污泥處理的目的范文

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關(guān)鍵詞：市政污泥 下水道掏挖污泥 干化焚燒

一、引言

近年來，隨著國家經(jīng)濟和社會的發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴重，人們已經(jīng)認識到樹立科學(xué)發(fā)展觀的重要性，人與自然必須協(xié)調(diào)發(fā)展。作為水環(huán)境治理的重要組成部份——城市污水處理得到政府和社會各界的高度重視，新的污水廠不斷建設(shè)，污水處理率大幅提高。目前，我市已建成了六大排水系統(tǒng)（紀莊子、咸陽路、北倉、雙林、趙沽里、張貴莊等排水系統(tǒng)）擔(dān)負著天津市中心市區(qū)污水排放的重任。而市政污泥作為城市排水系統(tǒng)的副產(chǎn)品，它容量大、不穩(wěn)定、易腐敗、有惡臭，如不加以妥善處理和處置，將造成堆放和排放區(qū)周圍環(huán)境的二次污染，更有甚者，將其任意施與農(nóng)業(yè)，導(dǎo)致農(nóng)作物污染土地受到不可逆轉(zhuǎn)的中毒危害，一直以來未得到足夠重視，其最終處置問題已突現(xiàn)出來。在我市中心市區(qū)，污泥能否得到及時而適當?shù)奶幚砼c處置，已成為影響污水處理廠正常運行、是否從根本上產(chǎn)生環(huán)境效益的重要因素。因此，全面了解污泥處理處置技術(shù)及市政污泥處理處置的現(xiàn)狀與問題，力求提出適合的對策，是近期污泥處置工作的重點。

二、背景

天津市區(qū)污水廠污泥處理處置的現(xiàn)狀及存在的問題

1. 現(xiàn)狀

天津市現(xiàn)有六大排污系統(tǒng)，中心市區(qū)年排污泥量近40多萬立方米，每一。排污系統(tǒng)擬各建處理廠一座，現(xiàn)已建成并投入生產(chǎn)的城市污水處理廠為2座，其他處理廠正在興建之中。

總體來說，天津市污泥來源包括三個方面：

（1）污水廠的脫水污泥（包括紀莊子污水處理廠（330 m3/d）、東郊污水處理廠（300 m3/d）及新建的咸陽路污水廠（320 m3/d）和北倉污水廠（64 m3/d），這4座污水處理廠均采用二級生化處理、污泥中溫消化工藝 ，污泥最終處置方法均為外運堆存，4座污水處理廠日產(chǎn)污泥總量為1014 m3（含水率75%）。

（2）天津市全市下水道的掏挖污泥每天約200立方米（含水率75%）；

（3）河道污泥。

2.目前存在的問題

天津市市政污泥 （每天約200噸濕污泥）處置問題多年來一直未能得到解決，目前存在的問題主要有以下幾個方面：

1.天津市城市污水廠污泥現(xiàn)采用簡單的濃縮、脫水技術(shù)處理，均沒有進行減量化、無害化和穩(wěn)定化處理，這顯然不符合國家關(guān)于污泥處理處置的戰(zhàn)略思想，也與天津這個大都市的環(huán)境政策不符，因此結(jié)合現(xiàn)狀對污泥進行“三化”處理已成為各污水廠面臨的主要問題；

2. 近年來，郊縣農(nóng)民更加習(xí)慣于施用化學(xué)肥料，致使污泥出路越來越不暢；

3.中心城區(qū)下水道污泥均由各市政單位（污水廠、市屬排水所、區(qū)屬排水所）分別處置，且又受到地理等條件限制造成污泥分散堆放，污水處理廠污泥和管道污泥的處理與處置沒有形成統(tǒng)一的規(guī)劃；

4.各排水所污泥堆放點大多無固定場地，隨機傾倒現(xiàn)象較為嚴重；無正式協(xié)議，屬自行亂堆亂放；

5.目前污泥只通過各種渠道遠運至城郊荒地傾倒，每年僅場地補償費用支出約100萬元，同時污泥堆放點的污泥均為露天存放，傾倒地點未做任何衛(wèi)生處理，其中部分污泥存放點周圍有大片居民區(qū)，污泥堆放對居民生活造成一定的影響。污泥也給城郊的原生環(huán)境和次生環(huán)境帶來了嚴重的二次污染。近年來，連可供污泥傾倒的場地也日趨緊張起來。

6.儲泥點遠離城區(qū)，大多分布在外環(huán)線以外、城市遠郊區(qū)附近，使得污泥運輸費用較高，再加之沿途泄露，給城市景觀造成了損害。

三、市政污泥處理的主要目的及處置方式的研究

1.污泥處理的目的

如前所訴，天津市城市污水廠污泥現(xiàn)采用簡單的濃縮、脫水技術(shù)處理，均沒有進行減量化、無害化和穩(wěn)定化的處理。由此可以看出污泥處理的主要目的：一是穩(wěn)定化，通過處理使污泥停止降解，使污泥穩(wěn)定化，從而避免二次污染；二是無害化，殺滅寄生蟲卵和病原微生物；三是減量化，減少污泥最終處置的體積，降低污泥處理及最終處置費用；四是資源化和最終處置，在處理污泥的同時實現(xiàn)化害為利、循環(huán)利用、保護環(huán)境的目的。

這一目的可以通過對污泥的處理與處置來實現(xiàn)的。目前，國內(nèi)外污泥處理與處置的方法很多，一般采用濃縮、消化、脫水、干化、有效利用(主要為農(nóng)用)、填埋及焚燒等不同的處理、處置方法，或用其中某幾個方法組合處置，而污泥的最終出路不外是部分或全部資源化利用或以某種形式回到環(huán)境中去，當今世界各國廣泛采用的污泥處置方法有污泥的土地利用、污泥的填埋、　污泥的熱處置以及對污泥制動物飼料、包埋處理以及焚燒灰制磚等處置方法.

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【關(guān)鍵字】污泥分類 污泥處理 資源化利用

1.污泥的分類與性質(zhì)

1.1按成分不同分：

污泥：以有機物為主要成分，顆粒較細，易于腐化發(fā)臭，含水率高，因?qū)儆H水性物質(zhì)，故脫水較難

沉渣：以無機物為主要成分，顆粒較粗，含水率相對較低，流動性差，易于脫水。

1.2按來源不同分：

初沉污泥：來自初次沉淀池的活性污泥。

剩余污泥：來自活性污泥法后二沉池的污泥。

腐殖污泥：來自生物膜法后二沉池的污泥。

消化污泥：亦稱熟污泥，即生污泥經(jīng)過厭氧或好氧消化處理后得到的污泥。

化學(xué)污泥：化學(xué)沉淀法處理污水后所產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)。

2.污泥的處置與資源化利用

2.1污泥焚燒

當污泥中含有較多有毒物質(zhì)，農(nóng)副業(yè)不能加以利用，污泥的燃燒熱高，可與城市垃圾混合焚燒并加以利用時采用污泥焚燒的方法。污泥焚燒分為完全焚燒和濕式燃燒。完全燃燒是污泥中有機物完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、氮氣及焚燒灰。濕式燃燒亦稱不完全燃燒，其中約80%～90%的有機物被氧化。濃縮后的污泥，液態(tài)下加入壓縮空氣并升溫加壓，使有機物被氧化。改變了污泥的成分與結(jié)構(gòu)，提高了污泥的脫水性能。

2.2污泥填埋

污泥填埋分為單獨填埋和混合填埋， 混合填埋是將污泥撒 在城市垃圾上面，混合均勻后鋪放于填埋場內(nèi)，壓實覆土。污泥單獨填埋分為：溝填、平面填埋、筑堤填埋。 溝填是指挖溝后將污泥填埋，要求填埋的場地土層較厚，地下水位較深，以保證開挖的深度。平面填埋不需挖掘過程，是將污泥堆放在地表面上，再覆蓋一層泥土，從而達到平面填埋的目的，y用于薄的土層或淺地下水位的場地。 堤壩填埋是指在填埋場地四周建設(shè)堤壩，或利用地形的優(yōu)勢，使污泥通過堤壩向下卸入。

2.3污泥投海

污泥可通過管道運輸或船運的方式投海，沿海地區(qū)，可考慮把生污泥、消化污泥、脫水泥餅或焚燒灰投海。污泥投海，在國外有成功的經(jīng)驗也有造成嚴重污染的教訓(xùn)。所以在進行污泥投海時應(yīng)妥善處理，不能以犧牲環(huán)境為代價。中國政府于 1994 年2月20日起不在海上處置工業(yè)廢物和污水污泥【1】。

2.4污泥農(nóng)肥利用

因我國為農(nóng)業(yè)大國，污泥處置恰當可以節(jié)省污泥處置費用還可以提高土壤肥力，促進農(nóng)業(yè)的良好發(fā)展。污泥農(nóng)用投資少、能耗低、運行費用低，其中有機部分可轉(zhuǎn)化為土壤改良劑成分，因此被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式【2】。由于污泥中含有氮、磷、鉀等，所以可作為農(nóng)業(yè)肥料。作為農(nóng)業(yè)肥料時必須滿足：

（1） 不能含有病菌、寄生蟲卵和病毒等

（2） 污泥中的重金屬離子含量須符合我國農(nóng)林部的《農(nóng)用污泥標準》（GB4284--84）

（3） 氮是農(nóng)作物的重要肥分，含量太高會使作物倒伏減產(chǎn)，故含量不宜太高。

2.5污泥堆肥

好氧條件下，通過嗜溫菌、嗜熱菌等微生物分解污泥中有機物并殺滅病菌與病毒等，進而提高污泥的肥分。污泥經(jīng)過高溫堆肥進行生物發(fā)酵后，把有機物轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，進而達到資源化和無害化。污泥堆肥一般應(yīng)添加膨脹劑。膨脹劑可用堆熟的污泥、稻草、木屑或城市垃圾等。膨脹劑的作用是增加污泥堆肥的孔隙率，改善通風(fēng)以及調(diào)節(jié)污泥含水率與碳氮比【3】。

堆肥方法分單獨堆肥和污泥與城市垃圾混合堆肥兩種。我國城市垃圾中有機物成分較高，通過和污泥混合堆肥，可使污泥與垃圾達到資源化利用。

2.6污泥制造建筑材料

污泥可以制造建筑材料，其形式多樣。可制造生化纖維板，灰渣水泥與灰渣混凝土，污泥磚與地磚等。污泥作建材使用時需要復(fù)雜的預(yù)處理，即污泥經(jīng)過脫水、干化后直接制造建材，或者對污泥進行焚燒和熔融后再制造建材。污泥制造建材實現(xiàn)了污泥資源化，污泥制磚有利用干污泥直接制磚和污泥焚燒灰制磚兩種方法。制磚時應(yīng)填加粘土或硅砂以提高 的含量。制地磚時焚燒灰在高溫下煅燒，以使有機物完全轉(zhuǎn)化，無機物完全熔化，再冷卻形成玻璃狀熔渣后即可生產(chǎn)地磚。

3.結(jié)語

污泥經(jīng)過處理后，可在不同程度上資源化利用，污泥的資源化處理與利用可實現(xiàn)我國污水處理廠的可持續(xù)發(fā)展，目前，我國污泥的資源化技術(shù)仍在不斷研究中。政府也應(yīng)結(jié)合實際情況，因地制宜，加大立法工作，在政策上多引導(dǎo)與支持，還要注重環(huán)境生態(tài)的保護。同時，我國作為一個農(nóng)業(yè)大國，應(yīng)多考慮將污泥農(nóng)用，這樣不但可以節(jié)省大量污泥處置費，還提高了土壤的肥力，促進了農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展。使污泥達到減量化、穩(wěn)定化、無害化及綜合處理的目的。

應(yīng)盡可能讓污泥的資源化利用成為主要發(fā)展趨勢。

參考文獻：

[1] 徐強. 2003. 污泥處理處置技術(shù)及裝置[M]. 北京：化學(xué) 工業(yè)出版社. 156-180.

