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城市污水處理過程污泥減量技術的機理分析及研

來源:未知 發布日期:2019-09-17 13:53 瀏覽:

隨著污水污泥處理量的不斷增長以及更加嚴格的污水污泥排放標準的頒布,傳統的污泥處理處置方法不能完全解決污泥的出路問題,人們開始由污泥的末端治理轉向“源頭控制”,因此污水處理過程污泥減量技術得到了廣泛的研究,并且某些技術已成功應用在大型污水處理廠內。針對近幾年研究和應用較多的污泥減量技術,通過對減量機理和效果的分析可知,單獨的減量單元都存在一定的弊端,需要與其他工藝單元優化組合;一些技術的減量效果不僅僅由一種機制引起,而是由多種機理綜合作用;污泥減量過程中存在氮、磷去除率低的矛盾,營養元素的歸趨尚不明確,這些將成為今后污泥過程減量技術研究的熱點和難點。

 

前言

 

    我國約80%的城市污水處理廠采用活性污泥法,其污泥產量已達1500 萬t /a(含水率為97%) 以上,并以每年大約10%的速度增長。由于我國污泥有機質含量偏低,污泥厭氧消化技術的推廣受到了限制;我國缺乏污泥焚燒尾氣排放標準以及民眾對焚燒的理解不全面,使得污泥熱處理技術未受青睞;而污泥脫水后泥餅的去向以及堆肥處理后產品的銷路也是各技術難以推廣的瓶頸。因此,只有從源頭控制最大程度地減少污泥產生量,才是可持續且環境友好型發展方向。源頭污泥減量技術的研發及減量機理的研究已成為近年來國內外研究的熱點。 

 

    目前污泥減量技術主要基于以下四種理論:溶胞-隱性生長、能量解偶聯代謝、維持代謝和動物捕食。隨著研究的不斷深入,污泥減量技術逐漸由實驗室研究發展到中試規模、部分技術甚至在實際工程中得到應用,且取得了明顯的污泥減量效果。同時,人們發現某些工藝的污泥減量不僅僅是由一種機理來實現,而是幾種機理共同作用的結果。本文在對幾種機理進行簡單介紹的基礎上,主要歸納總結了基于各種機制的各種減量技術的減量效果,對工藝特點進行分析,力求為后續的研究指明方向,并為現有污水處理廠的改進提供參考及污泥減量解決方案。

 

1、溶胞-隱性生長(Lysis-cryptic growth)減量技術

 

    溶胞-隱性生長是通過物理、化學及生物方法將細胞壁和細胞膜破壞,釋放出胞內物質作為微生物代謝的底物,進而實現污泥總體表觀產率降低,污泥產量減少。該技術關鍵的步驟是微生物溶胞處理技術。目前常用的溶胞污泥減量技術的效果及特點歸納起來見表1。

 

表1 溶胞-隱性生長污泥減量技術效果及技術特點

 

 

    物理化學技術由于其投資大成本高,在污水處理工藝中未能得到推廣。近年來,越來越多的研究集中在了微生物菌劑的研制上,如復合微生物菌劑DM-Ⅰ和DM-Ⅱ、共生復合微生物菌劑CMA、多功能復合微生物制劑MCMP等。其中我國某企業研發的曼斯微微生物復合菌劑(MixMicrobe)已成功應用于日處理10萬噸污水的A2/O生產性處理工藝,在投加量為0.3~0.8kg菌粉/千噸污水條件下,運行1年多,其剩余污泥排放量可比傳統活性污泥法減少95%以上,污泥總排放量可減少40%-70%。該微生物菌劑主要通過強化活性污泥處理系統中微生物消解有機物,并對死亡微生物菌體進行分解來實現剩余污泥大幅減排。然而,長期運行發現該菌劑的污泥減量效果受到工藝運行狀況的影響,尤其是初沉池的排泥狀況直接影響污泥減排量;而且系統抗沖擊負荷能力不強,需要一定的恢復時間。

    因此,雖然溶胞技術具有技術實現簡單,有利于高有機物含量污泥的再次利用等優點,但也存在投資和運行費用大、對人類健康及生態具有安全隱患、易產生二次污染、管理復雜且工藝不穩定等不足。

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