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時(shí)間：2024-01-06 16:55:36
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由于活性污泥法廢水處理工藝，產(chǎn)生的剩余污泥量約占處理水量的0.3%-0.5%（含水率以97%計(jì)），產(chǎn)生的污泥數(shù)量十分巨大[1]，且污泥中含有大量重金屬，病原菌及致病菌，同時(shí)伴有惡臭，若不加處理或處理不當(dāng)極易造成二次污染[2]。同時(shí)污泥中含有的大量有機(jī)物，N、P、K等有利于植物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如不能得到合理利用，勢(shì)必造成資源的浪費(fèi)[3]。如何將產(chǎn)量巨大，成分復(fù)雜的污泥進(jìn)行合理的處理處置日漸成為世界性的難題。
污泥的處理處置的基本目的包括4方面的內(nèi)容即減量化，穩(wěn)定化，無(wú)害化，資源化。減量化是指通過污泥濃縮與脫水減少污泥處置的最終體積，以降低污泥處理處置費(fèi)用。穩(wěn)定化是指通過處理使污泥中的有機(jī)物、有害病原體、細(xì)菌等得到去除，使污泥穩(wěn)定。無(wú)害化是指殺污泥中的滅病原微生物、寄生蟲卵等對(duì)人體有害物質(zhì)。資源化是指污泥自身含有大量植物營(yíng)養(yǎng)成分，在處理污泥的同時(shí)實(shí)現(xiàn)變害為利[4]。
剩余污泥的常規(guī)處置方法包括：衛(wèi)生填埋、焚燒與熱能利用、土地利用、好氧消化與厭氧消化等[5]。對(duì)于污泥的處理處置，國(guó)外起步較早，以幾個(gè)典型國(guó)家為例：德國(guó)城市污水污泥的處置方法主要有填埋法、農(nóng)用法、焚燒法等，總體來(lái)說(shuō)主要以填埋和農(nóng)用為主[6]。根據(jù)資料[7，8]，英國(guó)污水處理污泥的年產(chǎn)量為110.7萬(wàn)t干污泥目前，英國(guó)42%的厭氧消化后污泥回用于農(nóng)田，填埋所占的比例較小，只占污泥處理量的8%。[9]美國(guó)的污泥處理處置在近年，污泥的有效利用部分均逐年增加，至2010年達(dá)到70%。同時(shí)，污泥用于填埋或焚燒的比例逐年下降[10]。日本在污泥的處理與利用方面，主要是以填埋及土地利用為主。
2. 污泥除重金屬主流工藝簡(jiǎn)介
目前國(guó)內(nèi)外城市污泥中重金屬處理研究方法主要集中在以下幾個(gè)方面：物理方法、化學(xué)方法、動(dòng)電技術(shù)及生物方法。下面就上述幾種技術(shù)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用狀況做一簡(jiǎn)述。
（一）物理方法
物理方法即通過添加一定的鈍化劑或化學(xué)制劑改變城市污泥中重金屬的存在形態(tài)，使其達(dá)到重金屬的穩(wěn)定。一般包括石灰固化法、水泥固化法、自膠結(jié)固化技術(shù)等方法[16]。這些措施能夠有效的減少重金屬的有效形態(tài)，即容易被植物利用的形態(tài)。物理方法只是單純的改變了重金屬的化學(xué)形態(tài)，總量并沒有降低。同時(shí)物理方法還存在資源浪費(fèi)大，經(jīng)濟(jì)效益差等缺點(diǎn)。
（二）化學(xué)方法
化學(xué)方法的基本原理是對(duì)污泥添加化學(xué)品，通過提高污泥的氧化還原電位值并且降低PH值，使污泥中重金屬的水溶性化合物，可溶性離子狀態(tài)轉(zhuǎn)換。沃茲尼亞克用1:1的鹽酸與硫酸處理污泥，發(fā)現(xiàn)，銅，鋅，鎳，鎘的去除率均高于60%，甚至100%。Cheang使用硫酸進(jìn)行消化污泥熱處理，去除率均高于50%。Abrego 采用硝酸研究污泥浸出，鎳，去除率高，可達(dá)100%。
（三）動(dòng)電技術(shù)
電動(dòng)力學(xué)技術(shù)的基本原理是在固體液相系統(tǒng)中插入電極, 通過施加微弱直流電形成電場(chǎng), 利用直流電場(chǎng)產(chǎn)生的各種電動(dòng)力學(xué)效應(yīng), 使污染物發(fā)生遷移、并富集于陰極區(qū), 從而將污染物去除。在電場(chǎng)作用下, 土壤液相將因電滲析作用向陰極遷移, 陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),陰離子向陽(yáng)極移動(dòng), 這些過程統(tǒng)稱為動(dòng)電現(xiàn)象或動(dòng)電過程, 在動(dòng)電修復(fù)過程中, 主要的物質(zhì)遷移有電滲、電遷移、自由擴(kuò)散和電泳等作用。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)一般被用來(lái)處理滲透性較低的土壤，且不必向土壤中排放不利于環(huán)境保護(hù)的物質(zhì)。