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【關(guān)鍵詞】污水廠；污泥處理；技術(shù)目前，我國污水處理能力還處于發(fā)展階段。全國仍然有一半的城市沒有建立污水處理廠，截止到2009年初中國城市污水日處理的能力達到了8310萬立方米，比2008年增長了17.2%；城市污水處理效率達到了66.8%，增長了近3個百分點。隨著國家對污水處理行業(yè)的高度重視，污水處理市場的潛力也在發(fā)生著不斷的變化，據(jù)“十一五”規(guī)劃的污水處理目標，到2011年我國的污水處理率要達到75%。由此可見，污水處理市場十分巨大，污水處理行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)步入了快車道。

污泥的處理是污水廠處理過程中的必要產(chǎn)物，其中，污泥的處理技術(shù)包括兩個方面：前處理工藝以及后處理工藝。另外，前處理工藝還包括：消化、濃縮和脫水等等；后處理工藝則包括：熱干化、堆肥和焚燒以及堿性穩(wěn)定等。

1.污水廠污泥處理的目的以及現(xiàn)狀

進行污泥處理的目的：（1）無害化：通過去除重金屬和消滅細菌等方式達到污泥的衛(wèi)生，并且保障污泥的無害化；（2）減量化：減少污泥處理前的重量和體積，降低污泥處理的費用；（3）資源化：處理污泥的的目的是要達到綜合利用和變害為利以及保護環(huán)境和產(chǎn)生沼氣等等；（4）穩(wěn)定化：通過對污泥的處理，使其保持穩(wěn)定化，對處置后的污泥不會產(chǎn)生降解的情況，從而來避免產(chǎn)生二次污染。

污泥處理的現(xiàn)狀：在城鎮(zhèn)中，污泥的主要來源是工業(yè)生產(chǎn)中排放的廢水和生活污水的排放以及雨水、地下水和地表水的排放等等。而污泥指的是在進行污水處理的過程中而產(chǎn)生的一種物質(zhì)垃圾廢棄物，它是由多種多樣的微生物在一起而形成的大量的富含鉀、氮和磷的有機物，同時它還含有多氯聯(lián)苯和重金屬以及病原菌和寄生蟲等有害的物質(zhì)，它是介于水和固體之間的膠狀物體[1]。目前，我國城鎮(zhèn)的污水的特點是含水量高。所以它富含的有機物質(zhì)就比較高，因此容易發(fā)生腐化和變質(zhì)而且城鎮(zhèn)污水里的污泥的自身形狀比較小，所以需要通過妥善的處理。但是，目前我國城鎮(zhèn)的污泥處理只通過簡單的脫水處理而沒有通過正式的處理方式就被作為肥料利用到了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當中。沒有經(jīng)過正式有效的處理方式處理過的污泥里含有大量的有色金屬和微生物等等有害的物質(zhì)，一旦作為肥料使用很容易導(dǎo)致燒苗和死秧以及發(fā)生蟲害等威脅。所以，現(xiàn)在農(nóng)民把污泥作為肥料的使用就降低了很多，這就導(dǎo)致污泥的使用量降低。但是經(jīng)過處理后的污泥用于在農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)上其中的有害物質(zhì)得到了控制，而可以有效的提高污泥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，使其得到它應(yīng)發(fā)揮的經(jīng)濟效益。

2.污水廠污泥處理技術(shù)

（1）污泥焚燒技術(shù)：在污水處理廠污泥處理的各種方法中污泥焚燒的技術(shù)是對污泥進行最大程度的減少容積和最徹底的一種方法，焚燒技術(shù)分為兩種，一種是先進行脫水然后再焚燒，另外一種是脫水直接進行焚燒。因為污泥內(nèi)富含較多的微生物殘渣和有機物、纖維木質(zhì)素等，它們都有一定的熱量，再在里面摻上合適的引燃料就可以作為生活鍋爐和工作爐窯的輔助燃料[2]。進行污泥燃燒的優(yōu)點是：焚燒可以使污泥快速的減輕重量，而且焚燒的過程中沒有異味剩余的殘渣也少，不需要做滅菌的處理，最后剩下的干污顆粒還可以用作發(fā)電廠的燃料。通過污泥的干餾技術(shù)還可以從中提取燃料油和焦油等，還可以用作制造有機玻璃和甲醛等其他的化工產(chǎn)品。缺點：污泥焚燒的成本大、開銷高，而且對焚燒的管理水平和焚燒的設(shè)備要求相對也比較高。雖然污泥燃燒沒有異味，但是污泥中含有的重金屬物質(zhì)等一些污染物，在焚燒的同時會隨著空氣飄散給社會人群造成一定的危害。

（2）污泥填埋技術(shù)：對污水廠的污泥進行一些簡單的無菌處理后，將其直接倒在低谷的地方，可以制造人工土地。

污泥填埋技術(shù)的優(yōu)點：這種技術(shù)的成本較低，根本不要求對其進行脫水或自然干化，這種方法既增加了城市土地用量又對污泥進行了處理。

缺點：由于這種技術(shù)對污泥的土地學(xué)性質(zhì)要求的比較高，因此進行填埋地區(qū)的選擇有規(guī)定，要在地下水位不高的地方而且底基滲透系數(shù)不高的地方進行。進行填埋的時候在坑內(nèi)要鋪設(shè)好方滲透的物質(zhì)，還應(yīng)配置好高滲透過濾液的集裝裝置以及相應(yīng)的凈化設(shè)施，以此來防止雨水的滲漏使有害物質(zhì)侵蝕地下水。

（3）污泥投海：這種方法是最簡單的，不需要投入大量資金。但是，這種方法受國際海洋的相關(guān)約束和地理位置的制約，還有這種方法對人類的食物以及海洋生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重的威脅[3]。因此，早在1993年中國政府就承諾在1994年2月20日起就不再對實行污泥投海這種方法。此法已受到限制。

（4）農(nóng)用堆肥技術(shù)：污泥在進行農(nóng)用之前首先要進行堆肥處理，這種方法是符合中國國情的技術(shù)。且這種方法的目的是通過生物的降解，使其植物養(yǎng)分的形態(tài)更加利于植物的吸收，此外，它還可以殺死病原菌和除臭味等。

農(nóng)用堆肥的優(yōu)點：在實施這項技術(shù)的時候不要求有人工管理和其他任何能源，實施的造價低，不管是操作還是管理都很方便，適合在小污泥處理廠中使用。

缺點：占地面積比較大，達不到減少容量的效果。農(nóng)民在農(nóng)業(yè)制造的過程中如果使用了它，其中重金屬的污染將會使植物富集，并且層層相互，通過食物鏈和生物鏈的方式進行傳遞，對人類會產(chǎn)生劇毒的危害。

3.污水處理廠污泥處理技術(shù)的新思路

（1）污泥堆肥技術(shù)方面：在進行污泥堆肥處理之前首先要對污泥堆肥前做相應(yīng)的預(yù)處理，并且研究堆肥的微生物學(xué)以及動力學(xué)和反應(yīng)器、腐蝕度等，對生物的構(gòu)成和變化以及堆肥過程中降解有機物能力強的優(yōu)勢菌種等有一定程度的了解等等。

（2）污泥脫水方面：①在污泥脫水之前進行預(yù)處理，通過熱處理和化學(xué)調(diào)理以及冷凍法等來改善污泥脫水的性能；②積極研制和探索新型的對改善污泥脫水性能的藥劑；③用生物方法通過溶菌酶破壞菌膠團方法來徹底改善污泥的性質(zhì)；④研究新型的污泥脫水設(shè)備來增強污泥脫水的工作效率。

（3）污泥處理技術(shù)土地利用方面：污泥土地利用的意義指的是利用園林綠化介質(zhì)和垃圾場覆蓋土和農(nóng)用堆肥等等[4]。污泥堆肥技術(shù)指的是對污泥中的微生物菌進行再利用，將其發(fā)酵的同時對混合物進行借助，然后對有機物進行氧化和分解，把它們轉(zhuǎn)化成比較容易吸收和利用的無機復(fù)合肥，這樣的技術(shù)能擁有廣闊的市場前景。

4.總結(jié)

污水處理廠在對污泥進行處理的過程中要始終堅持利用土地為主要目的，并且可以結(jié)合多種污泥處理技術(shù)來研究適合我國污泥處理的既節(jié)能經(jīng)濟又多元化的技術(shù)體系。污水處理廠要高度重視在污泥處理的過程中對環(huán)境等等各個方面產(chǎn)生的負面影響，比如重金屬等問題，要做到不斷的提高污水處理廠無害化的處理技術(shù)和水平，尋找一條能有效的利用污泥處理的技術(shù)具有重大的現(xiàn)實意義[5]。現(xiàn)如今，國家大力落實科學(xué)發(fā)展觀和建設(shè)“節(jié)約型社會”，污水處理廠要做到城市污水處理和資源化相結(jié)合，堅持“泥水并用”的原則，這將成為污水處理廠污泥處理的最好出路。

【參考文獻】

［1］劉蓮香.污水處理廠污泥于陶粒生產(chǎn)中的綜合利用[J].陶瓷研究與職業(yè)教育.2003(01)：145-147.

［2］李元寧,王敏,王琦.污泥處置技術(shù)分析與探討一以哈爾濱市為例[J].環(huán)境衛(wèi)生工程.2009,17(2):33-34．

［3］王凱軍.為污泥處置提供技術(shù)政策導(dǎo)向——城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策(試行)解讀[J]建設(shè)科技.2009 (07)．

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【關(guān)鍵詞】城市污泥；熱干化；薄膜；焚燒

城市污泥是污水處理的一種必然產(chǎn)物，污水處理是通過把水中雜質(zhì)濃縮成固體形態(tài)再從流體中分離來實現(xiàn)，而這種濃縮濃縮出來的雜質(zhì)便稱為污泥。隨著城市化的發(fā)展，城市污水的產(chǎn)量不斷增長，2006年全國年產(chǎn)干污泥近130×106噸，而且以每年10%以上的速度遞增。

城市污泥的成分很復(fù)雜，主要包括混入生活污水或工業(yè)廢水中的泥砂、纖維、動植物殘體等固體顆粒及其凝結(jié)的絮狀物、由多種微生物形成的菌膠團及其吸附的有機物、重金屬元素和鹽類、少量的病原微生物、寄生蟲卵等綜合固體物質(zhì)。未經(jīng)恰當處理處置的污泥進入環(huán)境后，直接給水體和大氣帶來二次污染，對生態(tài)環(huán)境和人類的活動構(gòu)成嚴重的威脅。為了不造成環(huán)境的二次污染，需要在污水處理的二級處理之后添加一道污泥處理工藝。污泥處理設(shè)備大約占污水處理廠的40%60%基建投資，污泥處理則占50%左右的處理費用，同時也造成了和其經(jīng)濟費用不成比例的處理難度。

污泥處理與處置的目的主要有以下四個方面：

（1）減少污泥最終處置前的體積，以降低污泥處理及最終處置的費用；

（2）通過處理使污泥穩(wěn)定化，最終處置后不再產(chǎn)生進一步降解，從而避免產(chǎn)生二次污染；

（3）達到污泥的無害化與衛(wèi)生化；

（4）在處理污泥的同時達到變害為利、綜合利用、保護環(huán)境的目的。

城市污泥的主要特性是含水率高（可高達99%以上），有機物含量高，容易腐化發(fā)臭，并且顆粒較細，比重較小，呈膠體液狀。

根據(jù)污泥成分及處理目的的不同主要有調(diào)理、濃縮、脫水、干燥、消化、堆肥、焚燒等處理方法。我國的污水處理廠脫水污泥處置方法中，污泥農(nóng)用占44.8%、陸地填埋占31%、其他處理約10.5%、沒有處理約13.7%，而在發(fā)達國家比如日本其產(chǎn)生的污泥55%進行焚燒處理，35%的污泥進行填埋，約9%的污泥進行農(nóng)田利用。其中，由于污泥含有一定的有機成分，通過焚燒使污泥無害化，不但污泥減容減量化程度很高，而且可回收利用產(chǎn)生的熱能，日本、德國、奧地利等發(fā)達國家大多采用該種處理方法。

