污水处理厂污泥减量化

摘要：对剩余污泥的处理在污水处理中占用昂贵的费用，基于经济环境和其它因素的考虑，如何解决剩余污泥的问题正是我们面临的挑战。由于环境结和相关法律的要求不断增加，那么对剩余污泥处理方安的选择就越来越严格，而减少污泥总量又是迫切的目标，本文着重介绍了有关剩余污泥减量化的主要方法：解耦联，隐性生长，扑食细菌，热处理，臭氧法，OSA法等等。合适的物质环境和运行工艺将减少剩余污泥产量，但是，不管选用哪种方法他都将对微生物群产生一定影响，而且还会增加处理后的水含氮浓度。

关键词：污泥减量污水处理活性污泥法

Abstract —— Excess biomass produced during the biological treatment of wastewaters requires costly disposal. Excess sludge treatment and disposal currently represents a rising challenge for wastewater treatment plants due to economic, environmental and regulation factors. As environmental and legislative constraints increase, thus limiting disposal options, there is considerable impetus for reducing the amount of biomass produced. This paper reviews current strategies for reducing sludge production based on these mechanisms: uncoupling metabolism, lysiscryptic growth, predation on bacteria, thermal treatment, activated sludge ozonation process, anoxic-settling-anaerobic (OSA),and so on.. Suitable engineering of the physical conditions and strategic process operation may result in environments in which biomass production may be reduced. But employing any strategy for reducing sludge production may have an impact on microbial community in biological wastewater treatment processes and reduced biomass production may result in an increased nitrogen concentration in the effluent.

Key word: sludge reduction, waste water treatment, activated sludge tereatment.

1 前言

目前世界上80％以上的污水处理厂应用的是活性污泥法处理污水，它最大的弊端就是处理污水的同时产生惊人的大量剩余污泥。污泥中的固体有的是截留下来的悬浮物质,有的是由生物处理系统排出的生物污泥,有的则是因投加药剂而形成的化学泥，污水处理厂产生的污泥量约为处理水体积的0.15 % —1 %左右。污泥的处理和处置,就是要通过适当的技术措施,使污泥得到再利用或以某种不损害环境的形式重新返回到自然环境中。这些污泥一般富含有机物、病菌等,若不加处理随意堆放,将对周围环境产生新的污染。

对这些污泥处理方法主要有：农用、填海、焚烧、埋地。但这些方法都无一例外地存在弊端。如污泥中重金属的含量通常超过农用污泥重金属最高限量的规定。此外,污泥中还含有病原体、寄生虫卵等, 如农业利用不当,将对人类的健康造成严重的危害。填埋处置容易对地下水造成污染,同时大量占用土地。焚烧处置虽可使污泥体积大幅减小,且可灭菌,但焚烧设备的投资和运行费用都比较大。投放远洋虽可在短期内避免海岸线及近海受到污染,但其长期危害可能非常严重,因此,已被界上大多数国家所禁用。

一般每去除1kg的就产生15~100L 活性污泥，这些污泥含水率达到95％以上，剩余污泥处理的成本高昂,约占污水

厂运行费用的。

欧洲国家每年用于处理剩余污泥的费用就高达28亿人民币。显而易见，任何有利于减少剩余污泥的措施都将带来巨大的经济效益。

2 污泥减量化的理论基础

2.1 维持代谢和内源代谢

1965 年Pirt 把微生物用于维持其生活功能的这部分能量称为维持代谢能量,一般认为,维持代谢包括细胞物质的周转、活性运输、运动等,这部分基质消

耗不用来合成新的细胞物质,因此,污泥的产量和维持代谢的活性呈负相关

。Herbert 在1956 年提出,维持能量可通过内源代谢来提供,部分细胞被氧化而产生维持能量。从环境工程角度看,内源呼吸通常指生物量的自我消化,在连续培养生长时可同时发生内源代谢。内源代谢的主要优势在于进入的基质最终被呼吸成为二氧化碳和水,使生物量下降

。因此,在废水处理工艺中,内源呼吸的控制比微生物生长控制和基质去除控制更为重要。

2.2 解偶联代谢

代谢是生物化学转化的总称,分为分解代谢和合成代谢。微生物学家认为,细胞产量和分解代谢产生的能量直接相关,但在某些条件下,如存在质子载体、重金

属、异常温度和好氧—厌氧交替循环时,呼吸超过了ATP 产量,即分解代谢和合

成代谢解偶联,此时微生物能过量消耗底物,底物的消耗速率很高。Cook 和Russell

报道,在完全停止生长时细菌利用能源的速率比对数生长期的高三分之一,这表明细胞能通过消耗膜电势、ATP 水解和无效循环处置其胞内能量。在解偶联条件下,大部分底物被氧化为二氧化碳,产生的能量用于驱动无效循环,但对底物的去除率不会产生重大影响