和薩利赫采用電動(dòng)修復(fù)去除固體含量為百分之三十的污泥脫水中重金屬，該方法適用于新鮮污泥更好；然而，久被放置的污泥，使用硝酸污泥酸化預(yù)處理后的電動(dòng)修復(fù)，重金屬去除率仍然很低，這進(jìn)一步說(shuō)明了分布中重金屬污泥，電動(dòng)修復(fù)影響的活動(dòng)。
我們國(guó)家處于電動(dòng)修復(fù)重金屬污泥的初始階段，如袁華山酸化污泥中鎘，鋅和銅在電動(dòng)力的作用下的去除率進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)5天后，經(jīng)過硝酸酸化污泥脫水中的電場(chǎng)力，鎘，鋅和銅的去除率明顯提高，分別比酸處理增加了11%，9%和6%。
（四）生物方法
生物方法是指通過植物或者微生物的絡(luò)合，氧化，吸附等作用將污泥中的重金屬溶濾出來(lái)。主要包括被污染土壤的植物修復(fù)法及生物淋濾法。其中植物修復(fù)法包括：植物穩(wěn)定、植物揮發(fā)和植物提取三種類型。植物治污為清除環(huán)境中日益加劇的有毒元素，以及有機(jī)殘留物帶來(lái)的污染問題提供了一條新途徑。同化學(xué)和工程治污方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)在于更為廉價(jià)，并能帶來(lái)中長(zhǎng)期的環(huán)境效益。因此，許多國(guó)家對(duì)利用植物治理污染的研究日趨重視。
總體而言，生物方法具有其他方法所不能比擬的運(yùn)行成本低、重金屬去除效率高，實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是處理污泥中重金屬比較優(yōu)越的方法。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)： U664.9+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
引言：
我國(guó)城市污水處理廠和工業(yè)污水處理廠站中所用污泥機(jī)械脫水機(jī)的品種名目繁多, 大體有轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī), 板框壓濾機(jī), 又分人工、半自動(dòng)和自動(dòng)板框壓濾機(jī)多種, 輥壓轉(zhuǎn)鼓脫水機(jī), 葉片式濾機(jī), 帶式壓濾機(jī), 離心脫水機(jī)等多種。
8 0 年代以來(lái), 由于帶式濾機(jī)有其優(yōu)越性,我國(guó)城市和工業(yè)部門紛紛引進(jìn)國(guó)外產(chǎn)品, 至1 9 8 5 年前后我國(guó)工業(yè)和城市部門消化吸收, 又制造了自己的產(chǎn)品。同時(shí)又以日處理1 0t 干污泥( 絕對(duì)干的) 量的不同污泥脫水機(jī)。帶式濾機(jī)具有建設(shè)投資者, 耗用鋼材較少, 裝機(jī)動(dòng)力容量少等特點(diǎn), 并且使用穩(wěn)定,污泥脫水處理成本較低等優(yōu)點(diǎn), 目前在城市和工業(yè)污水處理中的污泥脫水中廣為應(yīng)用, 另外, 離心脫水機(jī)也有體積小, 建筑面積小, 投資低等優(yōu)點(diǎn), 估計(jì)今后會(huì)在應(yīng)用中顯示其優(yōu)越性, 但目前尚處于研制階段。
污泥機(jī)械脫水的難點(diǎn)
初始污泥的含水率一般在96%~ 98%, 剩余活性污泥的含水率在99. 5%~ 99. 8%, 其水分一般由表面吸附水、間隙水、毛細(xì)結(jié)合水和內(nèi)部結(jié)合水組成[9] 。經(jīng)過濃縮作用和機(jī)械脫水后, 污泥的含水率仍高達(dá)70%~ 80%, 解決不了污泥干化時(shí)消耗大量能量的問題。