目前，我國城市污水處理廠普遍采用污泥脫水機進行脫水，形成含水率60～80%的脫水污泥，過高的含水率會極大的降低污泥熱值，不利于能量回收和維持燃燒，故在焚燒前需對脫水污泥進行進一步的干化處理，將其含水率降低至20%甚至更低，以用于替代燃料。

現(xiàn)有一種間接加熱的轉(zhuǎn)鼓式薄膜干燥機可實現(xiàn)原污泥的一次深度脫水處理。其主要原理是：通過機械擠壓和間接熱傳導(dǎo)聯(lián)合作用將污泥中的水分脫出。轉(zhuǎn)鼓式薄膜干燥機通過壓輥裝置的機械擠壓作用，將污泥于轉(zhuǎn)鼓表面擠壓攤鋪成薄膜狀，污泥中所含易于脫出的間隙水被部分擠壓濾出，該過程為純機械擠壓，與常規(guī)對流干燥相比，僅為其能量消耗的1/50。轉(zhuǎn)鼓式薄膜干燥機的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部通有高溫循環(huán)導(dǎo)熱油，轉(zhuǎn)鼓表面經(jīng)導(dǎo)熱油傳熱升溫成為加熱面，污泥不直接與導(dǎo)熱油接觸，導(dǎo)熱油可循環(huán)回收利用，節(jié)約運行成本。薄膜狀的污泥在轉(zhuǎn)鼓表面經(jīng)高效傳熱使剩余水分變成蒸汽，體積瞬時膨脹近千倍，劇烈膨脹的蒸汽可作為水分遷移驅(qū)動力，加快液態(tài)水向表面遷移析出，同時由于干燥過程為薄層干燥，減小了水分遷移路徑，與堆積狀態(tài)相比實現(xiàn)了能量消耗的大幅降低。轉(zhuǎn)鼓式薄膜干燥機在污泥干燥過程中的能量消耗主要集中于污泥輸運過程中消所耗電能及干燥機運轉(zhuǎn)過程中的少量電能消耗，而大部分干燥消耗的熱能由后續(xù)氣化、焚燒系統(tǒng)回收利用，大大減少了外來能量輸入，因此，可實現(xiàn)循環(huán)可持續(xù)干燥作業(yè)。該轉(zhuǎn)鼓式薄膜干燥機采用泵送式上料方式，通過污泥泵將原污泥經(jīng)輸送管道由污泥儲存處輸送至各干化設(shè)備，輸送過程全封閉，無異味氣體及滲水泄漏，不會在處理過程中發(fā)生對環(huán)境的二次污染。該轉(zhuǎn)鼓式薄膜干燥機采用全自動化控制，通過內(nèi)置的各種溫度、壓力傳感器，實時反饋信號控制后端導(dǎo)熱油鍋爐供熱量以及前端污泥輸送泵的輸送量，從而實現(xiàn)閉環(huán)控制。并可通過調(diào)整轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)污泥形成薄膜厚度及泥膜在轉(zhuǎn)鼓表面加熱停留時間，甚至可通過在設(shè)備控制系統(tǒng)中預(yù)存若干組運行參數(shù)，以適應(yīng)不同成分污泥、不同含水率的處理要求。

經(jīng)轉(zhuǎn)鼓式薄膜干燥機干化后的污泥為鱗片狀，含水率15%～25%左右，干化后的污泥其熱值約為1300至1500大卡，三噸干化后的污泥相當于一噸4500大卡的燃煤，可混摻在燃煤中在鍋爐內(nèi)燃燒，干化污泥與煤的摻和比例為每噸煤添加100至200公斤污泥，每一噸干化污泥可生產(chǎn)一噸蒸氣，且經(jīng)過干化處理的污泥不會像原泥一樣在燃燒時產(chǎn)生大量的水蒸氣而對鍋爐造成腐蝕，嚴重縮短鍋爐的設(shè)備壽命，進行干化污泥的摻混焚燒無需對現(xiàn)有鍋爐進行改造。干化后的污泥保留了其中大量有機物質(zhì)，可用作肥料、土壤改良劑、替代燃料等多重用途。污泥脫水50%后可轉(zhuǎn)化為富含生物質(zhì)能源的泥炭，用來發(fā)電其熱值可達1500～2000千卡/公斤，每噸處理后的污泥相當于1/2～1/3噸原煤，徹底實現(xiàn)了污泥的無害化處置和資源利用。干化污泥經(jīng)焚燒處理后，其中水分和有機質(zhì)被完全去除，燃燒形成的煙氣經(jīng)處理后可安全排放，剩余灰分主要為原泥中的硅酸鹽粘土礦物，并因在焚燒過程中將原泥中所含重金屬固化，故不存在重金屬離子污染問題。焚燒灰渣體積僅為原泥體積的二十分之一甚至更低，體積減量處理效果明顯，且焚燒灰渣可在1020℃～1060℃下進行高溫?zé)Y(jié)，用其制磚，用這種干污泥燒制的磚質(zhì)量達到一級品質(zhì)量要求，而重量比普通燒結(jié)磚輕20%。

綜上可見，經(jīng)干化焚燒處理后的城市污泥基本實現(xiàn)了零污染零排放。雖然污泥熱干化技術(shù)有技術(shù)要求和處理成本較高，設(shè)備運行管理復(fù)雜等缺點，但由于其處理后體積減量明顯，處理徹底無二次污染，污泥有效能源化、資源化等特點使其仍為城市污泥最終處理的理想方向之一。

篇5

關(guān)鍵詞：高碑店污水處理廠 曝氣池 倒置型A2/O工藝 污泥

1　前言

為配合北京市關(guān)于污水處理后作為水資源再利用戰(zhàn)略方針的實施，高碑店污水處理廠一期工程進一步實施工藝技術(shù)改造，控制氮、磷的排放指標，使之適應(yīng)于目前高碑店湖及第一熱電廠冷卻水使用要求。其工藝技術(shù)改造工程可分兩步。第一步滿足或優(yōu)于高碑店湖目前湖水水質(zhì)。第二步是隨著北京市工農(nóng)業(yè)的發(fā)展及沿河污水排放控制的實施，高碑店湖水質(zhì)將逐年好轉(zhuǎn)，直至達到國家四類水體水質(zhì)標準，屆時高碑店污水處理廠實行第二步改造，使之滿足排入高碑店湖水四類水質(zhì)的要求。

2　高碑店污水處理廠現(xiàn)況

高碑店污水處理廠是目前我國最大的污水處理廠，一期工程已于1993年10月24日竣工投產(chǎn)，一期工程處理能力50萬噸/日。二期工程投產(chǎn)運轉(zhuǎn)后，處理能力達100萬噸/日。高碑店污水處理廠污水系統(tǒng)流域面積96平方公里，服務(wù)人口240萬人，匯集北京市城區(qū)的大部分生活污水、東郊工業(yè)區(qū)、使館區(qū)和化工路的全部污水。

該污水處理廠采用前置缺氧段活性污泥法工藝，即在推流式曝氣池前端設(shè)置缺氧段，其目的是改善污泥性質(zhì)，防止污泥膨脹。污水處理工藝流程如下圖所示：

目前高碑店污水處理廠一、二期工程的二級出水直接排入通惠河下游，除約5500萬噸/年用于農(nóng)業(yè)灌溉外，剩余的每年超過2億噸處理出水還沒有得到利用。但隨著污水資源化工程的實施，一期工程47萬噸/日的處理出水將通過"水資源化再利用工程"的泵站輸送至高碑店湖及再利用管網(wǎng)，作為北京第一熱電廠、東郊工業(yè)區(qū)的循環(huán)冷卻水水源及其它市政雜用水，因此對高碑店污水處理廠的二級出水水質(zhì)提出了更高的要求(二期工程的出水部分已作為華能熱電廠冷卻水補充水的水源)。

3　改造規(guī)模及處理程度

3.1改造規(guī)模

改造規(guī)模為50萬噸/日，即對高碑店污水處理廠一期工程(50萬噸/日)進行改造。

3.2處理程度

本改造工程的出水水質(zhì)目標分兩步進行。

第一步：改造后，使高碑店污水處理廠二級處理出水水質(zhì)優(yōu)于目前第一熱電廠冷卻水取水水源－高碑店湖湖水水質(zhì)。根據(jù)排水公司提供數(shù)據(jù)，其水質(zhì)對比如下表。

第二步：隨著北京市污水管網(wǎng)的完善及沿河污水排放控制的實施，高碑店湖湖水水質(zhì)將逐年好轉(zhuǎn)，直至達到國家四類水體的水質(zhì)標準。屆時，將對高碑店污水處理廠出水進行進一步工藝改造，使50萬噸/日的出水滿足高碑店湖四類水體的水質(zhì)標準。

本改造工程只進行第一步改造。

地點 項目 BOD(mg/l) COD(mg/l) 總磷(mg/l) 氨氮(mg/l) 高碑店湖 12.1 46.6 1.3 11.7 現(xiàn)況高碑店污水廠總進水 129 319 6.5 30.7 現(xiàn)況高碑店污水廠二級處理出水 11 47.2 4.5 27.2 改造后高碑店污水廠二級出水要求 10 40 1.5～1.0* 10 四類水體水質(zhì) 6 30 0.2 TKN 2 注：* 如果進水磷濃度在5毫克/升左右，出水亦可達到1毫克/升左右

從上面水質(zhì)對比表可以看出，現(xiàn)況高碑店污水處理廠二級出水水質(zhì)與高碑店湖水質(zhì)的主要差別是總磷，氨氮不是主要問題 (上表中二級出水氨氮27.2毫克/升，因運行鼓風(fēng)量不夠，溶解氧較低，未達到硝化程度所致)，只要加大曝氣量，現(xiàn)有曝氣池的處理能力可達到70%左右硝化程度，出水氨氮滿足要求。

4　工藝方案

在確定本工藝方案過程中，吸取了國內(nèi)外先進的除磷技術(shù)，并咨詢了美國加州大學(xué)伯克立分校的David Jenkins教授，最后確定了如下工藝改造方案。

4.1污水處理系統(tǒng)生物法除磷改造方案

一般來說，生物除磷只能去除60%～80%，對于高碑店污水處理廠只靠生物法使磷降至1毫克/升比較困難。要保證較高的穩(wěn)定的除磷效果，又盡量降低運行成本，只有采用生物除磷與化學(xué)除磷相結(jié)合的方法。化學(xué)除磷是起輔助和把關(guān)作用。全部污水量化學(xué)法除磷，運行費較高，所以本工程暫只考慮生物法除磷。

4.1.1 將曝氣池改造為倒置型A2/O工藝

污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展起源于生物超量除磷現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)。污水生物除磷就是利用活性污泥中聚磷菌的超量磷吸收現(xiàn)象，即微生物吸收的磷量超過微生物正常生長所需要的磷量，通過污水生物處理系統(tǒng)的設(shè)計改進或運行方式的改變，使細胞含磷量相當高的細菌群體能在處理系統(tǒng)的基質(zhì)競爭中取得優(yōu)勢。在污水生物除磷工藝流程中都包含厭氧段和好氧段，使進入剩余污泥的含磷量增大，處理出水的磷濃度明顯降低。

最基本的生物除磷工藝為厭氧－好氧活性污泥法(A/O法)，這種工藝是使污水和活性污泥混合后依次經(jīng)過厭氧和好氧區(qū)。其原理是在厭氧區(qū)中，污泥中的細菌將儲藏在細胞內(nèi)的聚磷酸鹽進行水解，釋放出正磷酸鹽和能量，這時厭氧區(qū)內(nèi)污水的BOD5值降低，而磷含量升高。而在好氧區(qū)內(nèi)除磷菌又利用有機物氧化的能量，大量吸收混合液中的磷，以聚磷酸鹽的形式儲藏于體內(nèi)，水中的磷又轉(zhuǎn)移到污泥中，通過排除剩余污泥達到除磷的目的。同時在好氧區(qū)中有足夠的停留時間，使有機物進一步被氧化降解，氨氮在硝化細菌的作用下大部分轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，一部分硝酸鹽氮隨處理后的出水流入水體，另一部分硝酸鹽氮通過污泥回流帶到缺氧區(qū)內(nèi)，在缺氧區(qū)內(nèi)首先將硝酸鹽氮去除后再進入?yún)捬鯀^(qū)進行磷的釋放，同時可提供氧，因此既達到部分脫氮的目的。進而達到排放標準，保護接納水體，節(jié)省能耗。

