這四大污泥減量技術(shù)將成為趨勢！

常規(guī)處理剩余污泥的方法是先通過濃縮脫水處理，再經(jīng)過焚燒、衛(wèi)生填埋和土地利用等方式對(duì)其進(jìn)行最終處置。但傳統(tǒng)處置方式所需要的資金投入量過高，導(dǎo)致污水處理廠難堪重負(fù)。

由于剩余污泥中含有有害化學(xué)物質(zhì)、細(xì)菌、微生物、寄生蟲及重金屬等，處理不當(dāng)會(huì)造成嚴(yán)重后果。所以無論是衛(wèi)生填埋還是焚燒，都會(huì)遇到選址困難等問題，同時(shí)還存在二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。

污泥減量技術(shù)是解決城市污水剩余污泥問題的重要途徑之一。

基于解偶聯(lián)的污泥減量技術(shù)

化學(xué)解偶聯(lián)劑主要是使細(xì)胞膜對(duì) H⁺ 的阻力降低，細(xì)胞膜內(nèi)外質(zhì)子濃度降低，進(jìn)而使得細(xì)胞的ATP 合成效率下降，所生成的能量大部分用于產(chǎn)熱，不能有效的使細(xì)胞完成合成代謝過程，通過此方式使污泥產(chǎn)量降低?；瘜W(xué)解偶聯(lián)法應(yīng)用方便操作簡單，便于應(yīng)用，只要在原有的工藝上配置加藥裝置即可 。

主要的化學(xué)解偶聯(lián)劑 有 ：2,4- 二 硝 基 苯 酚（DNP）、3,3',4',5- 四氯水楊酰苯胺（TCS）、2,4,5- 三氯苯酚 （TCP）、五氯苯酚 （PCP）、對(duì)硝基苯酚（pNP）、甲酚和氨基酸等。
化學(xué)解偶聯(lián)法污泥減量技術(shù)優(yōu)勢明顯，方便使用，但也存在著一些不足，如解偶聯(lián)劑的長期使用會(huì)使微生物產(chǎn)生馴化作用，失去解偶聯(lián)作用。一些解偶聯(lián)劑難于降解且含有毒性，加入后導(dǎo)致 COD 上升，并且解偶聯(lián)劑經(jīng)濟(jì)成本較高，因此，此技術(shù)在實(shí)際應(yīng)有上有一定局限性。

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在高 S0/X0（化學(xué)需氧量 /生物量）值情況下，微生物在分解有機(jī)物時(shí)產(chǎn)生的 ATP 速率大于合成時(shí)消耗 ATP 的速率，引起兩者的解偶聯(lián)。目前對(duì)于此條件下的污泥減量機(jī)理有如下解釋：

1、在 S0/X0值高的情況下，跨膜電位降低，合成能量利用率下降；

2、高 S0/X0 條件下，微生物改變了原有的代謝途徑，發(fā)生了代謝解偶聯(lián)，合成代謝能力降低。雖然對(duì)高S0/X0 條件下的研究較為深入，但此項(xiàng)技術(shù)要求 S0/X0 值大于 8 的時(shí)候才能實(shí)現(xiàn)解偶聯(lián)，而實(shí)際污水廠中S0/X0 值一般為 0.01～0.13，因此高 S0/X0 條件下的解偶聯(lián)尚不能應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。

3、好氧 - 沉淀 - 厭氧工藝（OSA 工藝）

好氧 - 沉淀 - 厭氧（OSA）工藝是在常規(guī)活性污泥（CAS）工藝的污泥回流過程中設(shè)置一段厭氧處理設(shè)施，使微生物在好氧條件下合成的 ATP 在底物匱乏的厭氧環(huán)境下只能優(yōu)先用于生命維持，幾乎沒有多余能量用于生物生長；當(dāng)污泥再次回流到底物充足的好氧池中，微生物會(huì)開始大量的對(duì)有機(jī)底物進(jìn)行氧化分解，所生成的能量不會(huì)立刻進(jìn)行細(xì)胞物質(zhì)的合成，而是優(yōu)先用于合成 ATP 儲(chǔ)備，此過程有效地降低了污泥的增長速率。

OSA 工藝見圖1

與傳統(tǒng)活性污泥（CAS）工藝對(duì)比，此工藝污泥產(chǎn)率降低了 20%～65%。此工藝在提高 COD和總 P 去除率的同時(shí)，有效地降低了污泥產(chǎn)生量，同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)了污泥沉降效果。

OSA 工藝與其他減量技術(shù)相比優(yōu)勢明顯，從工藝改造的方面看，只需在原有工藝的污泥回流過程中插入?yún)捬醭丶纯桑奖愎芾?，且運(yùn)行成本進(jìn)一步較低。此外，OSA 工藝具有污泥產(chǎn)量低、無二次污染等特點(diǎn)。

基于隱性生長的污泥減量技術(shù)

隱性生長是指微生物利用細(xì)胞溶解后所釋放的產(chǎn)物進(jìn)行生長的方式。隱性生長過程需要完成 2 個(gè)步驟，首先運(yùn)用相應(yīng)手段作用于污泥實(shí)現(xiàn)溶胞過程，然后將處理后的污泥回流到生物反應(yīng)器當(dāng)中促進(jìn)微生物隱性生長。最終導(dǎo)致污泥產(chǎn)率降低，有效緩解剩余污泥處理問題。此類技術(shù)達(dá)到預(yù)期效果的關(guān)鍵點(diǎn)是溶胞過程，目前效果較好的溶胞技術(shù)主要有臭氧氧化法、超聲波法等。

