生活污泥处理与处置技术的研究进展

陈红霞

(霍州煤电集团,山西 临汾 041600)

如今，活性污泥法在污水处理技术中是运用最为普遍的技术，其有利于进一步脱氮、除磷，同时在使用活性污泥法的过程中，污泥的产生量很大，在工艺的过程中，一些污泥回流至曝气池参加生物反应，就应该从处理污水的构筑物中排出龄期很长的污泥或者剩余的污泥，这些剩余污泥一定要通过适宜的处理处置，让之减量化、无害化、稳定化以及资源化，有利于深层次的处置[1]。通常来说，污泥处理处置运行以及投资的成本很大，最高能够占到整个污水处理厂的运行以及投资费用的一半以上，于是在能够实现污泥处理处置目的的过程中，怎样降低其运行以及投资的成本变成如今污水处理行业讨论的重点问题。

1.1.1 好氧与厌氧消化技术

好氧与厌氧消化就是借助厌氧微生物以及好氧微生物对污泥里面的有机成分实施氧化分解的进程，污泥通过好氧消化处理后，其性质十分稳定，效果非常好，然而缺陷是好氧消化工艺的维护费用以及运行成本很高，于是在国内的污水处理厂中运用空间已经逐渐缩小[2]。污泥通过厌氧消化以后，性质也比较稳定，并且能够以能源的方式，把处理之后的污泥进行部分的回收利用，所以是资源化的核心体现，但是厌氧消化以后的污泥含水率很高，应该进行深层次的脱水，于是还需要额外投资脱水设备。

1.1.2 湿式氧化法

湿式氧化法是采取化学、物理的方法，是把剩余的污泥放在高压反应容器中，向容器内不断通入高压空气，让反应器的压力达至1 MPa～20 MPa，把空气中的氧气当作氧化剂，继而在大约300 ℃的高温下实施氧化反应，能够把液相的有机物质进一步氧化分解成小分子有机物或者水、二氧化碳，氧化反应比较彻底，能够用来高低浓度的污泥处理，处理效果非常明显，可因为高压、高温反应对设备的要求很高，于是就扩大了运行、投资以及维护的费用。

1.2.1 卫生填埋

卫生填埋能够让地面环境与处理后的污泥进一步隔离，而且处置成本非常低，然而污泥的滤液也许会进入地下水层，造成地下水的进一步污染。

1.2.2 焚烧处置

焚烧的进程能够把污泥转变成无机物，体积极大地缩小，同时能够进一步杀灭污泥里面的细菌，然而在焚烧的进程中会形成二恶英以及二氧化硫等气体，对空气造成十分严重的污染。

1.2.3 海洋倾倒

海洋倾倒就是把处理之后的污泥直接当作垃圾倒进海洋里面，处置费用很低，处置方式较为简单，可海洋的自净能力终归有限，随着污泥数量的进一步扩增，造成海洋倾倒进一步影响了海洋的生态环境，于是这种处置措施已经不被主张。

1.2.4 土地利用

通过适当的处理以后，污泥里面会含有很多的营养成分，比如微量元素，可用于林业以及农业用地土壤的肥料，进而实现废物有效利用，但是因为污泥里面也许还同时具有多氯芳烃、放射性元素以及重金属等很难降解的有害物质，假如进入土壤里面也许就会造成对土壤的进一步污染，从而对林木以及农作物造成一定的污染，于是在利用以及处置污泥土地以前，必须要确保其无害化。

超声波在水中形成的效应十分复杂，在部分清洗的行业已经广泛使用超声波技术且获得了不错的效果。而实践进一步证明在污泥处理的过程中使用超声波技术能够获得很好的效果，其功能原理是：在污泥的水相中，中低频的超声波能够形成强大的脉冲，进而制造局部的高压以及高温条件，并且同时形成超高速射流，在如此的极限条件下，污泥里面的丝状菌等有机物以及微生物的结构被破坏，避免出现污泥膨胀，进一步提升污泥的脱水性，通过脱水处理后让污泥实现无害化、减量化以及稳定化的目的[3]。在用超声波技术对污泥进行处理的时候，能够按照实际情况对超声波的超声时间与声能密度进行调整，对处理条件进行持续优化，进而达到最好的处理效果。因为超声波污泥处理技术的能耗非常大，且声能量的利用效率很低，于是在一定限度上不利于其深层次运用。