本改造工程工藝方案的特點是：設(shè)置缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū)，濃縮酸化池(利用原濃縮池)上清液進入處理區(qū)，10%來水進入缺氧區(qū)，90%來水進入?yún)捬鯀^(qū)。

由于污水中碳、氮、磷比普遍較低，為了避免厭氧區(qū)中污泥濃度降低、增加營養(yǎng)物質(zhì)，以及避免回流硝酸鹽對生物除磷的不利影響，在厭氧區(qū)之前設(shè)缺氧區(qū)，10%原水進入缺氧區(qū)，90%原水進入?yún)捬鯀^(qū)，初沉污泥經(jīng)濃縮酸化池后，上清液排入進水泵房，與原水一同進入曝氣池。活性污泥利用約10%進水中的有機物、由濃縮酸化池而來的易降解的BOD5去除回流污泥中的硝態(tài)氮的氧，消除了硝態(tài)氮對后續(xù)厭氧區(qū)的不利影響，從而保證厭氧區(qū)的穩(wěn)定物除磷效果。

原曝氣池1/12為厭氧區(qū)，其余為好氧。改造后將原池2/9改為缺氧區(qū)及厭氧區(qū)。其中缺氧區(qū)為30分鐘(按100%污泥回流量的實際停留時間計)，長度為17米。厭氧區(qū)為45分鐘(按100%污泥回流量的實際停留時間計。不計污泥回流的名義停留時間為1.5小時)，長度為47米。其中在厭氧區(qū)進水端分出一實際停留時間為15分鐘(按100%污泥回流計)的強化吸附區(qū)，長度為15米。其余仍為好氧區(qū)(名義停留時間為7.25小時)。見下圖(單位為毫米)：

4.2 污泥處理系統(tǒng)改造方案

4.2.1 剩余污泥進行機械濃縮

在污水生物除磷工藝中，為防止使吸附在剩余污泥中的磷通過污泥處理上清液重新返回到污水中去，污泥系統(tǒng)要進行改造。原流程為剩余污泥泵將剩余污泥提升至初沉池，與初沉污泥共沉，其混合污泥再進污泥濃縮池，濃縮后，消化、脫水。因濃縮池停留時間過長，處于厭氧狀態(tài)，磷又被釋放出來，回到污水處理系統(tǒng)中，達不到除磷目的。所以，必須對原污泥系統(tǒng)進行改造。

該方案是將剩余污泥與初沉污泥分別處理，初沉污泥仍進現(xiàn)有濃縮池，并將濃縮池改造，使之做為濃縮酸化池，將其產(chǎn)生的易生物降解的BOD投加到曝氣池，增加碳源，有利于磷的去除和反硝化的進行。剩余污泥則單獨進行機械濃縮。由于濃縮時間短，此時磷不會從污泥中釋放出來，而達到除磷目的，這就需要另建一座污泥濃縮機房。

4.2.2 消化池上清液、脫水機濾液處理方案

剩余污泥(含水率約99.5%)采用機械濃縮，污泥體積均約為1000噸/日（含水率約94%）。為充分利用原有消化池，并達到污泥穩(wěn)定和資源化目的，故將機械濃縮后剩余污泥與經(jīng)過濃縮池重力濃縮的初沉污泥一起送入消化池及脫水機房消化和脫水。由于厭氧狀態(tài)下，污泥中的磷還會釋放出來，必須采取相應(yīng)的處理措施。該污泥經(jīng)過消化、脫水后，大約有800噸/日的污水排出。如果包括初沉池污泥進入消化池消化、脫水后排出的污水約為1800噸/日。再加上脫水機濾帶沖洗水量，總計大約3000噸/日的含磷污液排出。該部分含磷廢水如再返回污水處理系統(tǒng)，將會增加進水中磷的濃度，達不到預(yù)期除磷效果。為此決定將消化池上清液、脫水機濾液進行化學(xué)法除磷。通過鐵鹽和石灰法比較后，采用石灰法。

石灰法化學(xué)除磷所需石灰量與磷的含量關(guān)系不大，而只與污水的堿度有關(guān)，因為羥基磷灰石的溶解度隨PH的增加而迅速降低。所以，隨PH的增加而促進磷酸鹽的去除。PH>9.5時，全部磷酸鹽均能轉(zhuǎn)化為非溶解性磷酸鹽。

初步按投加4000毫克/升的生石灰(Ca(OH)2)計，每天需投加石灰12噸左右。投加石灰的的主要設(shè)備有石灰貯存罐、石灰投料器、石灰消解器、石灰漿貯存池及攪拌設(shè)備、除塵設(shè)備，機械攪拌加速澄清池及攪拌設(shè)備，助沉劑貯存及投料設(shè)備，中和沉淀池及刮渣設(shè)備，石灰、石灰渣的輸送及運輸設(shè)備等。由于水中PH值>9.5，所以還必須再碳酸化。本工藝利用已有沼氣發(fā)電機排放的煙道氣中的二氧化碳進行中和。石灰法除磷效果較好，并能有效地同時去除COD及重金屬。但是由于石灰的腐蝕性很強，所以需加強對設(shè)備的管理、維修及維護。

除磷后富磷污泥經(jīng)處置后可作為復(fù)合肥料，達到污泥再利用及資源化目的，除磷后出水水質(zhì)良好亦可回用。

4.3 改造工程工藝方案

綜上所述，改造生物除磷工藝方案：曝氣池將原池改造為倒置型A2/O工藝。污泥工藝增加剩余污泥機械濃縮；原有濃縮池改為濃縮酸化池；濃縮酸化池上清液做返回曝氣池；消化池上清液和脫水機濾液及沖洗水收集后采用石灰法化學(xué)除磷。

5　工程設(shè)計主要參數(shù)

5.1 曝氣池改造為倒置型A2/O工藝

（1）2/9改為缺氧區(qū)及厭氧區(qū)。缺氧區(qū)及厭氧區(qū)水力停留時間分別為30分鐘和90分鐘，總停留時間2小時。其中厭氧區(qū)進水端設(shè)置停留時間為15分鐘的強化吸附區(qū)，后續(xù)好氧區(qū)水力停留時間為7.25小時。

（2）增設(shè)水下推流器36臺。

（3）增設(shè)中隔墻36道。

（4）更換曝氣頭。

（5）10%原水入缺氧區(qū)，90%原水入?yún)捬鯀^(qū)。

5.2 更換鼓風(fēng)機

現(xiàn)有8臺鼓風(fēng)機，只有2臺能正常工作。曝氣池需氧量按碳化、硝化計，需5臺鼓風(fēng)機，(其中1臺備用)。所以，需增加風(fēng)量為600立方米/分鐘、風(fēng)壓為7000毫米水柱的離心鼓風(fēng)機3臺。

5.3 剩余污泥機械濃縮方案設(shè)計

5.3.1 更換剩余污泥泵

（1）剩余污泥量：干泥量為64.8噸/日，污泥濃度5克/升，折合為含水率為99.5%時，污泥量為1.3萬噸/日。

（2）現(xiàn)有6臺剩余污泥泵(在現(xiàn)況回流污泥泵房內(nèi))，因原設(shè)計為連續(xù)工作，為配合濃縮機房，改造為14小時工作制，不能滿足要求，須更換：故選用6臺潛水泵(4用2備)。流量為250立方米/小時，揚程為13米。

5.3.2 新建濃縮機房

（1）剩余污泥量：干泥量為64.8噸/日，污泥量為1.3萬噸/日(含水率99.5%)。

（2）帶式污泥濃縮機，處理能力150立方米/小時，帶寬3米，7套(6用1備)，14小時工作制。包括污泥進泥泵、沖洗水泵、投藥裝置、現(xiàn)場控制柜等配套設(shè)備。

（3）濃縮機房：平面尺寸為長50米、寬20米，一座。

（4）濃縮機投藥量：按2‰計，每日投藥量約為0.13噸。

（5）污泥貯泥池：長15米、寬8米、池深3.5米，內(nèi)設(shè)水下攪拌機，2臺。

（6）濃縮后向消化池污泥投泥泵：流量為15立方米/小時，揚程為40米，6臺(3用3備)。

（7）改造部分剩余污泥管線。

5.3.3 濃縮酸化池設(shè)計

利用現(xiàn)有4座濃縮池改造為濃縮酸化池。并相應(yīng)改造管線與配套設(shè)備。將原一一對應(yīng)的進出泥管線使之互相調(diào)配，增加靈活性，增設(shè)互相連通管及閥門，便于運行控制。

5.3.4 石灰法處理污液

（1）石灰處理工藝流程

（2）石灰貯存罐

石灰投加量：12噸/日。

石灰貯存罐：直徑2.5米，高度2.3米，2套。

除塵設(shè)備：1套。

石灰處理站：平面尺寸長30米、寬15米，1座。

（3）石灰投料計量器

投加量12噸/日，2套。

（4）石灰消解器

直徑0.7米，高度1.3米，2套。

（5）石灰漿隔膜計量泵

流量500升/小時，揚程0.3兆帕，2臺(1用1備)。

（6）機械攪拌加速澄清池

設(shè)計流量60立方米/小時·座，直徑6.2米，池深5.15米，4座，采用攪拌機械。

（7）中和沉淀池

型式：平流式。

設(shè)計流量：3000立方米/日。

停留時間：2小時。

平面尺寸：長12.3米、寬5.1米、池深5.5米，一座。

刮泥機：1臺。

利用沼氣發(fā)電機煙道廢氣中二氧化碳中和，選用氣體壓縮機，流量400立方米/小時，壓力0.1兆帕，2臺(1用1備)。

6　建議

（1）根據(jù)實測，除高碑店污水處理廠進水總磷濃度較高外，北京其它污水處理廠進水總磷濃度一般為4～5毫克/升左右，所以應(yīng)對排入本污水處理廠的排磷大戶進行控制，并加大力度推廣使用無磷洗衣粉。經(jīng)采取有效措施后，污水處理廠進水總磷濃度將會大大降低。如果進水總磷濃度在5毫克/升以下，僅采用生物除磷工藝就基本可達到預(yù)期處理效果，節(jié)省化學(xué)除磷運行費過高的問題。

（2）高碑店污水處理廠，是全國最大的一座現(xiàn)代化城市污水處理廠，污泥出路尚不落實。污水處理后的的城市污泥具有豐富的有機質(zhì)和氮、磷、鉀及多種植物需要的營養(yǎng)素，在滿足農(nóng)用污泥標準前提下，應(yīng)重點開發(fā)污泥快速固化、高壓造粒制取顆粒肥料，徹底解決污泥無害化的問題，使其變廢為寶、得到妥善處置。

參考文獻

1.城市污水高級處理 Russell L.Culp Gordon L.Culp 俞浩鳴譯 1975

2.污水除磷脫氮技術(shù) 鄭興燦 李亞新 編著 1998

篇6

由于城市污水和工業(yè)污水收集率的提高和污水處理效率的改進（如化學(xué)法除磷可使污泥量增加30%），使得在世界范圍內(nèi)污泥總量急劇增加。

土地應(yīng)用仍是污泥處置中可持續(xù)發(fā)展的一條出路，主要取決于如下因素：

碳和營養(yǎng)物的回用；

周圍有無農(nóng)業(yè)用地及其距離；

低投入和運行花費；

嚴格的法律規(guī)定和控制程序以保證污泥安全和有肥效。

然而，根據(jù)實際情況或當?shù)匾?guī)定，污泥生產(chǎn)者在土地應(yīng)用前不得不進行高級，更昂貴的處理以滿足進一步的要求，如堆肥、高溫消化處理或高溫消毒。

