生活污泥處理與處置技術的研究進展

陳紅霞

(霍州煤電集團,山西 臨汾 041600)

引 言

如今，活性污泥法在污水處理技術中是運用最為普遍的技術，其有利于進一步脫氮、除磷，同時在使用活性污泥法的過程中，污泥的產生量很大，在工藝的過程中，一些污泥回流至曝氣池參加生物反應，就應該從處理污水的構筑物中排出齡期很長的污泥或者剩余的污泥，這些剩余污泥一定要通過適宜的處理處置，讓之減量化、無害化、穩(wěn)定化以及資源化，有利于深層次的處置[1]。通常來說，污泥處理處置運行以及投資的成本很大，最高能夠占到整個污水處理廠的運行以及投資費用的一半以上，于是在能夠實現(xiàn)污泥處理處置目的的過程中，怎樣降低其運行以及投資的成本變成如今污水處理行業(yè)討論的重點問題。

1 傳統(tǒng)的污泥處理處置技術

1.1 傳統(tǒng)的污泥處理技術

1.1.1 好氧與厭氧消化技術

好氧與厭氧消化就是借助厭氧微生物以及好氧微生物對污泥里面的有機成分實施氧化分解的進程，污泥通過好氧消化處理后，其性質十分穩(wěn)定，效果非常好，然而缺陷是好氧消化工藝的維護費用以及運行成本很高，于是在國內的污水處理廠中運用空間已經逐漸縮小[2]。污泥通過厭氧消化以后，性質也比較穩(wěn)定，并且能夠以能源的方式，把處理之后的污泥進行部分的回收利用，所以是資源化的核心體現(xiàn)，但是厭氧消化以后的污泥含水率很高，應該進行深層次的脫水，于是還需要額外投資脫水設備。

1.1.2 濕式氧化法

濕式氧化法是采取化學、物理的方法，是把剩余的污泥放在高壓反應容器中，向容器內不斷通入高壓空氣，讓反應器的壓力達至1 MPa～20 MPa，把空氣中的氧氣當作氧化劑，繼而在大約300 ℃的高溫下實施氧化反應，能夠把液相的有機物質進一步氧化分解成小分子有機物或者水、二氧化碳，氧化反應比較徹底，能夠用來高低濃度的污泥處理，處理效果非常明顯，可因為高壓、高溫反應對設備的要求很高，于是就擴大了運行、投資以及維護的費用。

1.2 傳統(tǒng)的污泥處置措施

1.2.1 衛(wèi)生填埋

衛(wèi)生填埋能夠讓地面環(huán)境與處理后的污泥進一步隔離，而且處置成本非常低，然而污泥的濾液也許會進入地下水層，造成地下水的進一步污染。

1.2.2 焚燒處置

焚燒的進程能夠把污泥轉變成無機物，體積極大地縮小，同時能夠進一步殺滅污泥里面的細菌，然而在焚燒的進程中會形成二惡英以及二氧化硫等氣體，對空氣造成十分嚴重的污染。

1.2.3 海洋傾倒

海洋傾倒就是把處理之后的污泥直接當作垃圾倒進海洋里面，處置費用很低，處置方式較為簡單，可海洋的自凈能力終歸有限，隨著污泥數(shù)量的進一步擴增，造成海洋傾倒進一步影響了海洋的生態(tài)環(huán)境，于是這種處置措施已經不被主張。

1.2.4 土地利用

通過適當?shù)奶幚硪院?，污泥里面會含有很多的營養(yǎng)成分，比如微量元素，可用于林業(yè)以及農業(yè)用地土壤的肥料，進而實現(xiàn)廢物有效利用，但是因為污泥里面也許還同時具有多氯芳烴、放射性元素以及重金屬等很難降解的有害物質，假如進入土壤里面也許就會造成對土壤的進一步污染，從而對林木以及農作物造成一定的污染，于是在利用以及處置污泥土地以前，必須要確保其無害化。

2 新型的污泥處理處置技術

2.1 超聲波處理技術

超聲波在水中形成的效應十分復雜，在部分清洗的行業(yè)已經廣泛使用超聲波技術且獲得了不錯的效果。而實踐進一步證明在污泥處理的過程中使用超聲波技術能夠獲得很好的效果，其功能原理是：在污泥的水相中，中低頻的超聲波能夠形成強大的脈沖，進而制造局部的高壓以及高溫條件，并且同時形成超高速射流，在如此的極限條件下，污泥里面的絲狀菌等有機物以及微生物的結構被破壞，避免出現(xiàn)污泥膨脹，進一步提升污泥的脫水性，通過脫水處理后讓污泥實現(xiàn)無害化、減量化以及穩(wěn)定化的目的[3]。在用超聲波技術對污泥進行處理的時候，能夠按照實際情況對超聲波的超聲時間與聲能密度進行調整，對處理條件進行持續(xù)優(yōu)化，進而達到最好的處理效果。因為超聲波污泥處理技術的能耗非常大，且聲能量的利用效率很低，于是在一定限度上不利于其深層次運用。

