【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 了氧化磷酸化作用所合成的量，氧化過(guò)程中所產(chǎn)生的能量最終以熱的形式被釋放掉，從而降低剩余污泥產(chǎn)生量。Starand等比較了12種解耦聯(lián)劑，試驗(yàn)結(jié)果表明三氯苯酚(TCP)最有效。在試驗(yàn)開(kāi)始階段，投加的傳統(tǒng)活性污泥工藝中污泥產(chǎn)率是不投加的50%。但80d后隨著反應(yīng)器內(nèi)TCP水平的降低，污泥產(chǎn)率增加。Chen等研究了3，339。，439。，5四氯水楊酰苯胺(TCS)在活性污泥法中的減量效果。，而且沒(méi)有影響底物的去除效率。，沒(méi)有影響到大腸桿菌個(gè)體大小和細(xì)胞分裂，但大腸桿菌的ATP含量和干密度有所減少。謝敏麗等比較了4種解耦聯(lián)劑(對(duì)氯酚、間氯酚、間硝基酚和鄰硝基酚)，結(jié)果表明間氯酚在減少污泥產(chǎn)率方面是最有效的，同時(shí)對(duì)污水的處理效果影響較小，當(dāng)間氯酚的濃度為20mg/%，%。[4][3][2]投加解耦聯(lián)劑減量剩余污泥的最大優(yōu)勢(shì)是不需要對(duì)現(xiàn)有污水處理工藝做大的改進(jìn)，只需增設(shè)投藥裝置即可。但有關(guān)氧化磷酸化解耦聯(lián)的機(jī)理還有許多不明之處，需要結(jié)合生物化學(xué)、分子生物學(xué)以及毒理學(xué)方面的方法和理論作進(jìn)一步研究。目前解耦聯(lián)劑在實(shí)際應(yīng)用中存在以下問(wèn)題:①投加的解耦聯(lián)劑在較長(zhǎng)時(shí)間后由于微生物的馴化而被降解，從而失去解耦聯(lián)作用。②加入解耦聯(lián)劑后雖然污泥的產(chǎn)量降低了，但需要更多的氧去氧化未能轉(zhuǎn)化成污泥的有機(jī)物，從而使供氧量增加。③目前試驗(yàn)中投加解耦聯(lián)劑的量一般在1~100/，用量很大，需要對(duì)運(yùn)行費(fèi)用作深入分析。④解耦聯(lián)劑通常是較難生物降解或?qū)ι镉休^大毒性的化合物，微生物對(duì)解耦聯(lián)劑的降解不完全有可能導(dǎo)致潛在的環(huán)境安全問(wèn)題。好氧沉淀厭氧工藝好氧沉淀厭氧工藝(OSA，OxicSettlingAnaerobic)也是基于代謝解耦聯(lián)理論的污泥減量工藝。其基本原理是，在常規(guī)活性污泥法的污泥回流過(guò)程中設(shè)置一個(gè)厭氧段，使微生物交替進(jìn)入好氧和厭氧環(huán)境，細(xì)菌在好氧階段所獲ATP不能立即用于合成新的細(xì)胞，而是在厭氧段作為維持細(xì)胞生命活動(dòng)的能量被消耗。微生物分解和合成代謝相對(duì)分離，而不像通常條件下緊密耦聯(lián)，從而達(dá)到污泥減量的效果。工藝示意圖見(jiàn)圖1。圖1 工藝示意圖Chudoba等發(fā)現(xiàn)OSA工藝比傳統(tǒng)活性污泥工藝污泥產(chǎn)率降低20%~65%，SVI值(60ml/g)也比傳統(tǒng)活性污泥工藝的(200ml/g)低，即OSA工藝可改善污泥的沉降性能。同時(shí)，由于OSA的流程和除磷工藝流程相似，有利于除磷菌的生長(zhǎng)，對(duì)磷的去除優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法。也有研究者認(rèn)為OSA系統(tǒng)污泥減量的原因不僅僅是能量解耦聯(lián)，Chen等發(fā)現(xiàn)在OSA系統(tǒng)中，當(dāng)厭氧池中氧化還原電位(ORP)保持在250mV時(shí)，剩余污泥減量50%，對(duì)出水沒(méi)有影響且污泥的沉降性能更好。他通過(guò)試驗(yàn)比較了能量解耦聯(lián)、捕食者生長(zhǎng)、微生物促進(jìn)有機(jī)質(zhì)溶解和污泥腐化破解等因素的影響，認(rèn)為厭氧池中污泥腐化破解是促進(jìn)OSA系統(tǒng)污泥產(chǎn)生量減少的主要原因。國(guó)內(nèi)朱振超等采用好氧沉淀兼氧活性污泥工藝使上海錦綸廠廢水處理站的剩余污泥達(dá)到零排放。[7][6][5]在傳統(tǒng)活性污泥工藝中，污泥產(chǎn)量隨著污泥負(fù)荷增加而增加，但在OSA工藝中污泥產(chǎn)量反而下降，而且OSA還可以改善污泥的脫水性能，增加除磷能力，因此OSA工藝可以應(yīng)用在進(jìn)水有機(jī)物濃度較高的條件下，具有較廣闊的發(fā)展前景。