如上文所述，在处理活性污泥水的进程中会产生很多的污泥，在对这些污泥实施处理处置的进程中会损耗很多的财力与物力，假如可以减少污泥的产量，让其在污泥水处理工艺的进程中就对污泥实施减量化处理处置，就会进一步减少后续处理处置的用度[4]。如今十分常用的污泥原位减量技术是借助微生物对污泥开展捕食以及消化，让水处理反应器内部的食物链不断增长，进而极大地减少污水环境内能够用来合成生物体的能量，进一步实现减少污泥产量的目的。

3.1.1 超声波联合预处理剩余污泥

超声波法是使用超声波技术对污泥里面的微生物以及菌胶团的细胞壁进行破坏，没有细胞壁的保护，细胞体内的有机物更容易被厌氧菌群利用，让厌氧反应更易开展，提高甲烷产量。通过多次研究，最后发现超声处理污泥是15%的时候，能量的效率达到了最大值。

3.1.2 热处理

热处理重点是经过对污泥实施加热处理，让污泥里面的絮体被破坏，细胞破碎，推进厌氧进程中的有机物水解的过程。一般发生4个阶段：第一，污泥的絮体结构解体；第二，污泥的细胞破碎以及内部的有机物不断释放；第三，内部有机物进行水解；第四，美拉德反应。其中的三个阶段要求的温度都非常低，唯有有机物的水解需要很高的温度。通过研究进一步发现热水解的最佳温度是170 ℃，当反应时间是30 min时，厌氧消化的性能以及系统的去除率会明显提升，COD的去除率最大能够提升20.18%，这种措施如今已被运用在剩余污泥的处理当中。

3.2.1 碱预处理

加碱预处理是经过加碱推进污泥里面的纤维成分溶解成有机碳化合物，有机碳化合物极易进行厌氧消化，这样就有利于开展厌氧反应.一些研究人员对剩余污泥开展实验，发现通过加碱预处理后基质的去除率以及产气量增加了，而且随着加碱量的不断增加，基质的去除率以及产气量也在持续地增加。加碱量有一个上限，由于不能被生物分解利用的物质并未因为加碱预处理变为能够生物分解的物质。

3.2.2 臭氧氧化法

臭氧属于一种非常强的氧化剂，在污泥以及污水处理中普遍运用。它的能量损耗少，具有很强的裂解细胞的技能，可以杀灭活性污泥里面的微生物，从而促进氧化细胞释放有机质。臭氧氧化法与厌氧消化相结合能够进一步处理污泥处置的问题[5]。臭氧预处理可以进一步破碎污泥，释放出很多的细胞质，加快污泥水解，提升污泥的厌氧反应速率。使用臭氧对污泥进行处理以后，发现与以前的厌氧消化相比，产气量提高了一倍，同时也提升了内分泌物的去除率，让其吸附在污泥上。

3.3.1 厌氧流化床技术

厌氧流化床属于一种特殊的厌氧消化系统。实际上它是一种很有效的生物膜法处理措施。它把活性炭颗粒或者火山岩沙子、颗粒等大表面积的物质作为载体，厌氧微生物以膜的形式结在其他载体或者火山岩的表面，使用流态化技术，在污水里面呈流化状态，污水里面的有机物和微生物进行接触，进一步吸附以及分解有机物，进而实现处理的目的。

3.3.2 膜生物反应器

借助膜生物反应器对污泥与废水进行处理是近几年流行起来的一种处理技术。膜生物反应器具有较高的截留率，并且把浓缩液回流至生物反应器内，这样使反应器中拥有了很低的污泥负荷以及较高的微生物浓度，并且具有较长的污泥停滞时间，进一步降解了很多的有机物。

总而言之，污泥的处理处置技术正处于持续发展的进程中，针对污泥的处置与处理，共包含两种方式，第一，对系统形成的污泥实施末端处理，让其实现无害化、减量化、资源化以及稳定化等目的，第二，在污水处理的原位实施减量的措施，处理污泥的源头问题，降低污泥的排放量，于是，把这两种污泥的处理处置的方式结合起来使用，首先降低污泥的产生量，余下的少许污泥可实施末端处理，可获得很好的效果，应该是污泥处理处置技术未来发展的一个方向。