但是，很大一部分污泥因為顯而易見的原因不能用于農(nóng)業(yè)，如微污染物、病菌超標或缺乏肥效、距離太遠等等。有時也可能由于公眾的不信任而不被接受。這樣，污泥或被填埋或通過高溫氧化硝毀。

2污泥處理的可持續(xù)性戰(zhàn)略

在進行任何技術(shù)研究之前，應(yīng)先對公眾是否接受進行評估。即使是從技術(shù)、成本和環(huán)境影響方面來講都是最好的處理方法，也可能由于沒有很好的向公眾進行解釋而遭到否定。不管最終處理方法是什么，能確定的是將來的處理應(yīng)是安全、環(huán)保（保護人和動植物）并且應(yīng)當增值（物質(zhì)和／或能源的回收）。為了這些目的，污泥處理應(yīng)減小污泥體積，改進污泥質(zhì)量，減少有害物的排放。

本文將簡介一些重要工藝，以滿足運營者的需要，并且其中涉及到其他技術(shù)或法規(guī)約束問題。

2.1土地應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

為一個先決條件，污泥至少應(yīng)當是穩(wěn)定的，在實際運行上即是要求沒有臭味。當?shù)鼗驅(qū)淼姆煽赡芤髸撸何勰嗫赡鼙灰笙荆褪铣Ｏ疽筮_到一個強制的目標：病原體如腸道病毒、傷寒菌、線蟲、寄生蟲卵等在處理后的樣品中應(yīng)當檢測不到。

生物處理。利用生物工藝處理揮發(fā)性污泥。如厭氧消化（AD）、自養(yǎng)好氧消化（ATAD）工藝。

化學(xué)處理。抑制腐敗揮發(fā)性有機物的降解。如酸性亞硝酸鹽SAPHYRTM工藝。

物理處理。抑制腐敗揮發(fā)性有機物的降解。如污泥焚燒。

這些工藝大部分都有穩(wěn)定和消毒，但是消毒的程度取決于一些參數(shù)如HRT（水力停留時間）或化學(xué)投加量。

顯然熱氧化工藝遠遠超出了污泥穩(wěn)定、消毒和巴氏消毒的要求。因為有機物被完全或幾乎完全消解。

污泥的生物穩(wěn)定

液態(tài)（濃縮后）：消化

我們最熟悉的是傳統(tǒng)的污泥處理方法——消化，它可以減少產(chǎn)泥量。無論好氧或厭氧，它都涉及到很多的能量。目前多數(shù)較大的處理廠或地區(qū)污泥中心都是采用該種方法，此種工藝在數(shù)量上還是領(lǐng)先的。同時，其他一些操作或在消化前或在消化后，也提供了強化的處理能力。

附著態(tài)污泥（脫水后）：堆肥

堆肥是現(xiàn)有的唯一可以把污泥從廢物變成產(chǎn)品的工藝，并被很多嚴格規(guī)定或標準認可。因為污泥變成一種新產(chǎn)品，容易操作（可堆積）而無味，消毒良好并且較干燥。這種工藝越來越流行。另一方面，由于它不減少最終的體積，需要很大的占地面積和較多人員。而且，為了滿足新規(guī)定中（臨時EU標準或EPAA級）關(guān)于消毒和氣味的要求，與傳統(tǒng)的“粗糙”工藝如曝氣靜態(tài)堆相比，需要更先進的工藝如“攪拌式反應(yīng)廊道”，它影響最終的運行費用。

這個工藝主要是通過一個移動的輪子攪拌并推動混合物，同時鼓風(fēng)機在曝氣，加速的生物降解產(chǎn)生一個均勻的泥堆。總的停留時間可以減小到2周，消毒效果非常好。

污泥的化學(xué)穩(wěn)定。污泥的化學(xué)穩(wěn)定主要是通過一個投加裝置對待穩(wěn)定污泥投加化學(xué)藥劑，以防止發(fā)酵和氣味。大計量投加可使病原體衰減。這種工藝一般投資便宜并且容易操作。但是，泥量不會減少，并且運行費用較高。

這兩種工藝不相互排斥，填埋土地的性質(zhì)決定著工藝的選用：如果土壤是酸性的，則可以選擇加石灰，但如果土壤是堿性的，則SAPHYRTM工藝可能更適合，因為它操作簡單，運行費用省。污泥的物理穩(wěn)定——加熱干燥。加熱干燥主要是通過熱驅(qū)動力除去剩余的自由水和鍵連接水。根據(jù)加熱的媒介的不同，加熱干燥可分為兩可分為兩種：一種是氣態(tài)在高溫和湍流狀態(tài)下流過干燥器（直接加熱），一種是用加熱液體（通常是蒸汽或加壓的水）傳遞熱量給污泥，通過干燥器的加熱壁（間接干燥）。加熱干燥的目的是使到達下游的污泥具有焚燒的熱持續(xù)性（一般30～35%）或者是容易處理和儲存的干燥污泥（60%）。如果要達到長時間的穩(wěn)定（幾個月），干固體含量應(yīng)達到90%或更多（最終干燥），而且顆粒的狀態(tài)也是容易操作使用的（包括農(nóng)田應(yīng)用）。另一個最終干燥的優(yōu)點是它可以方便的面對各種最終的處理方法，如農(nóng)田應(yīng)用、焚燒后用于水泥生產(chǎn)、或城市垃圾焚燒。它的缺點：第一是運行費用高，尤其是能源消耗，一般在熱干燥中，每蒸發(fā)一噸水需要3400MJ的熱量。但在脫水步驟中，除去一噸水只要6MJ（電能）；第二需要較多工作人員來清除死角中的粉末以防止火災(zāi)。

2.2可持續(xù)性熱氧化戰(zhàn)略

焚燒。流化床焚燒爐（FBF）就工藝性能來講，被證明是焚燒污泥最好的方法（湍流方式，燃燒后高達850度的溫度）。而且它運行可靠（在爐內(nèi)沒有轉(zhuǎn)動部分）。在40年的時間里，威望迪公司已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)建造了幾十座流化床焚燒爐（如歐盟、俄羅斯、土耳其）。

通常，在穩(wěn)定狀態(tài)不需要添加額外的燃料，熱平衡的持續(xù)性是可以達到的。如果污泥的熱值LCV太低（如低揮發(fā)性固體和/或固體含量），尾氣/氣熱交換器應(yīng)該足夠大以增加風(fēng)室的溫度。如果達不到（如延時曝氣的污泥含20%DS），則需要在前面加熱干燥。

關(guān)于干灰的處置，對于沒有工業(yè)污染的純市政污泥，重金屬不是問題。因為灰是以氧化物形式存在，他們滲透性不強，所以可以回用作水泥，用于工業(yè)和道路建設(shè)。

最后的副產(chǎn)物是酸步驟的清除。由于重金屬的污染，他們只能填埋在特殊的地方，但數(shù)量很小。

與城市固體廢物共同焚燒。為了減少投資，城市垃圾和市政污泥通常用一個焚燒爐。通常，一個人口當量每天產(chǎn)生150～250克的脫水后粘性污泥和1～3公斤的垃圾。根據(jù)焚燒爐的設(shè)計，可以通過10～25%（泥／垃圾）的粘性污泥來控制爐子的溫度。為了達到最優(yōu)化的燃燒，并且不會由于未燃燒的有機污泥污染熟料,可以用處理能力為1m3/h的PyromixTM設(shè)備，通過壓縮空氣把污泥轉(zhuǎn)成滴狀污泥。實際上，這種運行方式只有在污水廠離城市垃圾焚燒爐較近時有利，否則處理運輸?shù)馁M用將很高。此時污泥只在系統(tǒng)需要時作為控制流使用。

濕式空氣氧化法。威望迪水務(wù)系統(tǒng)研發(fā)的ATHOSTM設(shè)備在“中性”溫度（240度）和壓力（45巴）條件下被證明是高效的。80%的總COD被氧化，剩下20%是可溶的和高度可生物降解的。不需要后續(xù)脫水步驟，廢氣沒有毒性，固體礦物副產(chǎn)品包含重金屬是以一種不可滲透形式存在的。它們可以用于道路建設(shè)。而且液態(tài)部分，含有可生物降解的COD，可以很方便的用作污水廠的反硝化的碳源。

污泥中的有機氮先降解成可溶性的氨。這些氨，部分被吹脫后通過催化反應(yīng)轉(zhuǎn)換成氮氣進入大氣。

結(jié)論

激烈的競爭、嚴格的規(guī)范和環(huán)境保護的需要要求不斷開發(fā)新的工藝或用更為有效的工藝。對一個具體的項目，通過對工藝的合理選用可以滿足用戶的要求，需要考慮的是該工藝要能保護環(huán)境，造福于人，要能優(yōu)化物質(zhì)和能源的回收利用，以達到可持續(xù)性的發(fā)展的目的。

論文關(guān)鍵詞：污泥；處理；工藝；分析

論文摘要：作為一個先決條件，污泥至少應(yīng)當是穩(wěn)定的，在實際運行上即是要求沒有臭味。當?shù)鼗驅(qū)淼姆煽赡芤髸撸何勰嗫赡鼙灰笙荆褪铣Ｏ疽筮_到一個強制的目標：病原體如腸道病毒、傷寒菌、線蟲、寄生蟲卵等在處理后的樣品中應(yīng)當檢測不到。

篇7

【關(guān)鍵詞】 城市污水處理廠 污泥 污泥減量

隨著城市化水平的提高，污水處理廠不斷地建成和投入使用，很多未能得到妥善處置的污泥已成為負擔(dān)。如果僅是對污泥進行簡單的填埋，將會帶來嚴重的二次污染。如何將數(shù)量龐大、含水量高、成分復(fù)雜的污泥進行穩(wěn)妥的安全的處理，達到污泥的無害化和減量化，最終達到資源化，成為各界關(guān)注的問題。

1 城市污水處理廠污泥處理現(xiàn)狀與問題

1.1 城市污水處理廠污泥處理現(xiàn)狀

據(jù)不完全統(tǒng)計，我國目前每年產(chǎn)生干污泥約1000萬噸，約占總垃圾量的0.4%，且每年以10%的速度遞增。面對如此巨大的污泥產(chǎn)生量及其高速增長趨勢，要求我們在處理污泥問題時要具備長遠的眼光和科學(xué)合理的規(guī)劃，污泥處理問題刻不容緩。

1.2 我國污水處理廠污泥處理存在的主要問題

我國的污水處理廠在污泥處理方面主要存在以下問題：第一，在污泥處理的規(guī)模化成熟技術(shù)方面仍存在較大不足，還不能實現(xiàn)對污泥的高效的能量回收和物質(zhì)利用；第二，在污泥處理問題上，相應(yīng)的法規(guī)、制度尚不健全，無法從市場機制、標準體系、技術(shù)政策等方面給予其必要的支撐；第三，污泥處理的責(zé)任主體不明確。

2 我國污水處理廠污泥處理的方法

2.1 填埋

對于污泥處理我們以往最常用的方法是在垃圾填埋場處理，這種方法幾乎沒有對技術(shù)上的要求，操作非常簡單。但是隨著時間的推移，在城市生產(chǎn)生活產(chǎn)生的垃圾量和污泥產(chǎn)量不斷增加的情況下，污泥中含有的有機物和一些微量元素將會影響到地下水的質(zhì)量，由此產(chǎn)生的后果也不可估量。同時簡單的填埋處理還將占取大面積的垃圾場，故不能將其作為污泥處置的長久之計。

2.2 焚燒

污泥焚燒在我國污泥處理總量中占據(jù)比較小的比例。焚燒可以將污泥中的有機物釋放，能殺死其中的有害物質(zhì)，而且具有時間快、可回收、減量化等特點。但是在焚燒污泥的過程中，會產(chǎn)生大量的污染性氣體，對空氣環(huán)境的影響較為嚴重，且污泥處理的經(jīng)濟成本遠遠高于收益。

