加，使电极氧化污泥的速率下降.pH值在8 ～12 阶段，pH 值的增大更有利于电极氧化污泥反应，所以，MLVSS 溶解率不断上升;pH 值大于12 时，碱性增强OH-在阳极氧化，导致MLVSS 溶解率下降.实验得出，最佳电氧化活性污泥的pH 值为12.图3 pH 值对污泥MLVSS 溶解率的影响2.1.3 电解时间对污泥MLVSS 去除率的影响工作电压(6 V)和pH(12)为定值，考察电解时间分别为10、20、30、40、50、60、70、80 min，不同电解时间对污泥MLVSS 溶解率的影响如图4所示.图4 电解时间对MLVSS 溶解率的影响由图4 可知，污泥MLVSS 的溶解率随着电解时间的增加而增大，在前20 min 内去除率增加幅度大于后期.分析其原因主要是，开始时混合液中还原性物质浓度低，电极主要氧化破解活性污泥使MLVSS 溶解率迅速上升.随电解时间的延长，污泥溶胞释放出更多的还原性物质参与了阳极的氧化反应，导致电氧化污泥溶胞速率下降.由图4 还可以看出，后期电解时间的延长对于MLVSS 溶解效果的提升不显著，故最佳的电解时间为60 min.2.2 电解时间对泥水混合液中各水质参数的影响电解活性污泥能破坏微生物的细胞壁和细胞膜，引起细胞内物质释放到液相中，从而使液相中的物质含量发生变化.为进一步考察电氧化对污泥溶胞减量效能的影响，在最优的氧化条件下(工作电压6 V，pH 值12，污泥MLVSS 为4 670 mg·L-1)，考察了不同电解时间泥水混合液中SCOD、NH3-N、TP 的变化.2.2.1 电解时间对SCOD 的影响液相中SCOD 质量浓度的变化主要取决于:(1)氧化溶胞过程释放和部分非溶解性有机物氧化转变使SCOD 数量增加;(2)电解过程的矿化作用使SCOD 数量降低.SCOD 随电解时间的变化曲线如图5 所示.图5 溶出的SCOD 随电解时间的变化由图5 可知，电解时间为60 min 时，混合液中SCOD 的增量达到最大值712.2 mg·L-1，这说明在0 ～60 min 内，电极氧化破解污泥释放SCOD 的速率大于矿化的速率，确定60 min 为最佳电解时间.2.2.2 电解时间对NH3-N 的影响引起氨氮质量浓度变化的原因有:(1)溶胞作用释放氨氮和有机氮向氨氮的转化使氨氮数量增加;(2)电极氧化使氨氮数量减少.氨氮随电解时间的变化曲线如图6 所示.图6 溶出的NH3-N 随电解时间的变化由图6 可知，在电解初期20 min 内氨氮的质量浓度不断下降，20 min 时出现最低值，随后开始上升，在60 min 时，氨氮质量浓度达到最大值.这说明前20 min 电极对氨氮氧化速率大于溶胞释放氨氮的速率;20 min 后溶胞释放氨氮的速率开始大于氧化速率，氨氮质量浓度总体不断上升.60 min后电极对氨氮的氧化速率成为速控速率，可见电解对氨氮的影响很大.2.2.3 电解时间对TP 的影响磷是微生物重要的组成元素之一，在微生物体内主要存在于细胞膜和细胞质内，是所有膜结构中磷脂双分子层的重要组分，在细胞质中各种内含颗粒中也有大量的磷元素.在电氧化破解活性污泥过程中，磷随着微生物细胞的破解而释放出来，因此，TP 的变化与溶胞过程同步，其变化规律如图7 所示.图7 溶出的TP 随电解时间的变化由图7 可知，溶出的TP 的变化趋势与MLVSS溶解率的变化趋势一致.电解60 min 时，TP 的变化幅度最大，但在60 ～80 min 内TP 的增量缓慢，可以说明60 min 是最佳的电解时间.3 结论1)反应器采用同心圆式钛涂釕网状电极，极板间距为1 cm，剩余污泥初始MLVSS 为4 670 mg·L-1.实验得出的最佳电解条件是:工作电压为6 V，pH值为12，在磁力搅拌器下中速搅拌，间歇电解60 min(每次电解10 min，间隔时间5 min)，污泥的表观溶解效率为29.98%，电氧化对污泥的溶胞效应显著.2)电解60 min 时，污泥破解溶出的SCOD 增加到最大值712.2 mg·L-1，TP 增加33 mg·L-1，增速开始变缓;NH3-N质量浓度随电解时间的变化比较复杂，先下降而后上升然后又下降，60 min 时已呈下降趋势.