OSA工藝的不足是水力停留時(shí)間較長(zhǎng)(是常規(guī)活性污泥法的兩倍)，而且需要設(shè)置厭氧段，增加了基建費(fèi)用和占地面積?；亓魑勰嗳馨に嚫鶕?jù)污水生物處理工藝中微生物的代謝特性污水中的有機(jī)物一部分被微生物分解提供其生命活動(dòng)的能量，最終代謝為二氧化碳和水分等。另一部分用來(lái)增殖，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為新的生物體。如果增長(zhǎng)的生物體可以作為微生物的底物并重復(fù)上述代謝過(guò)程就可以減少污泥的產(chǎn)生量。微生物基于自身細(xì)胞溶解形成的二次基質(zhì)的生長(zhǎng)方式稱(chēng)之為隱性生長(zhǎng)(Cryptic growth或Deathregeneration)。隱性生長(zhǎng)過(guò)程包括溶胞和生長(zhǎng)，其中污泥細(xì)胞自身的解體是污泥降解的限速步驟，可以利用各種物理、化學(xué)和生物方法加速這一步驟。這種方法在工程上便于實(shí)現(xiàn)，只要在回流污泥管路上增加溶胞系統(tǒng)即可。物理溶胞方法主要包括加熱!機(jī)械破碎、超聲破解等，其能耗較高，而且需要專(zhuān)門(mén)的設(shè)備，此外污泥菌體破解后，細(xì)胞壁碎片等生物難降解物進(jìn)入污水中會(huì)引起出水中COD、SS有所增加，同時(shí)由于系統(tǒng)排泥量減少，如果單位排泥中的氮磷含量保持不變，出水中的氮和磷會(huì)增加。[8]化學(xué)溶胞方法包括臭氧溶胞、過(guò)氧乙酸溶胞、氯氣溶胞等，其中臭氧研究最多。臭氧可以破壞細(xì)胞壁、細(xì)胞膜而使蛋白質(zhì)、多聚糖、脂肪、核酸等從細(xì)胞中釋放出來(lái)。Kamiya等[9]發(fā)現(xiàn)間歇式臭氧氧化效果優(yōu)于連續(xù)式，~(gSSd)即可使污泥減量50%，而要達(dá)到同樣的減量效果，連續(xù)式操作所需的臭氧投加量為30 mg/(gSSd).金瑞洪等[10]利用SBR和污泥臭氧化及回流裝置組成污水處理系統(tǒng)，()時(shí)，污泥觀測(cè)產(chǎn)率可接近零，而且系統(tǒng)COD去除率、污泥沉降性能無(wú)明顯變化。利用氯氣對(duì)污泥進(jìn)行減量的原理和臭氧相同，Saby等在氯的投加量為133mg/gMLSS時(shí)，污泥產(chǎn)生量減少了65%，但是污泥沉降性能惡化，同時(shí)出水含量增加。過(guò)氧乙酸(PAA)具有和臭氧相似的強(qiáng)氧化效果，而且價(jià)格低廉，產(chǎn)物無(wú)毒，易被微生物代謝，%PAA溶液和污泥反應(yīng)6h后，基本上不殘留PAA和H2O2，其處理后的污泥混合液具有較好的生物可降解性?；瘜W(xué)溶胞方法的缺點(diǎn)是:①投藥增加了系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，而且對(duì)設(shè)備有一定的腐蝕作用。②系統(tǒng)去除氮磷的效果不好，出水SS濃度略高于傳統(tǒng)活性污泥法，污泥沉降性能可能惡化。③長(zhǎng)期無(wú)污泥排放時(shí)，污泥中重金屬含量和傳統(tǒng)活性污泥法相比有一定增加。④為了保證曝氣池中生物對(duì)回流基質(zhì)的利用，需要增加曝氣量，相應(yīng)的動(dòng)力費(fèi)用會(huì)增加。⑤溶胞過(guò)程有可能產(chǎn)生其他有機(jī)污染物，如氯氣能夠和污泥中的有機(jī)物產(chǎn)生反應(yīng)，生成三氯甲烷(THMs)等氯代有機(jī)物，這是不容忽視的問(wèn)題。生物溶胞方法是通過(guò)投加能分泌胞外酶的細(xì)菌或酶制劑和抗菌素對(duì)細(xì)菌進(jìn)行溶胞。酶一方面能夠溶解細(xì)胞，同時(shí)還可以使不容易生物降解的大分子有機(jī)物分解為小分子物質(zhì)，有利于細(xì)菌對(duì)二次基質(zhì)的利用”投加的細(xì)菌可以從消化池中選取，也可以從溶菌酶方面考慮，甚至包括特殊的噬菌體和能分泌溶菌物質(zhì)的真菌。雖然生物溶胞方法環(huán)境友好，但是酶制劑或抗菌素費(fèi)用昂貴。結(jié)語(yǔ)污泥產(chǎn)生量的不斷增加給其后續(xù)處理處置帶來(lái)了沉重壓力，而且不恰當(dāng)?shù)奶幚磉€會(huì)造成二次污染，因此源削減是污泥處理的首要原則。