2.3 污泥農(nóng)用

在我國大多數(shù)邊緣化地帶上，污泥農(nóng)用的處理方式也是可以見到的。這種方式是基于污泥中的一些有機物和部分微生物菌體可以在一定程度上起到促進農(nóng)作物生長的作用，將其作為一種很好的土壤改良劑。但是同時，污泥中的有害元素也會對農(nóng)作物甚至土壤環(huán)境產(chǎn)生危害。世界上已經(jīng)有一些國家對此采取措施，杜絕污泥摻雜到農(nóng)作物的原料中，更不讓污泥在市場中出現(xiàn)。

3 城市污水處理廠污泥的綜合利用

3.1 能源與熱能利用

污泥制油技術(shù)可以由兩種工藝技術(shù)實現(xiàn)：一種是污泥熱解制油技術(shù)。其原理是在無氧或低于理論氧氣量的環(huán)境下，將污泥加熱到一定的溫度，利用高溫環(huán)境下，污泥的有機質(zhì)熱裂解和熱化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，使污泥中的固體物質(zhì)分解為油、不凝性氣體和炭三種可燃物質(zhì)，部分產(chǎn)物可以作為干燥與熱解的能源，剩余可以當能源回收；二是污泥直接油化技術(shù)。該技術(shù)是在高溫高壓、催化劑的環(huán)境下，污泥中的高分子化合物質(zhì)通過分解、縮合、脫氫、環(huán)化等一系列反應(yīng)后變成低分子油狀物質(zhì)，目前已經(jīng)在美國、英國、日本等國家得到推廣使用。

3.2 農(nóng)業(yè)利用

污泥中含有許多植物生長需要的元素，其中有機物的含量尤為突出，可以稱為一種物美價廉的有機肥料。但是將污泥用作肥料使用需要滿足以下條件：達到規(guī)定的衛(wèi)生指標，同時還要沒有病菌，污泥中的營養(yǎng)元素和有機物均達到相關(guān)要求，含氮量也應(yīng)該符合標準量。在滿足上述要求的前提下，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，污泥還是具有相當?shù)目衫脙r值。

3.3 污泥制作建筑材料

在建筑材料制造領(lǐng)域，污泥具有明顯的資源化利用優(yōu)勢。由于建材行業(yè)對原料的需求量巨大，將污泥中的有害物質(zhì)分解和固化，就地消化污泥，對于有機含量偏低、不宜農(nóng)用的污泥不失為一種有效的處理方式，具有廣泛的應(yīng)用前景。將污泥作為生產(chǎn)生態(tài)水泥的原料，也是解決城市污泥處理問題的一條有效途徑。發(fā)達國家對于利用污泥等廢棄物生產(chǎn)生態(tài)環(huán)保水泥已經(jīng)有了成熟的經(jīng)驗，在歐洲水泥生產(chǎn)者聯(lián)合會旗下的水泥廠中每年都有百萬噸級的有害廢物通過焚燒處理用于水泥生產(chǎn)。

3.4 提取重金屬

城市污水處理廠中的污泥還可能含有部分重金屬，如Hg、Pb、Cu、Zn等，我們可以通過適當調(diào)整污泥性狀，向其中添加化學(xué)藥劑，用來改變污泥中重金屬的形態(tài)，從而利用重金屬和其化合物的特性將其從污泥中分離提取出來。在污泥中添加某些還原劑可以對Hg等具有揮發(fā)性的重金屬進行還原使之成為金屬單質(zhì)，然后對Hg等揮發(fā)性的重金屬進行提取，最終達到回收利用的目的；同樣還可以使一些重金屬生成沉淀物沉淀下來后，利用離子交換對重金屬進行分離提純。但是污泥中的重金屬含量總體偏低，而分離提純的成本又較高，所以這種方式目前很少在城市污水處理廠得到實際應(yīng)用，大部分還停留在試驗研究的階段。

總而言之，隨著社會的不斷發(fā)展和進步，污泥處置問題逐漸成為人們在生態(tài)環(huán)境建設(shè)領(lǐng)域的一個重點、難點。如果我們在污泥處置問題上措施不當，污泥會使環(huán)境問題更復(fù)雜，能源和資源的損失也不可估量。如果污泥能夠得到科學(xué)、妥善的處理，它完全可以作為資源再次為我們所利用，并能帶來一定的經(jīng)濟價值。由于我國在污泥處理方面欠缺經(jīng)驗，并且區(qū)域性處理方式又不盡相同，所以我們在處理污泥的時候，要因地制宜，結(jié)合當?shù)氐木唧w情況，對處理污泥的手段要具體分析，最終目的都是要實現(xiàn)污泥的綜合利用與資源化。

參考文獻：

[1]戴曉虎.我國城鎮(zhèn)污泥處理處置現(xiàn)狀及思考[J].水業(yè)導(dǎo)航，2012.

篇8

關(guān)鍵詞：活性污泥 厭氧污泥 重金屬污水處理 微生物

Study and Development of Activated-Sludge Treatment of Heavy Metal-Containing Wastewater

Abstract：The effects of activated-sludge treatment of heavy metal-containing wastewater are discussed in respect of different types of activated sludge and treatment of different heavy metals．The mechanisms of activated-sludge treatment of heavy metal-containing wastewater are analyzed，with possible ways put forward to improve the treatment capability of activated sludge，which provide some references for the improvement and perfection of the study of activated-sludge treatment of heavy metal-containing wastewater．

Key words：activated sludge; anaerobic sludge; treatment of heavy metal-containing wastewater; microorganism

傳統(tǒng)上處理重金屬廢水的方法主要是物理化學(xué)法，如吸附法、離子交換法、化學(xué)沉淀法、膜分離法、氧化還原法等，但這些方法都具有二次污染嚴重，處理成本高等問題。近年來人們開始為重金屬廢水的處理尋找新的方法。過去人們普遍認為活性污泥法不宜用來處理重金屬廢水，因為重金屬廢水中有機物質(zhì)較少，而且重金屬對污泥中的微生物有很強的毒害作用。但近年的研究結(jié)果表明，通過改造現(xiàn)行的活性污泥法可以處理重金屬廢水[1-2]。活性污泥法處理重金屬廢水主要是利用活性污泥中的細菌、原生動物等微生物與懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)混雜形成的具有很強吸附分解能力的污泥顆粒來完成的。目前研究主要集中在活性污泥對重金屬吸附能力以及活性污泥處理重金屬廢水的機理等方面。本文旨在通過對活性污泥處理重金屬廢水的工藝現(xiàn)狀及其機理的分析，提出一些能提高活性污泥處理能力的切實可行的途徑，為該方法的進一步研究和推廣應(yīng)用提供參考。

1 活性污泥對重金屬廢水的處理

不同的活性污泥體系對重金屬的去除效果和機理都不盡相同，選擇一個適應(yīng)范圍廣、抵抗重金屬能力強的污泥體系是當前研究的重點之一。

1.1 不同類型活性污泥的處理效果

活性污泥可分為厭氧污泥和好氧污泥。好氧污泥主要利用生物絮凝和細菌分泌的胞外聚合物吸附—螯合重金屬，因為好氧污泥含有的胞外聚合物和所帶負電荷均高于厭氧污泥，所以好氧污泥比厭氧污泥更易形成絮凝體，去除水中的重金屬。厭氧污泥主要利用細菌分解產(chǎn)物沉淀重金屬。本人對好氧污泥和厭氧污泥處理含鉻廢水進行了比較，通過兩個月對污泥的馴化，厭氧污泥可以處理Cr(Ⅵ)的質(zhì)量濃度為600mg／L的廢水，而好氧污泥只能達到100mg／L左右，這主要是因為厭氧條件下，Cr(Ⅵ)被細菌產(chǎn)生的強還原性物質(zhì)硫化氫還原成Cr(Ⅲ)，Cr(Ⅲ)以氫氧化物的形式從水中沉淀去除，而在好氧條件下，污泥中的氧化還原電位高，Cr(Ⅵ)不易被還原。

此外，不同類型的污泥吸附重金屬的效果也不盡相同。E．Bux等[3]，對剩余活性污泥和消化污泥吸附鋅作了對比研究。當處理鋅的質(zhì)量濃度為1 200mg／L的廢水時，剩余活性污泥與消化污泥各自的最大吸附量為22.65和16.8mg／g，剩余污泥吸附鋅的能力要強于消化污泥，同時隨著鋅濃度的提高剩余污泥的吸附總量也提高了，這是因為剩余污泥比消化污泥具有更高電負性。

1.2 活性污泥對不同重金屬的去除效果

不同重金屬對活性污泥的毒害機制是不同的，這就決定了活性污泥對其去除效果的差異性。

1.2.1 鋅

B．W．Atkinson等[4]研究了剩余活性污泥處理電鍍廢水，該電鍍廢水中主要含有110mg／L鋅，同時還含有少量的Cu2+，Cd2+，Ni2+，Cr3+和Cr6+戶，其研究結(jié)果表明活性污泥對鋅的去除率高達96％，其他金屬平均去除率均為80％以上。馬曉航等[5]，研究了用SRB(硫酸鹽還原菌)處理含鋅廢水的活性污泥床工藝及影響運行的主要因素，該工藝可在進水COD和鋅的質(zhì)量濃度分別為320mg／L與100mg／L時有效運行，有機物和Zn2+的去除率分別達到73.8％和99.63％。在水力滯留時間降至6h時，Zn2+的去除率仍可達94.55％。進水Zn2+的質(zhì)量濃度低于500mg／L時裝置可以穩(wěn)定運行，而當質(zhì)量濃度達到600mg／L時，硫酸鹽還原菌受到Zn2+的明顯毒害，去除效果顯著降低。

1.2.2 鉛

王士龍等[6]利用活性污泥對含鉛廢水進行了研究。結(jié)果表明，當廢水pH值控制在4-9范圍內(nèi)，ρ(Pb2+)小于100mg／L，鉛與活性污泥的質(zhì)量比為1：300時，鉛的去除率均在99％以上，而其它酸度范圍去除率均較低。

1.2.3 鉻

王士龍等[7]還利用活性污泥處理含鉻廢水，當Cr(Ⅵ)在20mg／L以內(nèi)的電鍍廢水，pH值控制在3—10之間時；其去除率達到95％以上。

Song等[8]研究了硫酸鹽還原菌處理含鉻廢水的能力。在厭氧條件下，硫酸鹽還原菌可以還原130mg／L Cr(Ⅵ)，同時還可降解廢水中的硫酸鹽。

當前的研究情況表明，活性污泥幾乎可以應(yīng)用到所有重金屬廢水的處理中，其中以培養(yǎng)含有SRB的厭氧活性污泥最具有發(fā)展?jié)摿Γ@與其能同時處理多種重金屬和硫酸根的特點有關(guān)。

2 活性污泥法處理重金屬的機理

活性污泥處理重金屬廢水機理很復(fù)雜，通常認為活性污泥對重金屬的作用包括沉淀，吸附和胞內(nèi)吸附等。

2.1 重金屬的沉淀機理

重金屬的沉淀主要是利用污泥中微生物新陳代謝產(chǎn)物與重金屬離子直接生成難溶性的沉淀，或?qū)⒅亟饘龠€原后再生成難溶性的沉淀，從而達到從水相去除的目的。用SRB處理重金屬廢水是近年發(fā)展很快的方法。其原理是利用SRB在厭氧條件下產(chǎn)生的H2S和廢水中的重金屬反應(yīng)，生成金屬硫化物沉淀以去除重金屬離子。Van等[9]研究以蔗糖作為有機源，利用SRB還原硫酸根，去除重金屬銅，鉛等重金屬離子，從而提出以下的反應(yīng)過程：