2.2 原位減量技術

如上文所述，在處理活性污泥水的進程中會產生很多的污泥，在對這些污泥實施處理處置的進程中會損耗很多的財力與物力，假如可以減少污泥的產量，讓其在污泥水處理工藝的進程中就對污泥實施減量化處理處置，就會進一步減少后續(xù)處理處置的用度[4]。如今十分常用的污泥原位減量技術是借助微生物對污泥開展捕食以及消化，讓水處理反應器內部的食物鏈不斷增長，進而極大地減少污水環(huán)境內能夠用來合成生物體的能量，進一步實現(xiàn)減少污泥產量的目的。

3 研究展望

3.1 物理方法的處理工藝

3.1.1 超聲波聯(lián)合預處理剩余污泥

超聲波法是使用超聲波技術對污泥里面的微生物以及菌膠團的細胞壁進行破壞，沒有細胞壁的保護，細胞體內的有機物更容易被厭氧菌群利用，讓厭氧反應更易開展，提高甲烷產量。通過多次研究，最后發(fā)現(xiàn)超聲處理污泥是15%的時候，能量的效率達到了最大值。

3.1.2 熱處理

熱處理重點是經過對污泥實施加熱處理，讓污泥里面的絮體被破壞，細胞破碎，推進厭氧進程中的有機物水解的過程。一般發(fā)生4個階段：第一，污泥的絮體結構解體；第二，污泥的細胞破碎以及內部的有機物不斷釋放；第三，內部有機物進行水解；第四，美拉德反應。其中的三個階段要求的溫度都非常低，唯有有機物的水解需要很高的溫度。通過研究進一步發(fā)現(xiàn)熱水解的最佳溫度是170 ℃，當反應時間是30 min時，厭氧消化的性能以及系統(tǒng)的去除率會明顯提升，COD的去除率最大能夠提升20.18%，這種措施如今已被運用在剩余污泥的處理當中。

3.2 化學方法的處理工藝

3.2.1 堿預處理

加堿預處理是經過加堿推進污泥里面的纖維成分溶解成有機碳化合物，有機碳化合物極易進行厭氧消化，這樣就有利于開展厭氧反應.一些研究人員對剩余污泥開展實驗，發(fā)現(xiàn)通過加堿預處理后基質的去除率以及產氣量增加了，而且隨著加堿量的不斷增加，基質的去除率以及產氣量也在持續(xù)地增加。加堿量有一個上限，由于不能被生物分解利用的物質并未因為加堿預處理變?yōu)槟軌蛏锓纸獾奈镔|。

3.2.2 臭氧氧化法

臭氧屬于一種非常強的氧化劑，在污泥以及污水處理中普遍運用。它的能量損耗少，具有很強的裂解細胞的技能，可以殺滅活性污泥里面的微生物，從而促進氧化細胞釋放有機質。臭氧氧化法與厭氧消化相結合能夠進一步處理污泥處置的問題[5]。臭氧預處理可以進一步破碎污泥，釋放出很多的細胞質，加快污泥水解，提升污泥的厭氧反應速率。使用臭氧對污泥進行處理以后，發(fā)現(xiàn)與以前的厭氧消化相比，產氣量提高了一倍，同時也提升了內分泌物的去除率，讓其吸附在污泥上。

3.3 生物方法的處理工藝

3.3.1 厭氧流化床技術

厭氧流化床屬于一種特殊的厭氧消化系統(tǒng)。實際上它是一種很有效的生物膜法處理措施。它把活性炭顆粒或者火山巖沙子、顆粒等大表面積的物質作為載體，厭氧微生物以膜的形式結在其他載體或者火山巖的表面，使用流態(tài)化技術，在污水里面呈流化狀態(tài)，污水里面的有機物和微生物進行接觸，進一步吸附以及分解有機物，進而實現(xiàn)處理的目的。

3.3.2 膜生物反應器

借助膜生物反應器對污泥與廢水進行處理是近幾年流行起來的一種處理技術。膜生物反應器具有較高的截留率，并且把濃縮液回流至生物反應器內，這樣使反應器中擁有了很低的污泥負荷以及較高的微生物濃度，并且具有較長的污泥停滯時間，進一步降解了很多的有機物。

4 結語

總而言之，污泥的處理處置技術正處于持續(xù)發(fā)展的進程中，針對污泥的處置與處理，共包含兩種方式，第一，對系統(tǒng)形成的污泥實施末端處理，讓其實現(xiàn)無害化、減量化、資源化以及穩(wěn)定化等目的，第二，在污水處理的原位實施減量的措施，處理污泥的源頭問題，降低污泥的排放量，于是，把這兩種污泥的處理處置的方式結合起來使用，首先降低污泥的產生量，余下的少許污泥可實施末端處理，可獲得很好的效果，應該是污泥處理處置技術未來發(fā)展的一個方向。