污泥生物处理技术详解
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污泥生物处理技术
目录 CONTENTS Part1 背景 Part2 原理 Part3 应用 Part4 进展与展望
1.背景
1.1 活性污泥法是一种被广泛采用的高效的污水处理技术，但 是随着城市污水排放量的不断增加，它的弊端也日益明显---剩余 污泥产量大
含有有害化学物 质
1.2 剩余污泥特点
大量的细菌病菌寄生虫等微型生物
魏源送等将蠕虫接种到活性污泥中试系统中,显著降低了污泥 产率而且明显提高了污泥的沉降性能。
3.2两段式污泥减量工艺
第一阶段：完全混合反应器。 特点：HRT=SRT， 既要避免冲
击分散细菌, 又要防止细菌结团 和捕食细菌的生长。 第二阶段：捕食阶段（cas，mbr） 特点：污泥停留时间较长，保持 一定量的原，后生动物。
➢ 含油污泥颗粒细小，呈絮凝体状，含水量高，体积庞大，因此不易 实现油-水-泥的三相分离。
污泥比阻是表示污泥过滤特性的综合性指标，它的物理意义 是：单位质量的污泥在一定压力下过滤时在单位过滤面积上的 阻力.求此值的作用是比较不同的污泥（或同一污泥加入不同 量的混合剂后）的过滤性能。污泥比阻愈大，过滤性能愈差。
生物法污泥减量技术
直接投加微型动物
两段式污泥减量工艺
蚯蚓生物滤池
3.1直接投加微型动物
定义？
指向活性污泥系统的曝气池中直接接种微型生物,或在系 统中添加载体后再接种微型动物。
减量机理？
通过投加一些微型生物能够增加活性污泥系统中的种类， 延长了食物链，能量从低营养级向高营养级传递并有一 部分散失从而减少污泥量（类似十分之一定律）。
地耕法
含油污泥生物处理技术
堆肥法 生物泥浆反应器法
生物浮选法
3.4地耕法
定义：露天在地表铺放含油污泥,定期翻耕、浇水、施肥,利用
土壤微生物降解污泥中的油。常用于处理油污土壤, 也可用于 处理含油污泥。
Lee等用生物膜作为第二阶段的捕食反应器处理人工合成污水 , 获得的污泥产量为0.05~0.17gSS/gCOD，比用传统方法减少 约 30%~50%。
3.3蚯蚓生物滤池
什么是蚯蚓生物滤池？
蚯蚓生物滤池是在普通生物滤池改进的基础上向系统中引入蚯 蚓，通过其较强的捕食细菌和有机物以及提高滤料通透性( 透 水, 通气) 的能力达到污泥减量以及更有效的处理污水的目的。
含有重金属
1.3 传统污泥处理方式主要有焚烧，填埋，土地利用等，但是 这些方法都有各自的弊端。
生物法是实现污泥减量化的一种比较清洁，高效的处理方法， 已被国内外学者广泛关注。
2.1 石油的大量开采，运输、炼制及含油污水处理过程中 会产生大量的含油固体废物---含油污泥。
2.2 含油污泥的成分非常复杂, 主要是石油烃、沉积物、 重金属和水的复杂混合物, 对周围环境和人类健康产生危 害, 且处理难度大。
为什么选择蚯蚓这个生物？
蚯蚓具有惊人的吞噬能力，且其消 化道能分泌蛋白酶，脂肪酶，纤维 素酶等多种酶类，对绝大多数有机 废弃物具有较强的分解作用。
构造？
1）三层处理结构 2）一层为无定型的
有机材料供蚯蚓生存 分解有机物 3）二层为也是有机 材料作用是补充有机 质的消耗 4）三层由大小不等的 碎石组成，作用是承托与排水
2.4含油污泥处理方法可分为物理，化学，生物三大类。
填埋法，固化填埋法： 化学破乳法： 高温处理工艺：
操作简便，但污染环境 过程复杂，成本较高 污染少，回收烃类物质
微波处理工艺：
效率高，实现油水渣三相分离
溶剂萃取处理工艺：
工艺简单，溶剂可循环使用
环境污染小 生物法的优点 运行费用相对较低
张绍园等采用两段淹没式膜生物反应器(第一阶段为污染物转 化池，第二阶段为污泥降解池)处理城市污水，试验表明，当 系统容积负荷为2～5 kgCOD/(kgSS·L) 、蠕虫数量升至2 600～3800条/mL时，污泥产率为0.1～0.15kgSS/kgCOD，系 统对COD和氨氮的去除率分别为97.3%和99.5%。