①產(chǎn)酸菌將復(fù)雜有機物質(zhì)分解生成氫和簡單有機酸，如丙酸、乙酸等。

②SRB利用氫作為電子供體將硫酸根還原成負二價硫。

③負二價硫與重金屬離子生成難溶于水的金屬硫化物。

當前對利用氫作為電子供體的SRB的研究比較多，但對其它類型SRB的研究則相對較少。加上影響SRB對硫酸根作用的因素眾多，這就使對SBR處理重金屬機制的研究變得復(fù)雜和艱難。目前研究還僅限于對單一菌種，多種細菌共存的體系還未見報道。研究多種細菌共存對處理效果影響以及其作用機制將是下一步研究的重點。

2.2 重金屬的吸附機理

重金屬的吸附是通過利用微生物本身結(jié)構(gòu)或其分泌物和代謝產(chǎn)物來實現(xiàn)的，如動膠菌、藍細菌等能夠產(chǎn)生胞外聚合物(ECP)，如多糖、糖蛋白、脂多糖等。革蘭氏陰性細菌分泌的胞外聚合物是由脂多糖、莢膜多聚糖和其他的蛋白質(zhì)等組成。這些分泌物在細胞表面上易于脫落。革蘭氏陽性細菌所分泌的則是由脂磷壁酸、多聚糖和游離蛋白質(zhì)組成。這些胞外聚合物含有大量的陰離子基團，如羧基、磷酰基、硫酸根等易與金屬離子結(jié)合。天然多聚糖上陽離子能與水辮液中二價重金屬離子進行離子交換，如藻酸鹽中K+，N a+，Ca2+，Mg2+就能夠與相應(yīng)的陽離子如Co2+，Cu2+，Cd2+和Zn2+進行交換，從而達到生物吸附重金屬的目的。Aksu等[10]還通過實驗證明了C.Vulgari和Z.Ramigera是通過細胞壁的多聚糖上氨基和羧基與金屬之間韻吸附和配位作用來吸附銅的。但生物吸附機理仍不是十分清楚，當前對其比較有影響的解釋是巴斯韋爾，麥金尼等所提出的粘液學(xué)說和含能說。

2.3 重金屬的胞內(nèi)積累機理

一般金屬離子要進入細胞體必須經(jīng)過胞外結(jié)合與運輸?shù)桨麅?nèi)兩個步驟[11]，前者迅遺且不需能量，后者緩慢并依賴能量及代謝系統(tǒng)調(diào)空。由于大部分的重金屬對微生物都有害，所以很難研究高濃度下重金屬的吸附機理。通常認為重金屬進入細胞膜的傳送機制與代謝作用必須的離子鉀、鎂、鈉的相類似。但當有時相同電荷和離子半徑近似的重金屬離子共存時，這種傳送系統(tǒng)就可能會將這幾種共存金屬同時傳人到細胞體內(nèi)，使細胞新陳代謝功能出現(xiàn)障礙。如Cr(VI)在pH=7-9范圍內(nèi)主要以CrO42-的形式存在。而CrO42-，硫酸鹽和磷酸鹽結(jié)構(gòu)相似，較易經(jīng)過一般陰離子的傳輸渠道穿過細胞膜。在有還原性質(zhì)物質(zhì)存在的條件下，Cr(Ⅵ)作為電子受體，在酶的作用下，進行細胞內(nèi)還原。

3 活性污泥法的改進

活性污泥處理高濃度的重金屬廢水是一種全新的處理方法。在過去的二十多年里，人們研究集中在微生物處理重金屬的機制、優(yōu)化活性污泥處理重金屬廢水的工藝參數(shù)等方面。但由于研究還不夠透徹，使活性污泥應(yīng)用受到了限制。如何提高活性污泥法的應(yīng)用范圍，提高活性污泥的處理效果，降低活性污泥法的生產(chǎn)成本，可以從以下幾個方面進行改進。

3.1 改變活性污泥的形態(tài)

將絮狀活性污泥培養(yǎng)成顆粒污泥，為微生物提供一個穩(wěn)定的微生態(tài)系統(tǒng)，有利于微生物抵抗高濃度的重金屬離子；顆粒污泥形成有利于細菌對營養(yǎng)的吸收；顆粒污泥能維持一個相對穩(wěn)定的微環(huán)境，有利于抵抗廢水的突變[12]。

3.2 生物強化技術(shù)

生物強化技術(shù)是通過向廢水處理系統(tǒng)中直接投加H-自然界中篩選的優(yōu)勢菌種或通過基因重組技術(shù)產(chǎn)生的高效菌種，以改善原處理系統(tǒng)的能力，達到對某一種或某一類有害物質(zhì)的去除或某方面性能的優(yōu)化目的。其實現(xiàn)需要三個步驟：①高效菌種的獲得；②高效菌種在投加系統(tǒng)中保持及活力的表達；③對目標物的有效去除或原系統(tǒng)性能的有效改善。生物強化技術(shù)有利于減少活性污泥的馴化時間，增強活性污泥處理效果，并可以根據(jù)廢水特性有選擇性地投加特定菌種，從而使活性污泥適應(yīng)能力顯著增強。但目前主要是針對單一菌種處理重金屬效果的研究，對復(fù)合功能菌的研究較少。復(fù)合功能菌借助不同菌種之間相互協(xié)調(diào)共生，有利于增強茁群整體對于環(huán)境的抵抗能力，保持在系統(tǒng)中的活力，提高與系統(tǒng)中固有菌對營養(yǎng)物的競爭能力，從而保證強化技術(shù)有效實施。

3.3 促進微生物胞外聚合物(ECP)的分泌

活性污泥形成過程是先由細菌形成菌膠團，再進一步絮凝成活性絮凝體，絮體的形成和細胞產(chǎn)生的胞外聚合物有很大關(guān)系。細菌產(chǎn)生的胞外聚合物越多，絮凝聚合作用就進行得越快。胞外聚合物的形成與細菌的生長階段有關(guān)。在細菌生長對數(shù)期，細菌開始絮凝，到穩(wěn)定生長期時，胞外聚合物大量形成。

目前對微生物產(chǎn)生ECP的機制和生物絮凝過程研究不是十分清楚，針對提高分泌ECP能力的研究還處于試驗探索階段，這一方面研究還有待于進一步加強。

4 結(jié)語

活性污泥法處理重金屬廢水具有成本低，環(huán)境友好等優(yōu)點，是一種較有發(fā)展前途的方法。但活性污泥法尚有許多的不足之處，如利用沉淀機制處理重金屬廢水，則剩余活性污泥需要進行再處理回收其中的金屬成分。當前活性污泥法大多還處在實驗室和中試階段，進行了大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的研究成果還很少，若想在此領(lǐng)域有所突破，還必須加強在生物強化技術(shù)等方面的研究，同時提高工業(yè)過程和設(shè)備自動化水平。

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篇9

關(guān)鍵詞:城市污水處理廠；節(jié)能降耗；途徑

由于城市人口的日益劇增，城市污水處理廠的運作也變得越來越難。如何使城市污水處理廠的運作效率實現(xiàn)有效的提高，在確保出水水質(zhì)的前提下使污水處理廠的運作能耗實現(xiàn)有效的減少，從而達到節(jié)能降耗的目的，這是當下亟待所有污水處理廠解決的一大難題。為此，筆者對當下我國城市污水處理廠的能源損耗及其分布情況進行了分析，同時對如何實現(xiàn)城市污水處理廠的節(jié)能降耗進行了探討，可供參考。

1當下我國城市污水處理廠的能源損耗及其分布狀況

城市污水處理屬于一個能源損耗較高的產(chǎn)業(yè)，其能源損耗主要體現(xiàn)在燃料、藥耗以及電能等多個方面，其中電能損耗大概占據(jù)了總體能源損耗的90%，因此，電能損耗是城市污水處理廠能源損耗較大的一個部分。2011年，我國城市污水處理廠的用電量大概達到了100×108KW•h，大概是我國社會用電量總和的0.2%。城市污水處理廠的電能損耗主要體現(xiàn)在供給生物處理的氧氣、提升污泥污水、處理處置污泥、廠區(qū)照明、混合的推動以及附屬建筑的用電等方面。其中電能損耗最大的一個環(huán)節(jié)就是曝氣，其電能損耗大概是污水處理廠總體電能損耗的50%，其次，污泥污水的處理處置也是污水處理廠中電能損耗較大的一個環(huán)節(jié)，其電能損耗大概占據(jù)了總體電能損耗的3%~5%，由此可見，我國的處理污泥污水的設(shè)備及技術(shù)還待進一步的優(yōu)化。到目前為止，我國城市污水處理廠的平均電能損耗水平是0.29kwh•m-3，其中有84%的城市污水處理廠的平均電能損耗水平保持在0.440kwh•m-3，較之西方發(fā)達國家，我國污水處理廠的平均電能損耗水平還相對比較落后。例如，目前我國單位年限內(nèi)處理污水的電能損耗總和大概是100×108KW•h，假如電能損耗能夠減少20%，那么就可以節(jié)省20×108KW•h的電能，因此，我國城市污水處理廠在節(jié)能降耗方面還是具有較大的發(fā)展空間的。

2城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑

目前我國城市污水處理廠的能源損耗主要分布在處理、處置污泥以及處理、提升污水等環(huán)節(jié)，其能源損耗主要體現(xiàn)在藥劑損耗、污水處理以及設(shè)備的電能損耗等方面。因此，應(yīng)當從改進污水污泥的處理、曝氣和泵領(lǐng)域以及日常運作的節(jié)能設(shè)計等方面著手來實現(xiàn)城市污水處理廠的節(jié)能降耗。

2.1曝氣設(shè)施節(jié)能降耗途徑

城市污水處理廠中能源損耗較多一種設(shè)備就是曝氣機，因此，若想使城市污水處理廠的能源損耗實現(xiàn)有效的減少，就必須將曝氣設(shè)備的節(jié)能降耗工作落實到位。通過對某市污水處理廠的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該污水處理廠大約50%的能源損耗都是源自曝氣設(shè)備。按照目前的工作標準要求，再根據(jù)以往的實踐，筆者認為可從如下三方面來實現(xiàn)曝氣設(shè)備的節(jié)能降耗：第一，可通過應(yīng)用變頻器來使交流電機的轉(zhuǎn)速方式實現(xiàn)有效的優(yōu)化，從而有效的把控風(fēng)機的具體流量，進而使風(fēng)機達到節(jié)能降耗的目的；第二，可從內(nèi)部著手，對溶解氧自動控制系統(tǒng)加以選取與應(yīng)用，以便有效的把控好溶解氧的濃度。在處理污水的過程中，污水的處理效果會因溶解氧濃度的大小而受到直接的影響，通過選用溶解氧自動控制系統(tǒng)來對溶解氧濃度實施科學(xué)、恰當?shù)目刂疲梢允谷斯げ僮鞯恼`差實現(xiàn)有效的降低，從而達到節(jié)能降耗的目的；第三，可通過改善曝氣系統(tǒng)，再借助精準的把控辦法來使曝氣設(shè)施實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。譬如，可以依據(jù)有關(guān)部門的幫助，再結(jié)合污水處理廠的實際經(jīng)濟狀況，制定漸減式的曝氣設(shè)計預(yù)案。在第1環(huán)節(jié)、第2環(huán)節(jié)以及第3環(huán)節(jié)中分別按照35%、30%以及25%的比例來設(shè)置曝氣，如此一來，不僅可以使曝氣設(shè)備的工作效果實現(xiàn)逐步提升，同時還能使曝氣設(shè)備達到節(jié)能降耗的目的。

