剩余污泥处理技术进展

中国资源综合利用

●污水治理ＣｈｉｎａＲｅｓｏｕｒｃｅｓＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ

Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．６２００７年６月

剩余污泥处理技术进展

黄

（１．邳州市环境保护局，江苏

超１，徐嘉怿２

徐州

邳州２２１３００；２．徐州市环境监察支队，江苏２２１００６）

摘要：随着我国污水处理量的增加，剩余污泥量相应增大，进而产生的污染日益严重。本文针对目前应用的污泥处理方法进行了研究与分析，同时介绍了国外先进的处置技术。关键词：剩余污泥；处理；进展中图分类号：Ｘ７０３

文献标识码：Ａ

文章编号：１００８－９５００（２００７）０６－００２６－０３

ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｉｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＳｌｕｄｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ

ＨｕａｎｇＣｈａｏ１，ＸｕＪｉａｙｉ２

（１．ＰｉｚｈｏｕＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＢｕｒｅａｕ，Ｐｉｚｈｏｕ

２２１３００，Ｃｈｉｎａ；２．ＸｕｚｈｏｕＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｕｐｅｒｖｉｓｅＤｅｔａｃｈｍｅｎｔ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１００６，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅｓｌｕｄｇｅａｕｇｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｐｏｌｌｕｔｉｏｎｏｆｓｌｕｄｇｅｂｅｃｏｍｅｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｓｅｒｉｏｕｓ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｓｌｕｄｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｕｓｉｎｇ，ａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌａｄｖａｎｃｅｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｌｕｄｇｅ；ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ

据统计，我国目前污水排放量为１．０９×１０８ｍ３／ｄ，每天所产生的污泥量约为处理量的０．５％～１．０％；不同规模、不同程度的城市污水处理厂４２７座，其中二级处理厂２８２座，处理率约为１５％。如果污泥处理不

因此，研究技术上先进、经济当，极易造成二次污染。

上合理的污泥处理方法是十分重要的。

式存在；７０％以上的ＭＬＳＳ被去除，且使ＭＬＶＳＳ／

反应中灰分并没有发生化学ＭＬＳＳ的比率明显降低。

反应，它的减少是由于本身被溶解进入溶液中所致。经处理后的ＭＬＳＳ极易从混合液中沉淀出来［１］。

为了使污泥得到进一步的生物处理，目前国内外的研究方向大多集中在污泥的成分转化。ＷＯ液体中剩余有机物的主要成分为乙酸，而不是ＣＯ２和Ｈ２Ｏ。乙酸在ＷＯ处理中很难再被进一步氧化，但在厌氧和好氧生物处理过程中十分容易被降解，因此在ＷＯ设计中通常选用乙酸的浓度作为动力学参数。活性污泥的组分非常复杂，无法用一个简单的表达式表达，所以在设计ＷＯ处理系统时必须使用简化的分析参数，例如ＭＬＶＳＳ、可溶性ＣＯＤ、乙酸、甲醛等，这些参数被优化组合后，就有可能使ＷＯ系统在最佳条件下运行，并为下一步的生物处理提供最易降解的原料［２］。

ＷＯ处理城市污水厂的活性污泥是非常有效的。但由于是在高温高压下运行，设备复杂，运行和维护费用高，所以适合于大、中型污水处理厂。

１湿式氧化法（ＷＯ）

湿式氧化法属于物理－化学法，该方法在高温

（１５０～３７０℃）和一定压力下处理高浓度有机废水和不易生化的废水十分有效。由于剩余污泥在物质结构上与高浓度有机废水十分类似，因此该方法也可以用于处理剩余污泥。

用ＷＯ处理剩余污泥，温度对ＣＯＤ的降解效果影响很大。在３００℃下停留３０ｍｉｎ，总ＣＯＤ去除率为８０％，反应出温度对剩余污泥氧化作用的影响大于活性污泥中ＤＯ浓度的变化对湿式氧化效果的影响。在特定的温度和压力下，总ＣＯＤ通过一定的氧化时间变成可溶性有机物。剩余污泥是由大量的细菌群组成，它在高温下比较容易水解，从中释放出大量可溶性有机物。在３００℃下氧化３０ｍｉｎ后，除部分可溶性ＣＯＤ被氧化成ＣＯ２和Ｈ２Ｏ外，剩余可溶性有机物都变成以乙酸和其他有机酸为主的难分解有机物。在这一过程中，８２％的ＣＯＤ降解（其中７５％被氧化，７％转化成可溶性有机物），１８％的ＣＯＤ以非溶性形