这表明电解60 min 活性污泥的表观溶解效率最高，同时也说明电解对SCOD 和NH3-N的氧化作用很强.参考文献:［1］ICHINARI T，OHTSUBO A，OZAWA T，et al.Wastewater treatment performance and sludge reduction properties of a household wastewater treatment system combined with an aerobic sludge digestion unit［J］.Process Biochemistry，2008，43(7):722-728.［2］WEI Y S，WANG Y W，GUO X S，et al.Sludge reduction potential of the activated sludge process by integrating an oligochaete reactor［J］.Journal of Hazardous Materials，2009，163(1):87-91.［3］MANTEROLA G，URIARTE I，SANCHO L.The effect of operational parameters of the process of sludge ozonation on the solubilisation of 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污泥减量技术的研究及其应用（二）
1.2.物捕⾷ 由于低效的⽣物转换，能量在从低营养级（细菌）向⾼营养级（原⽣动物和后⽣动物）的传递过程中发⽣损失。
因此，理想状况下应该是能量损失总量和⽣物产⽣量最⼩［8］，也就是说，⾷物链越长，能量损失越⼤，那么⽤来合成⽣物体的能量越少。
所以，减少⽣物量的另外⼀个⽅法是根据⽣态原理，在⾷物链中极⼤地促进捕⾷细菌的⽣物体⽣长。
原⽣动物是活性污泥中最常见的细菌捕⾷者，可分为游离型、爬⾏型和附着型三种，约占⽣物体总量的5%，其中70%的原⽣动物是纤⽑⾍（Ciliate）；后⽣动物通常为线⾍和轮⾍。
有⼏个因素影响原⽣动物捕⾷细菌：纤⽑⾍⼤⼩、停留时间（考虑到纤⽑⾍的⽣长速率）、细菌状况（密度、死活）和进⽔的BOD.在常规活性污泥法中，⽣物处理在⼀个曝⽓池中进⾏，由于微⽣物群的复杂性，原⽣动物和后⽣动物的存在抑制了分散细菌的⽣长，但有利于结团细菌或成膜细菌的⽣长（它们不易被捕⾷者掠夺），这意味着在常规活性污泥法中产⽣的⼤部分细菌不能被捕⾷者消灭，从⽽导致污泥产率⾼。
因此，为了克服常规活性污泥法微⽣物的选择压⼒，⽬前最常⽤的是两段法，第⼀阶段为分散细菌阶段，⽬的是促进分散细菌（Dispersed bacteria）的⽣长。
该阶段具有如下操作特点：曝⽓、完全混合、⽣物体不滞留和污泥龄很⼩，它的关键设计参数是⽔⼒停留时间（HRT）等于固体停留时间（SRT），⽔⼒停留时间必须⾜够长以避免冲⾛分散细菌，⼜必须⾜够短以防⽌细菌结团和捕⾷者的⽣长，该阶段的反应器为恒化器（Chemostat）。
第⼆阶段为捕⾷者阶段，⽬的是促进原⽣动物和后⽣动物的⽣长，其特点是污泥龄较长，该阶段的反应器可为活性污泥、⽣物膜或膜⽣物反应器等。
Ratsak等采⽤两段法进⾏了纤⽑⾍（Tetrahymena Pyriformis）捕⾷细菌（Pseudomonas Fluorescens）的⼩试研究，发现其⽣物体产⽣量⽐没有纤⽑⾍捕⾷的减少了12%～43%.Lee和Welander进⾏了类似的研究，第⼆段设计为⽣物膜反应器，原⽣动物和后⽣动物可减少⽣物体产⽣量的60%～80%.采⽤两段法处理5种不同制浆和造纸废⽔，第⼆阶段采⽤活性污泥和⽣物膜反应器（悬浮填料和固定填料），⼩试结果表明，常规活性污泥法的污泥产率为0.2～0.4kgSS/kgCOD，⽽两段法的污泥产率为0.01～0.23kgSS/kgCOD，其中固定填料的⽣物膜反应器污泥产率最低。