2.2污水提升泵站的節(jié)能降耗途徑

城市污水處理中一個非常重要的能源損耗設(shè)備就是污水提升泵，其會對后期的污水處理能否繼續(xù)進行造成極大的影響，而且其本身的能源損耗也非常大，對污水提升泵站設(shè)計進行改善可以極大的提升污水提升泵站的節(jié)能降耗效果。當下我國城市污水處理廠泵之所以會損耗較多的能源，主要是因為電機缺乏較高的效率、運作控制不良和水量波動以及設(shè)計的動作能力比實際水量所需的能量要大等。因此，筆者認為可從如下幾方面著手來實現(xiàn)污水提升泵站的節(jié)能降耗：第一，選用變頻泵來代替所有的提升泵，以便全面提高城市污水處理廠的總體性能。例如，我國某市的污水處理廠通過改造提升水泵的變頻技術(shù)，實現(xiàn)了大約12%的能源節(jié)省；第二，將工頻泵轉(zhuǎn)變成部分變頻泵，并將其當作最終的調(diào)速泵，再根據(jù)實際情況來對其進行運作；第三，采取多級動態(tài)液位控制對策技術(shù)。在現(xiàn)實的運作過程中，可采取轉(zhuǎn)速加臺數(shù)控制法來使定速泵實現(xiàn)平均流量運作，如果水流的波動比較大時，應(yīng)當對轉(zhuǎn)臺數(shù)進行適當?shù)脑鰷p，再通過改變調(diào)速泵的運作速度來迎合水流量的改變；第四，應(yīng)當經(jīng)常對水泵實施養(yǎng)護，以使水泵的電能損耗及摩擦實現(xiàn)有效的減少。若想使水泵達到節(jié)能降耗的目的，則必須對提升泵的運作效率進行全面的提高，除了應(yīng)當采取如上辦法之外，還必須從泵設(shè)備著手，加大對泵的高程設(shè)置及日常管理力度，再根據(jù)污水處理廠的具體運作狀況，不斷的對運作條件進行歸納與總結(jié)，以便選取出最好的運作條件，從而最大限度的提升泵設(shè)備的動作效率。

2.3污泥處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗途徑

污泥處理在城市污水處理廠中也是一個非常重要的部分。目前的污泥比較繁雜，其除了包含的污染物非常多之外，而且其分解過程也極其繁雜，如果只是簡單的采取處理污泥的辦法，根本無法取得較為理想的處理效果，所以，在處理污泥的過程中，還應(yīng)當對污泥資源的回收利用加以探求，以實現(xiàn)污泥處理的節(jié)能降耗。污泥的處理環(huán)節(jié)主要可分為污泥的脫水、穩(wěn)定以及濃縮等三個部分。其中，主要可利用自然脫水及機械脫水兩種辦法來對污泥進行脫水處理，當下使用較為廣泛的就是機械脫水方式，機械脫水損耗的能源主要是電能，通常來說，采取離心脫水方式所損耗的電能相對比較少，可是無法達到較好的污泥的預(yù)處理效果，而且還極易出現(xiàn)機械磨損情況，因此，應(yīng)當通過實踐來對更好的脫水技術(shù)加以尋求，以使污泥處理的節(jié)能降耗效果實現(xiàn)有效的增強；污泥的穩(wěn)定主要包括好氧、厭氧以及堆肥處理等三個環(huán)節(jié)，不過也有很多污水處理廠不對污泥進行穩(wěn)定處理就直接實施污泥的脫水處理的。通常來說，厭氧消化過程中所形成的沼氣可用于補充泥污穩(wěn)定過程的能量；污泥濃縮應(yīng)當將生物氣浮技術(shù)作為首選，并以此來取代單純的策略氣浮，從而達到提高濃縮效率、減少能源損耗的目的。除此之外，還應(yīng)當將潺潺的回收利用落實到位。揮發(fā)性有機物占據(jù)了污泥的絕大部分，日本主要是利用厭氧來削減消化污泥，通過此種辦法，每噸污泥可以形成大概680m3的沼氣，再借助磷酸型燃料電池殼大概可以得到污水處理廠50%的能源。回收利用污泥的辦法主要包括如下幾種：對厭氧消化的所形成的沼氣加以回收利用；對焚燒污泥所形成的熱能加以回收利用；摻燒及堆肥。

2.4污水處理環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗途徑

污水處理過程的能源損耗主要體現(xiàn)在污水的生化處理及污水預(yù)處理環(huán)節(jié)，其中，污水生化處理環(huán)節(jié)的能源損耗主要產(chǎn)生于曝氣系統(tǒng)，而污水的預(yù)處理環(huán)節(jié)主要可分為沉砂池及格柵。因為前面有討論過曝氣系統(tǒng)，故此處著重討論污水預(yù)處理過程的能源損耗。首先，曝氣沉砂池極易因曝氣設(shè)施的應(yīng)用而出現(xiàn)較大的能源損耗，所以，通常應(yīng)當采取旋流式及平流式的方式來設(shè)計沉砂池，以達到節(jié)能降耗的目的；其次，必須將設(shè)置格柵落實到位，盡管整個格柵在處理污水的過程中沒有較大的節(jié)能作用，可是，其卻可以有效的降低后期其他設(shè)備的能源損耗，所以，必須針格柵的設(shè)置落實到位。通常情況下，可以在泵房集水井、污水渠道的進口位置或者污水處理廠的前段位置設(shè)置格柵，以此來截留較大的漂浮物，避免出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，進而確保污水設(shè)備的正常運作。

3結(jié)語

總而言之，城市污水處理對于發(fā)送我國城市用水環(huán)境以及促進我國經(jīng)濟的健康、穩(wěn)定發(fā)展都具有極其重要的意義，但是其卻存在著較大的能源損耗問題，因此，如何在城市污水處理廠中采取節(jié)能降耗途徑，這是值得我們不斷探索與研究的課題。

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篇10

關(guān)鍵詞：污泥；研究進展；生物法 ；物理法

1、研究現(xiàn)狀

在處理廢棄的污水的時候，往往也會有非常多的污泥產(chǎn)生，其中絕大部分的剩余污泥則是由使用了活性去除污泥的方法產(chǎn)生的。有關(guān)的學(xué)者調(diào)查研究得出，二零一二年我國產(chǎn)生的污泥高達兩千多萬噸，二零一五年甚至將會達到三千多萬噸，這可以說是一個非常大的數(shù)字，讓人不禁驚悚。不僅如此，存在與污水中的污染物差不多有一半是存在于污水中的污泥中，如果對于這些污泥不能夠比較完善的處理掉將會再一次造成污染，可以說危害更為嚴重，因此我國十分的重視如何妥善處理污泥，隨著近年來我國污泥越來越多，我國也越來越重視。用物理的角度來觀察污泥的話，污泥是一種膠狀體帶有少量的電量，體積比較大且含水量高，一般在處理污泥時為了方便對其進行運輸和回收利用，需要在處理之前對其進行脫水處理，一般情況下用于這方面的資金占總資金的比重高達百分之六十。

機械脫水是我國最主要的脫水的方法，顧名思義就是說利用某些機械對其產(chǎn)生巨大的壓力或者某些容器高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生巨大的離心作用從而達到脫水的目的。但是污泥的構(gòu)造并不是我們想象的那么簡單，相反他的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，一般情況系下直接使用機械脫水的方法對污泥進行脫水處理不能達到我們預(yù)想的效果，這就需要使用一些手段對污泥前處理，但是由于前處理的方法不同，脫去的水分等物質(zhì)也不同，可以說機械脫水的程度和速度在一等程度上受到前處理的影響。就目前而言，國際上常用的前處理方法主要有熱處理、添加某些活性劑或者是絮凝劑以及凍融處理等。現(xiàn)在有很多的因素會影響到機械脫水，如何能更好的對污泥進行脫水處理可謂是至關(guān)重要。

2、目前面臨的難題

一般新產(chǎn)生的污泥的含水量在百分之九十六到百分之九十八，而某些活性污泥更是高達百分之九十五到百分之九十八。即使使用各種手段比如機械脫水和濃縮作用等的處理，他的含水量仍然高達百分之七十，對其進行干燥時依然需要消耗非常的多的能量。國內(nèi)外的眾多學(xué)者針對這一問題展開了討論和研究，其中當以田禹、何培培等人的發(fā)現(xiàn)為最，為后來學(xué)者的進一步研發(fā)提供了大量的可借鑒之法。

眾多學(xué)者的研究結(jié)果雖然各不相同，但是都有一個共同點，都指出了當污泥中水的含量比較低時，其中的某些物質(zhì)會通過吸附的方式增加結(jié)合水，是顆粒的體積增大來阻止被過濾掉。除此之外，還有更多的因素會影響到脫水，微生物以及有機物就是其中兩個比較常見的原因，當污水中的有機物增多時，會使微生物快速的大量增殖，能在極短的時間內(nèi)繁衍出數(shù)以億計的微生物。而這些微生物又會釋放一種能夠使污泥更加堅固的物質(zhì)，這就給機械脫水造成了極大地困難，使效果達不到理想目標。因此想辦法除去污泥里面的結(jié)合水成了解決機械脫水的難點所在。

3、針對前處理的討論

由于使用機械法很難除去污泥里面的一些結(jié)合水，于是國內(nèi)外的專家經(jīng)過研究，最終得出了對其進行前處理來解決這一難題，一般常用的方法有生物法、化學(xué)法以及物理法。

在裝滿生物的溶液中浸泡的方法剛開始只是去除污泥中的金屬，就是使用微生物發(fā)酵產(chǎn)生的酸性物質(zhì)分解金屬來達到目的，近年來有些學(xué)者意外發(fā)現(xiàn)這些酸性物質(zhì)在分解金屬的同時還改變了污泥的某些性能，使其進行機械脫水時更簡便。經(jīng)過周立祥等眾多學(xué)者的研發(fā)，最終得出了一套新的前處理的方法，能使水分更加容易的被脫去。

所謂的化學(xué)法沒有人們想象的那么復(fù)雜，只不過是利用了一些化學(xué)知識而已，利用絮凝劑可以使污泥中的某些物質(zhì)凝聚起來，從而改變污泥的某些特性。絮凝劑可以分成兩組即有機和無機絮凝劑。科研人員實驗發(fā)現(xiàn)，在污泥處理的過程中普通類型的絮凝劑很難起到較大的效果還浪費錢財。然而經(jīng)過大量的試驗之后，科研人員又發(fā)現(xiàn)無機也有很多不好的地方，比如他雖然能夠在很大程度上改變污泥的某些特性從而達到絮凝的效果，但是他在使用完后仍然存在于污泥中很難被分解，給后面的工作帶來了極大的困擾，因此科研人員又發(fā)現(xiàn)了易于降解的有機的絮凝劑。

接下來就是眾所周知的物理法，其實物理法在很多年前就已經(jīng)有人開始使用了，大多數(shù)人對此應(yīng)該不會陌生，熱處理法、在污泥中添加木灰等物質(zhì)、冷凍法等都已經(jīng)能夠成熟的運用，接下來本文介紹的主要是近年來新型的幾種科技-超聲波法和磁場法。所謂的超聲波法就是利用了聲波的不同頻率，以此來改變污泥的某些特性。經(jīng)過眾多科研人員的激烈爭論，最終得出超聲波能夠利用其較大的頻率破壞污泥中細胞的結(jié)構(gòu)，從而起到脫水的效果；所謂的物理法指的是對污泥施加一個磁場，改變污泥內(nèi)部微生物的某些活性比如新陳代謝，進而改變它的結(jié)構(gòu)，，破壞遺傳物質(zhì)。事實證明物理法處理后，污泥的脫水性能提升了很多。

4、對比與歸納

上述講了最常用的幾種前處理的方法，經(jīng)過一段時間的發(fā)展，他們都更加的完善，每種前處理都各具特色，因此在進行前處理時選擇合適的方法往往會事半功倍，接下來就對這幾種方法進行了對比與歸納。生物法和物理法處理過的污泥明顯要比化學(xué)法處理過的污泥的含水量低，還能為接下來的操作提供各種方便，最重要的是不會對環(huán)境造成二次污染。由此可見，這兩種方法是比較合適的前處理方法。

經(jīng)過上文的闡述，我們可以很明顯的看到，前處理確實對改善污泥的某些性能有很大的幫助，尤其是生物法和物理法，但是凡事都不可能是完美的，這幾種方法還需要進一步開發(fā)。物理法主要是找到一個更為合適的作用強度和時間，對電磁強度等都有要求；生物法主要是努力尋找新的效果更加明顯的微生物物種，同時還應(yīng)該在已有的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化等。

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