处理效果好
生物处理法也有其不足之处, 一方面处理周期相对较长, 有些 技术受自然条件的限制较大; 另一方面, 从资源角度讲, 并没有 将含油污泥中的石油资源有效利用。
2.原理
利用微生物捕食 污泥中的细菌来 降低剩余污泥产
率
微生物利用石油 烃类作为碳源进 行同化降解, 使其
最终完全矿化
3.应用
“十分之一定律”：生物量从绿色植物向食草动物、食肉动 物等按食物链的顺序在不同营养级上转移时，有稳定的数量级 比例关系，通常后一级生物量只等于或者小于前一级生物量的 1/10。而其余9/10由于呼吸，排泄，消费者采食时的选择性等 被消耗掉。
liang等研究了在CAS工艺中接种红斑瓢体虫的污泥减量效果, 结果表明,由红斑瓢体虫引起的相对污泥减少量大约为39%～ 65%。
优点： 1）构造简单，建造和运行费用低 2）无二次污染 3）污泥减量，污泥处理效果高
少量增殖的蚯蚓可作为农牧业饲料, 蚯蚓粪可作为微生物的食 料或高效农肥和土壤改良剂。
蚯蚓生物滤池与普通活性污泥法初沉污泥 /mg/L
-
普通活性污泥法 100-120
剩余污泥产率 /mg/L
0-2
40-60
污泥总产率 /mg/L
0-2
140-180
同济大学的杨健、吴敏等针对蚯蚓生物滤池污泥产率和污泥稳 定性进行了大量的实验，发现，由于蚯蚓和微生物的协同作用 实现污泥的减量化，污泥减量率在40%左右，最高可达 48.20%。
上海交通大学和上海师范大学对蚯蚓生物滤池处理城市污水进 行了试验研究。试验结果显示,正常情况下,蚯蚓生物滤池处理 污水效果较好,COD、BOD、SS、氨氮等各项指标均能达到国 家污水综合排放二级标准,且优于普通活性污泥法。
2.3含油污泥性质？
➢ 污泥中一般含油率在 10%～50%, 含水率在 40%～90%, 含有大量的 苯系物、酚类、等有有毒物质, 成分复杂, 属于多相体系, 一般由水包 油(O/W)、油包水 (W/O)以及悬浮固体组成, 黏度较大, 固相难以彻底 沉降。
➢ 含油污泥的污泥比阻比一般污泥大40倍，其可压缩系数大20倍，属 难过滤性污泥。
目录 CONTENTS Part1 背景 Part2 原理 Part3 应用 Part4 进展与展望
1.背景
1.1 活性污泥法是一种被广泛采用的高效的污水处理技术，但 是随着城市污水排放量的不断增加，它的弊端也日益明显---剩余 污泥产量大
含有有害化学物 质
1.2 剩余污泥特点
大量的细菌病菌寄生虫等微型生物
魏源送等将蠕虫接种到活性污泥中试系统中,显著降低了污泥 产率而且明显提高了污泥的沉降性能。
3.2两段式污泥减量工艺
第一阶段：完全混合反应器。 特点：HRT=SRT， 既要避免冲
击分散细菌, 又要防止细菌结团 和捕食细菌的生长。 第二阶段：捕食阶段（cas，mbr） 特点：污泥停留时间较长，保持 一定量的原，后生动物。
➢ 含油污泥颗粒细小，呈絮凝体状，含水量高，体积庞大，因此不易 实现油-水-泥的三相分离。
污泥比阻是表示污泥过滤特性的综合性指标，它的物理意义 是：单位质量的污泥在一定压力下过滤时在单位过滤面积上的 阻力.求此值的作用是比较不同的污泥（或同一污泥加入不同 量的混合剂后）的过滤性能。污泥比阻愈大，过滤性能愈差。
生物法污泥减量技术
直接投加微型动物
两段式污泥减量工艺
蚯蚓生物滤池
3.1直接投加微型动物
定义？
指向活性污泥系统的曝气池中直接接种微型生物,或在系 统中添加载体后再接种微型动物。
减量机理？
通过投加一些微型生物能够增加活性污泥系统中的种类， 延长了食物链，能量从低营养级向高营养级传递并有一 部分散失从而减少污泥量（类似十分之一定律）。
地耕法
含油污泥生物处理技术
堆肥法 生物泥浆反应器法
生物浮选法
3.4地耕法
定义：露天在地表铺放含油污泥,定期翻耕、浇水、施肥,利用
土壤微生物降解污泥中的油。常用于处理油污土壤, 也可用于 处理含油污泥。
Lee等用生物膜作为第二阶段的捕食反应器处理人工合成污水 , 获得的污泥产量为0.05~0.17gSS/gCOD，比用传统方法减少 约 30%~50%。