生化剩余污泥减量与无害化新技术
23
五、SMR装置运行效果
经SMR不同工艺处理的残渣养分指标
项目 污泥残渣（工艺条件Ⅰ） 污泥残渣（工艺条件Ⅱ）
建设部行业标准（农用泥质） 建设部行业标准（林地用泥） 国家标准（园林绿化用泥） 国家标准（土地改良用泥）
氮磷钾/% 10.2 4.1
≥3 ≥2.5 ≥3 ≥1
有机质/% 40.3 19.2
Ⅰ 98.1 1.99 1.41 71.0 98.4 67.4 95.0
结果
Ⅱ 97.8 2.11 1.47 69.4 97.7 57.0 82.0
污泥经SMR装置处理后，污泥体积、SS和VSS均大幅减
少
20
五、SMR装置运行效果
体积/mL
1000
800
600
400
200
0
0
5
10
15
20
25
30
生化剩余污泥大幅减量 与无害化技术
主要内容
一． 研发背景 二． 生化污泥的基本性质 三． SMR装置技术原理 四． SMR装置技术工艺 五． SMR装置运行效果 六． 经济技术分析 七． 结论
2
一、研发背景
生化剩余污泥产生量大
➢当前我国城市污水实际处理量约600亿m3/a，产生含 水98％的生化剩余污泥约3.6亿m3/a，今后10年剩余 污泥产量仍将以年均15%左右的速度继续增长。
随意处置
➢干化：效果好，但能耗高、投资大、 ＞80%
操作环境恶劣、且污染物无减量
安全处置 ＜20%
➢焚烧：效果好，但投资和运行成本
高，操作复杂，且产生飞灰和二噁
英，烟气处理困难
填埋 60%-65%
➢消化：处理成本较低，但仅能去除
污泥减量新工艺探讨
污泥减量新工艺探讨活性污泥法是目前应用最广泛的污水生物处理工艺，但会产生大量剩余污泥"对普通活性污泥法来说，初沉池产生的污泥量约为污水处理量的0.2%~0.3%(污泥含水率为95%~97%)，二沉池排出的剩余活性污泥量约为污水处理量的1%~2%(污泥含水率为99.4%~99.6%)"从20世纪90年代开始，各种污泥减量化技术得到了迅速发展，目前可能应用于实践的新型污泥减量工艺主要有两段式好氧生物反应器[1]、投加解耦联剂、好氧-沉淀-厌氧工艺、回流污泥溶胞工艺等。
1 投加解耦联剂微生物正常情况下的分解代谢和合成代谢通过腺苷三磷酸(ATP)和腺苷二磷酸(ADP)之间的转化耦联在一起，即分解一定的底物，将有一定比例的生物体合成。
但在特殊情况下，底物被氧化的同时，ATP 不大量合成或者合成以后迅速由其他途径释放，这样细菌在正常分解底物的同时，自身合成速度减慢"投加解耦联剂是实现这种代谢解耦联的方法之一。
解耦联剂通常为脂溶性小分子物质且一般含有酸性基团，其作用机理是通过与H+的结合降低细胞膜对H+的阻力，携带H+跨过细胞膜，使膜两侧的质子浓度梯度降低。
降低后的质子浓度梯度不足以驱动ATP合成酶合成ATP，从而减少了氧化磷酸化作用所合成的量，氧化过程中所产生的能量最终以热的形式被释放掉，从而降低剩余污泥产生量。
Starand等[2]比较了12种解耦联剂，试验结果表明三氯苯酚(TCP)最有效。
在试验开始阶段，投加的传统活性污泥工艺中污泥产率是不投加的50%;但80d后随着反应器内TCP水平的降低，污泥产率增加。
Chen等[3]研究了3，3'，4'，5-四氯水杨酰苯胺(TCS)在活性污泥法中的减量效果。
当TCS投加量为0.8/时污泥产率减少40%，而且没有影响底物的去除效率。
当达到1.2mg/l时，没有影响到大肠杆菌个体大小和细胞分裂，但大肠杆菌的ATP含量和干密度有所减少。
基于生物捕食的污泥减量技术
基于生物捕食的污泥减量技术摘要随着中国污水处理能力的快速提高，污泥量也同步大幅增加。