臭氧是極活潑的氧化劑，溶于水后的臭氧氧化能力更強(qiáng)，臭氧對(duì)水中的化合物可以產(chǎn)生直接或間接的氧化作用，2種反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。在臭氧化的環(huán)境中，微生物的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜首先受損而導(dǎo)致細(xì)胞新陳代謝受阻，臭氧進(jìn)而穿透細(xì)胞膜，影響細(xì)胞通透性，最終細(xì)胞溶解、死亡。同時(shí)，污泥中不易水解的大分子類物質(zhì)被臭氧氧化分解成可被微生物降解的可溶性的小分子物質(zhì)。污泥經(jīng)過臭氧處理后回流到曝氣池中，為微生物代謝分解，從而降低了污泥產(chǎn)量。

在臭氧溶胞過程的同時(shí)，臭氧直接將 1/3 左右的污泥氧化成 CO₂、NO₃^-、H₂O 等無機(jī)物，進(jìn)而提高污泥減量效果。

臭氧處理法效果顯著，甚至能實(shí)現(xiàn)污泥零排放。日本的某一生活污水處理廠應(yīng)用臭氧氧化技術(shù)處理污泥，通過近 1 年生產(chǎn)運(yùn)行，幾乎無剩余污泥產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)真正意義的污泥“零排放”。

污泥的原始濃度和臭氧濃度都對(duì)污泥的減量產(chǎn)生影響，隨著臭氧濃度的增加，污泥去除率逐漸升高并最終達(dá)到平穩(wěn)，不再升高。臭氧氧化污泥減量法效果優(yōu)越，有良好的開發(fā)前景。但也存在著臭氧生產(chǎn)投資相對(duì)較大、能耗大等缺點(diǎn)。目前國內(nèi)外臭氧氧化法在應(yīng)用方面尚處于起步階段，降低生產(chǎn)臭氧的能耗、臭氧投加量和提高水臭氧溶解度等是未來重點(diǎn)發(fā)展方向。

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一定頻率的超聲波通過液體傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生空化作用，空化過程是空化泡的產(chǎn)生、運(yùn)動(dòng)和破滅的過程?？栈瘹馀萜茰缢查g，周圍空間產(chǎn)生 5000K高溫、50 MPa 高壓并且產(chǎn)生很高的剪切力，從而破壞污泥絮體，溶解細(xì)胞并釋放出胞內(nèi)物質(zhì)。目前此項(xiàng)技術(shù)的研究重點(diǎn)是超聲波促進(jìn)污泥減量的影響因素，提高污泥活性脫水性，以及強(qiáng)化好氧、厭氧消化效果。

超聲波污泥減量處理技術(shù)在應(yīng)用方面歐美國家起步較早，該技術(shù)在上世紀(jì) 90 年代就被德國和英國的很多大型的污水處理廠安裝并使用，在應(yīng)用方面較為成熟。在國內(nèi)，雖然近幾年在此技術(shù)上有大量的研究，但在應(yīng)用領(lǐng)域尚處于起步階段。大量的研究無法與實(shí)踐相結(jié)合，研究全面但不夠深入，如在作用機(jī)理的研究深度方面上與國外差距較大。

基于微型動(dòng)物捕食作用的污泥減量技術(shù)

生活污水或者有機(jī)廢水的生物處理過程相當(dāng)于一個(gè)人工構(gòu)建的小型生態(tài)系統(tǒng)。除了細(xì)菌等微生物外，許多微型生物也存在于活性污泥中，如原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等。其中，原生動(dòng)物和后生動(dòng)物在該生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的最頂端，靠吞食微小生物為生，主要以細(xì)菌為主。能量從食物鏈底端進(jìn)行傳遞，生態(tài)系統(tǒng)食物鏈越長，能量損失就越大，進(jìn)而污泥產(chǎn)生量就越少。因此，通過這個(gè)原理就可以達(dá)到污泥減量的目的。

微型動(dòng)物捕食污泥減量工藝不僅具有運(yùn)行費(fèi)用低，能耗少，而且?guī)缀醪划a(chǎn)生副產(chǎn)品和無二次污染等特點(diǎn)，因此該工藝是綠色污泥減量技術(shù)的典型代表。但微型動(dòng)物捕食污泥減量工藝對(duì)污水中總氮和總磷的去除效率不佳，因此同步脫氮除磷及污泥減量聯(lián)合技術(shù)是一個(gè)重要的研究發(fā)展方向。另外，該工藝在污泥減量過程中效率穩(wěn)定性方面還有待進(jìn)一步研究。

污泥減量技術(shù)發(fā)展趨勢

綜合以上幾種技術(shù)，投加化學(xué)解偶聯(lián)劑方法相對(duì)成熟且效果較好，但也存在明顯的缺點(diǎn)。OSA 工藝應(yīng)用成本較低，工藝簡單，耗能低，無二次污染，適合大型生產(chǎn)，其作用機(jī)理有待進(jìn)一步明確。

高 S0/X0條件下的解偶聯(lián)，要求條件苛刻，適合處理特殊廢水，不適合推廣使用。未來發(fā)展趨勢來看，基于隱性生長污泥減量技術(shù)潛力巨大，臭氧、超聲波技術(shù)處理效果顯著，但在應(yīng)用方面依然面臨諸多難題，如生產(chǎn)臭氧能耗高，影響因素難以控制等。

因此應(yīng)將研究重點(diǎn)放在多種污泥減量化技術(shù)和不同手段聯(lián)合的方向上，不同污泥減量化技術(shù)有機(jī)組合，形成優(yōu)勢互補(bǔ)，充分發(fā)揮各自技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的最優(yōu)化。