收稿日期：２００７－０４－１６作者简介：黄

２厌氧消化和热干燥法

污泥厌氧消化是处理污泥的重要方法之一，在国内外应用较为广泛。它是利用厌氧微生物的分解作用，使污泥中的有机物分解并趋于稳定。消化过程中可以回收能源，但消化后的污泥含水率较高，仍需进一步脱水［３］。

超（１９７３－），男，江苏邳州人，助理工程师，从事环境监测和环境影响评价工作。

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第６期黄超等：剩余污泥处理技术进展●污水治理

污泥热干燥法是利用热和压力破坏污泥的胶凝性，并对污泥进行消毒杀菌，大大减少了污泥的体积，而且干燥后的剩余污泥能够成为一种有价值的农用肥料。其最大的缺点是初期投资和每日所需能量的费用过高。

如果将厌氧消化和热干燥结合起来，在干燥之前先对部分污泥进行厌氧消化，干燥过程中用过热蒸气代替热空气，则投资和用于干燥能量上的费用将大大减少。从热能的角度分析，厌氧消化和过热蒸气干燥的结合完全能够实现能量的平衡。利用过热蒸气干燥之所以具有较高的能量利用率，是由于这种方法可以进行循环操作，并利用冷却ＳＨＳ时释放的热能来维持厌氧消化的操作温度；同时在进行厌氧消化时不仅可以将所需干燥的污泥量减少，而且可以用产生的甲烷来提供干燥所需的热能。分析表明，通过控制厌氧消化过程中的停留时间和干燥之前脱水污泥的固体浓度，干燥所需的热能完全可以由消化产生的甲烷气体来满足。一般来讲，通过冷却ＳＨＳ所获得的能量大于厌氧消化所需的能量，但由于厌氧消化受环境温度影响较大，所以在寒冷的气候条件下，使用两者结合的方法处理污泥有更大的优势。厌氧消化和热干燥的有效结合充分发挥了它们各自的特点，实现了能源互补，但是整个系统设备复杂，初期投资较大。

３３．１

生物处理法

膜生物反应器

膜生物反应器是近几年发展起来的一种新型处理技术。它的特点在于：第一，具有高截留率；第二，可将浓缩液回流到生物反应器，使反应器中具有很高的微生物浓度和相对较低的污泥负荷；第三，有很长的污泥停留时间，使有机物大部分被降解，从理论上讲，还可以无限延长停留时间而避免排泥。据有关资料报道，错流式膜生物反应器如果污泥被完全截流，污泥中无机组分没有过大的积累，碳的去除率可达９０％，

目前，英国和日本已将该技术成功ＴＫＮ完全被消化。

地应用于小型污水厂中［４］。

采用膜生物反应器最大的问题首先是膜的堵塞，会导致污泥的有效渗水率下降，需要采取适当的方法冲洗，恢复膜渗透能力。另外，膜材料价格是限制膜生物反应器推广的另一因素。但随着新材料的不断涌现，实现廉价的膜系统将成为可能。例如ＫＵＢＯＴＡ公司已研制出耐高温高压的陶瓷平板膜系统，并已经进入实用化阶段。３．２高速生物反应器

高速生物反应器技术是在利用土壤处理污泥的

基础上发展起来的。利用土壤中的微生物处理污泥，因其系统是开放的，故会受到气温和土壤湿度的影响，使土壤利用的时间和区域受到一定的限制。ＳＷＥＣ公司从２０世纪８０年代开始研制高速生物反应器，该技术将污泥的脱水、消化和干化相结合，把土壤处理的整个过程放在室内一个封闭的循环系统中进行。ＴＥＸＡＣＯ经过近２０年的研究，使高速生物反应器技术成熟并得以推广。此项技术拥有３个专利，整个操作系统是由进料塔、生物反应器和其他一些循环装置组成。其核心部分是生物反应器，由两个区域组成，上半部分是污泥与土壤相混合的区域，使污泥负荷达到均一化，污泥的有机部分在这一区域中被生物降解；下半部分是气、液分离区，使液体不滞留于土壤