3.3蚯蚓生物滤池
什么是蚯蚓生物滤池？
蚯蚓生物滤池是在普通生物滤池改进的基础上向系统中引入蚯 蚓，通过其较强的捕食细菌和有机物以及提高滤料通透性( 透 水, 通气) 的能力达到污泥减量以及更有效的处理污水的目的。
含有重金属
1.3 传统污泥处理方式主要有焚烧，填埋，土地利用等，但是 这些方法都有各自的弊端。
生物法是实现污泥减量化的一种比较清洁，高效的处理方法， 已被国内外学者广泛关注。
2.1 石油的大量开采，运输、炼制及含油污水处理过程中 会产生大量的含油固体废物---含油污泥。
2.2 含油污泥的成分非常复杂, 主要是石油烃、沉积物、 重金属和水的复杂混合物, 对周围环境和人类健康产生危 害, 且处理难度大。
为什么选择蚯蚓这个生物？
蚯蚓具有惊人的吞噬能力，且其消 化道能分泌蛋白酶，脂肪酶，纤维 素酶等多种酶类，对绝大多数有机 废弃物具有较强的分解作用。
构造？
1）三层处理结构 2）一层为无定型的
有机材料供蚯蚓生存 分解有机物 3）二层为也是有机 材料作用是补充有机 质的消耗 4）三层由大小不等的 碎石组成，作用是承托与排水
2.4含油污泥处理方法可分为物理，化学，生物三大类。
填埋法，固化填埋法： 化学破乳法： 高温处理工艺：
操作简便，但污染环境 过程复杂，成本较高 污染少，回收烃类物质
微波处理工艺：
效率高，实现油水渣三相分离
溶剂萃取处理工艺：
工艺简单，溶剂可循环使用
环境污染小 生物法的优点 运行费用相对较低
张绍园等采用两段淹没式膜生物反应器(第一阶段为污染物转 化池，第二阶段为污泥降解池)处理城市污水，试验表明，当 系统容积负荷为2～5 kgCOD/(kgSS·L) 、蠕虫数量升至2 600～3800条/mL时，污泥产率为0.1～0.15kgSS/kgCOD，系 统对COD和氨氮的去除率分别为97.3%和99.5%。
处理效果好
生物处理法也有其不足之处, 一方面处理周期相对较长, 有些 技术受自然条件的限制较大; 另一方面, 从资源角度讲, 并没有 将含油污泥中的石油资源有效利用。
2.原理
利用微生物捕食 污泥中的细菌来 降低剩余污泥产
率
微生物利用石油 烃类作为碳源进 行同化降解, 使其
最终完全矿化
3.应用
“十分之一定律”：生物量从绿色植物向食草动物、食肉动 物等按食物链的顺序在不同营养级上转移时，有稳定的数量级 比例关系，通常后一级生物量只等于或者小于前一级生物量的 1/10。而其余9/10由于呼吸，排泄，消费者采食时的选择性等 被消耗掉。
liang等研究了在CAS工艺中接种红斑瓢体虫的污泥减量效果, 结果表明,由红斑瓢体虫引起的相对污泥减少量大约为39%～ 65%。
优点： 1）构造简单，建造和运行费用低 2）无二次污染 3）污泥减量，污泥处理效果高
少量增殖的蚯蚓可作为农牧业饲料, 蚯蚓粪可作为微生物的食 料或高效农肥和土壤改良剂。
蚯蚓生物滤池与普通活性污泥法初沉污泥 /mg/L
-
普通活性污泥法 100-120
剩余污泥产率 /mg/L
0-2
40-60
污泥总产率 /mg/L
0-2
140-180
同济大学的杨健、吴敏等针对蚯蚓生物滤池污泥产率和污泥稳 定性进行了大量的实验，发现，由于蚯蚓和微生物的协同作用 实现污泥的减量化，污泥减量率在40%左右，最高可达 48.20%。
上海交通大学和上海师范大学对蚯蚓生物滤池处理城市污水进 行了试验研究。试验结果显示,正常情况下,蚯蚓生物滤池处理 污水效果较好,COD、BOD、SS、氨氮等各项指标均能达到国 家污水综合排放二级标准,且优于普通活性污泥法。
2.3含油污泥性质？
➢ 污泥中一般含油率在 10%～50%, 含水率在 40%～90%, 含有大量的 苯系物、酚类、等有有毒物质, 成分复杂, 属于多相体系, 一般由水包 油(O/W)、油包水 (W/O)以及悬浮固体组成, 黏度较大, 固相难以彻底 沉降。
➢ 含油污泥的污泥比阻比一般污泥大40倍，其可压缩系数大20倍，属 难过滤性污泥。