出于对污泥处理过程中的环境问题和经济效益的逐渐重视，上个世纪末提出了剩余污泥减量化的概念，当今污泥减量化技术已经成为国内外污水及污泥处理方面的研究热点。
通过查找文献并进一步总结，本文针对生物方法中的基于生物捕食原理的三种工艺作出介绍，并分析了其优缺点。
对污泥减量化的发展前景作出展望。
关键词污泥减量；微型动物；两段式生物反应器工艺；淹没式生物膜工艺；蚯蚓生物滤池工艺1、剩余污泥减量化的意义剩余污泥(excess activated sludge)是指活性污泥系统中从二次沉淀池（或沉淀区）排出系统外的活性污泥。
剩余污泥的产生是在生化处理过程中，活性污泥中的微生物不断地消耗着废水中的有机物质。
被消耗的有机物质中，一部分有机物质被氧化以提供微生物生命活动所需的能量，另一部分有机物质则被微生物利用以合成新的细胞质，从而使微生物繁衍生殖，微生物在新陈代谢的同时，又有一部分老的微生物死亡，故产生大量剩余污泥。
而目前对于剩余污泥的处理需要分离、稳定、消化、脱水等步骤，最终处置常采用填埋、填海、农业或建筑业等，处理费用巨大，可占整个污水厂投资及运行费用的25%~65%[1]，已成为城市污水处理厂的沉重负担。
由此可见，活性污泥法作为目前有效的污水处理工艺，虽然成本低廉，运用广泛，但是它会所产生的大量剩余污泥，成为弊端。
例如一个日处理量在30万吨左右的以厌氧好氧为工艺的污水处理厂，每天剩余污泥的产量大概是200~300吨左右含水率为80%的污泥，数量十分惊人，目前随着可用土地的减少以及人类对健康的关注程度的提高，污泥的最终处置越来越难。
因此，在保证污水处理效果的前提下，如何降低单位污泥产量，是污水处理过程中所必须关注的课题[2]。
由此提出污泥减量化，即使污水处理系统向外排放的生物固体量达到最少，本质就是减少生物量，有物理、化学和生物手段。
A+OSA污泥减量工艺物质能量转化及其微生态特性研究
A+OSA污泥减量工艺物质能量转化及其微生态特性研究目前在世界范围内，剩余污泥的处理和处置已成为制约城市污水处理行业发展的一个瓶颈。
如何从根本上突破剩余污泥的技术和管理问题，是目前环保工作者迫切需要解决的难题之一。
剩余污泥源头减量化技术是目前解决剩余污泥问题的重要途径，已经成为该领域研究的热点。
前期研究表明：改进的OSA工艺（A+OSA工艺）能够同时实现营养物的去除及对剩余污泥的源头减量，且发现该工艺低污泥产率是贮泥池和主体反应区（缺氧、好氧池）共同作用的结果。
为了深层次解析该类反应器实现污泥源头减量的机理，本文在考察A+OSA 工艺性能的基础上，分别考察了A+OSA工艺及其参照系统污泥特征、微生物群落结构及其代谢产物变化规律，并研究了好氧/厌氧反复耦合条件下对菌体合成特点及其污泥减量的关系，最后从物质和能量利用角度研究其物质及能量迁移转化特征。
研究发现：与A/O工艺参照相比，A+OSA工艺可减少剩余污泥13%<sup>2</sup>7%，且并没有对系统营养物去除产生明显的影响。
其中，贮泥池水力停留时间（HRT）是影响该工艺污泥减量效果的最重要参数，且系统存在一个最佳HRT，约在5.56h附近。
就A+OSA工艺整体而言，工艺条件不同，各因素贡献率亦不同。
当HRT低于某个值时，主体反应区表现为污泥的低产率，但HRT越长，贮泥池污泥衰减程度越高，而主体反应区污泥产率增长越明显。
且HRT不同，对贮泥池污泥产率影响的主导因素也存在差异，贮泥池HRT越长，污泥衰减对贮泥池污泥减量的贡献越大，低产率微生物的贡献越小。
当HRT为7.14h时，低产率微生物的贡献约为12.59%左右。
显微结果发现：A+OSA工艺活性污泥内部生物空隙更加发达，絮体外围丝状菌较少，有利于污泥沉降性能的提高。
分子生物学研究表明：贮泥池的插入可以明显改变系统微生物的群落结构，且随着贮泥池HRT延长，系统中部分微生物被“淘洗”，微生物丰富度和多样性指数均有所降低。