新型污泥減量工藝的應(yīng)用可以在保證污水處理效果的前提下大幅減少污泥的產(chǎn)生量，從而實(shí)現(xiàn)污水處理的可持續(xù)發(fā)展。然而這些工藝的機(jī)理和參數(shù)還有待于進(jìn)一步研究，出水質(zhì)量還有待于進(jìn)一步提高，隨著這些問(wèn)題的逐步解決，污泥減量工藝將得到更廣泛的應(yīng)用。第三篇：污水處理廠的污泥減量化污水處理廠的污泥減量化摘要：對(duì)剩余污泥的處理在污水處理中占用昂貴的費(fèi)用，基于經(jīng)濟(jì)環(huán)境和其它因素的考慮，如何解決剩余污泥的問(wèn)題正是我們面臨的挑戰(zhàn)。由于環(huán)境結(jié)和相關(guān)法律的要求不斷增加，那么對(duì)剩余污泥處理方安的選擇就越來(lái)越嚴(yán)格，而減少污泥總量又是迫切的目標(biāo)，本文著重介紹了有關(guān)剩余污泥減量化的主要方法：解耦聯(lián)，隱性生長(zhǎng)，撲食細(xì)菌，熱處理，臭氧法，OSA法等等。合適的物質(zhì)環(huán)境和運(yùn)行工藝將減少剩余污泥產(chǎn)量，但是，不管選用哪種方法他都將對(duì)微生物群產(chǎn)生一定影響，而且還會(huì)增加處理后的水含氮濃度。關(guān)鍵詞：污泥減量 污水處理 活性污泥法Abstract —— Excess biomass produced during the biological treatment of wastewaters requires costly sludge treatment and disposal currently represents a rising challenge for wastewater treatment plants due to economic, environmental and regulation environmental and legislative constraints increase, thus limiting disposal options, there is considerable impetus for reducing the amount of biomass paper reviews current strategies for reducing sludge production based on these mechanisms: uncoupling metabolism, lysiscryptic growth, predation on bacteria, thermal treatment, activated sludge ozonation process, anoxicsettlinganaerobic(OSA),and so on..Suitable engineering of the physical conditions and strategic process operation may result in environments in which biomass production may be employing any strategy for reducing sludge production may have an impact on microbial munity in biological wastewater treatment processes and reduced biomass production may result in an increased nitrogen concentration in the word: sludge reduction, waste water treatment, activated sludge 目前世界上80％以上的污水處理廠應(yīng)用的是活性污泥法處理污水，它最大的弊端就是處理污水的同時(shí)產(chǎn)生驚人的大量剩余污泥。污泥中的固體有的是截留下來(lái)的懸浮物質(zhì),有的是由生物處理系統(tǒng)排出的生物污泥,有的則是因投加藥劑而形成的化學(xué)泥， % —1 %左右。污泥的處理和處置,就是要通過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施,使污泥得到再利用或以某種不損害環(huán)境的形式重新返回到自然環(huán)境中。