高负荷的污泥通过该系统的中，以增加氧的传递率。

处理，污泥中有机组分将降解７０％～８０％，悬浮固体浓度去除率达到４５％～６０％。

相对于其它生物处理技术，该系统所需能量较少，可以连续运行，并保持最佳温度以便于微生物的降解，特别适合受自然条件限制或土壤湿度大的污泥处理过程。相对于普通的好氧和厌氧消化，高速生物反应器具有反应容积小、运行费用低、微生物浓度高、系统抗冲击能力强的特点，从沉淀池排出的５０００～３００００ｍｇ／Ｌ浓度的污泥都可以直接进入该系统中，而不需要任何的预处理。

由于高速生物反应器是在常温常压下运行，所以对反应器的构造要求不是很高，材料可以使用碳钢或ＰＶＣ，而且安全性能好。该技术在美国得到了较快的发展。

４污泥减容化技术

污泥减容化是指将污泥作为内能源，使其消灭在废水处理系统中，从根本上减少污泥的体积。剩余污泥减容化机理的研究目前已经成为环境科学家的研究热点。日本环境专家研究发现，在剩余污泥中加碱（ｐＨ＝１４），然后加热到５０～１００℃，让菌外多糖物溶解下来，再用臭氧打开细胞壁，溶解细胞，使原生质释放出来，作为好氧微生物的营养源，最后进入废水处理系统中进行降解。

我国在污泥减容化方面也进行了大量研究，东华大学采用水解－酸化技术，在微氧、缺氧环境下，利用世代繁殖时间短、适应性强的水解产酸菌将剩余污泥中细菌菌体外多糖粘质层水解，细菌的细胞壁被打开，细胞中的大分子物质被水解酸化为小分子物质，然后回到废水处理系统中由好氧菌消化，最终将剩余污泥转化为ＣＯ２、由于兼氧微Ｈ２Ｏ、ＮＨ３－Ｎ等无机物。

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●污水治理中国资源综合利用第６期

生物群（异氧型的产酸细菌）对环境中氧的要求没有的处理大多以农用为主，但随着工业的发展，污泥数厌氧菌苛刻，所以装置不必密封，另外该技术仅利用量日趋庞大、组分愈加复杂，因此有必要发展其他的厌氧消化初期的酸化阶段，省去了甲烷菌代谢的过程，污泥处理方法。因此污泥的停留时间短，反应池容积小。这种工艺不

参考文献

必采用延时曝气法，使用常规的完全混合式活性污泥

１顾军，赵建夫．湿式氧化处理城市污泥厂活性污泥的研究［Ｊ］．处理系统就可以完成降解过程。

同济大学学报，１９９８，２６（３）：３４５－３４８．该技术应用范围广，对剩余污泥ＶＳＳ／ＳＳ比值大

于０．７的生物污泥均可采用，并且能耗省，运行管理２Ｙ．ＫＨＡＮ．Ｇ．Ｋ．ＡＮＤＥＲＳＯＮ．Ｗｅｔｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｓｌｕｄｇｅ［Ｊ］．

ＷａｔｅｒＲｅｓｅａｒｃｈ，１９９９，３３（７）：１６８１－１６８７．

方便，在一定程度上可使污泥零排放。目前已经成功

３刘庆余．污水污泥的厌氧消化研究［Ｊ］．农业环境保护，１９９５，

应用于化工、纺织等工业废水处理中剩余污泥的处理。

５结束语

近年来，欧美和日本等国家很重视污泥处理的研

臭氧处究，开发了一些新的技术，例如超声波处理、

理、蚯蚓处理、污泥制油等［５］。在我国，目前剩余污泥

１４（５）：２３１－２３４．

４马兴茂．一种新型的生物处理技术—膜生物反应器［Ｊ］．环境

污染与防治，１９９９（３）．

５汪洪生．国外污泥处理技术进展［Ｊ］．污染防治技术，１９９８，１１

（１）：３２－３３．

（责任编辑／叶丹秋）

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