這些污泥一般富含有機(jī)物、病菌等,若不加處理隨意堆放,將對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生新的污染。對(duì)這些污泥處理方法主要有：農(nóng)用、填海、焚燒、埋地。但這些方法都無(wú)一例外地存在弊端。如污泥中重金屬的含量通常超過(guò)農(nóng)用污泥重金屬最高限量的規(guī)定。此外,污泥中還含有病原體、寄生蟲(chóng)卵等, 如農(nóng)業(yè)利用不當(dāng),將對(duì)人類(lèi)的健康造成嚴(yán)重的危害。填埋處置容易對(duì)地下水造成污染,同時(shí)大量占用土地。焚燒處置雖可使污泥體積大幅減小,且可滅菌,但焚燒設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用都比較大。投放遠(yuǎn)洋雖可在短期內(nèi)避免海岸線及近海受到污染,但其長(zhǎng)期危害可能非常嚴(yán)重,因此,已被界上大多數(shù)國(guó)家所禁用。一般每去除1kg的就產(chǎn)生15~100L活性污泥，這些污泥含水率達(dá)到95％以上，剩余污泥處理的成本高昂,約占污水廠運(yùn)行費(fèi)用的。歐洲國(guó)家每年用于處理剩余污泥的費(fèi)用就高達(dá)28億人民幣。顯而易見(jiàn)，任何有利于減少剩余污泥的措施都將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。污泥減量化的理論基礎(chǔ) 維持代謝和內(nèi)源代謝1965 年P(guān)irt 把微生物用于維持其生活功能的這部分能量稱(chēng)為維持代謝能量,一般認(rèn)為,維持代謝包括細(xì)胞物質(zhì)的周轉(zhuǎn)、活性運(yùn)輸、運(yùn)動(dòng)等,這部分基質(zhì)消耗不用來(lái)合成新的細(xì)胞物質(zhì),因此,污泥的產(chǎn)量和維持代謝的活性呈負(fù)相關(guān)。Herbert 在1956 年提出,維持能量可通過(guò)內(nèi)源代謝來(lái)提供,部分細(xì)胞被氧化而產(chǎn)生維持能量。從環(huán)境工程角度看,內(nèi)源呼吸通常指生物量的自我消化,在連續(xù)培養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)可同時(shí)發(fā)生內(nèi)源代謝。內(nèi)源代謝的主要優(yōu)勢(shì)在于進(jìn)入的基質(zhì)最終被呼吸成為二氧化碳和水,使生物量下降。因此,在廢水處理工藝中,內(nèi)源呼吸的控制比微生物生長(zhǎng)控制和基質(zhì)去除控制更為重要。 解偶聯(lián)代謝代謝是生物化學(xué)轉(zhuǎn)化的總稱(chēng),分為分解代謝和合成代謝。微生物學(xué)家認(rèn)為,細(xì)胞產(chǎn)量和分解代謝產(chǎn)生的能量直接相關(guān),但在某些條件下,如存在質(zhì)子載體、重金屬、異常溫度和好氧—厭氧交替循環(huán)時(shí),呼吸超過(guò)了ATP 產(chǎn)量,即分解代謝和合成代謝解偶聯(lián),此時(shí)微生物能過(guò)量消耗底物,底物的消耗速率很高。Cook 和Russell 報(bào)道,在完全停止生長(zhǎng)時(shí)細(xì)菌利用能源的速率比對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的高三分之一,這表明細(xì)胞能通過(guò)消耗膜電勢(shì)、ATP 水解和無(wú)效循環(huán)處置其胞內(nèi)能量。在解偶聯(lián)條件下,大部分底物被氧化為二氧化碳,產(chǎn)生的能量用于驅(qū)動(dòng)無(wú)效循環(huán),但對(duì)底物的去除率不會(huì)產(chǎn)生重大影響。能量解偶聯(lián)的特殊性在于它是微生物對(duì)底物的分解和再生,而沒(méi)有細(xì)胞質(zhì)量的相應(yīng)變化。從環(huán)境工程意義上講,能量解偶聯(lián)可用于解釋底物消耗速率高于生長(zhǎng)和維持所需之現(xiàn)象。因此,在能量解偶聯(lián)條件下活性污泥的產(chǎn)率下降,污泥產(chǎn)量也隨之降低。通過(guò)控制微生物的代謝狀態(tài),最大程度地分離合成代謝和分解代謝,在剩余污泥減量化上將是一個(gè)很有發(fā)展前景的技術(shù)途徑。目前污泥減量化的方法