國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)污泥脫水后含水率仍較高這一問題進(jìn)行了大量研究, 田禹等通過真空過濾法測(cè)量比阻發(fā)現(xiàn), 當(dāng)污泥的含水率小于97%后, 污泥的比阻顯著增大; 何培培等對(duì)污泥進(jìn)行水解酸化實(shí)驗(yàn)、超聲波法和離心法研究, 結(jié)果表明污泥的脫水性能受到污泥黏液層的可溶性蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)多糖影響; 董輝等認(rèn)為污泥的顆粒大小會(huì)影響污泥的脫水性能; Houg hton 等的實(shí)驗(yàn)研究表明一定含量的胞外聚合物( EPS) 能提高污泥的脫水性能; U rbain 等的研究結(jié)果表明EPS 的含量與污泥的容積指數(shù)成正比; 而Pox on 等的研究則表明EPS 對(duì)脫水性的影響并不明顯; 倪丙杰等認(rèn)為當(dāng)EPS 中的碳水化合物和蛋白質(zhì)質(zhì)量增加時(shí), 污泥脫水性能變好, 但隨著類脂的增加, 脫水性能變差。
上述研究結(jié)果表明當(dāng)污泥的含水率較低時(shí), 污泥中的固體物質(zhì)可能會(huì)吸附在一起, 使其中的內(nèi)部結(jié)合水的量變多,同時(shí)固體顆粒變大, 影響到污泥的過濾; 污泥中的有機(jī)物和微生物含量也會(huì)影響污泥的脫水, 當(dāng)有機(jī)物含量較多時(shí), 微生物的生長(zhǎng)繁殖迅速, 胞外聚合物的含量增加。由于胞外聚合物是菌膠團(tuán)之間連接的媒介, EPS 含量的增加使得菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定, 而菌膠團(tuán)是污泥網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ), 也就是使得污泥的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定, 其中包含的水量增多, 并且較難脫去, 造成濃縮作用和機(jī)械脫水只能去除部分間隙水、表面吸附水和毛細(xì)結(jié)合水, 造成處理后的污泥含水率仍然較高, 因此污泥機(jī)械脫水的難點(diǎn)在于如何去除其余的毛細(xì)結(jié)合水和內(nèi)部結(jié)合水。
機(jī)械脫水前處理方法
針對(duì)污泥的部分結(jié)合水較難用機(jī)械方法脫去這一難題,國(guó)內(nèi)外學(xué)者經(jīng)過大量的試驗(yàn)和研究, 提出了以下幾種提高污泥機(jī)械脫水性能的前處理方法, 具體包括: 物理法、化學(xué)法、生物法。
1.物理法
物理法主要是通過物理的方法改變污泥的結(jié)構(gòu)或者破壞污泥中微生物細(xì)胞, 降低污泥與水的結(jié)合作用, 從而釋放出部分內(nèi)部結(jié)合水。傳統(tǒng)的物理法包括: 添加粉煤灰等物質(zhì)、熱處理法、冷凍法等。由于傳統(tǒng)方法的技術(shù)比較成熟,在此就不做介紹了, 本文主要介紹幾種新興的方法, 如磁場(chǎng)法和超聲波法。
超聲波能在一定程度上有利于污泥的脫水是因?yàn)槌暡ㄊ刮勰嘀械木z團(tuán)結(jié)構(gòu)和微生物的細(xì)胞膜破壞, 改變了污泥的結(jié)構(gòu), 同時(shí)污泥中的內(nèi)部結(jié)合水和吸附水變成自由水, 從而使得污泥的脫水性能有了很大的提高; 但是高強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間的超聲波處理可能會(huì)完全破壞菌膠團(tuán)的結(jié)構(gòu), 使微生物中的黏性物質(zhì)流到污泥中, 增加了其黏性, 還可能使污泥顆粒的比表面積過大, 吸附水量變多, 進(jìn)而惡化了污泥的脫水性能。因此, 在實(shí)際應(yīng)用過程中應(yīng)選用適宜的超聲條件, 如在低強(qiáng)度、短時(shí)間的超聲處理下進(jìn)行。
2.化學(xué)法
化學(xué)法主要是通過向污泥中添加絮凝劑改變污泥的絮凝特性來(lái)影響污泥的脫水性能, 化學(xué)絮凝劑按照試劑的化學(xué)組成可分為無(wú)機(jī)和有機(jī)絮凝劑; 按分子量的大小可分為普通絮凝劑和高分子絮凝劑, 其作用機(jī)理主要有壓縮雙電層、吸附架橋、網(wǎng)捕和卷掃作用。
當(dāng)單獨(dú)使用普通無(wú)機(jī)絮凝劑時(shí), 污泥的絮凝效果不好且成本較高, 所以目前對(duì)無(wú)機(jī)絮凝劑的研究主要集中在聚復(fù)合鐵鹽、聚復(fù)合鋁鹽、聚復(fù)合鐵鋁鹽等高分子無(wú)機(jī)絮凝劑上。文獻(xiàn)[ 22- 24] 的研究結(jié)果表明, 使用鋁鹽、鐵鹽單獨(dú)聚合或者不同陽(yáng)離子之間聚合得到無(wú)機(jī)絮凝劑能提高污泥的過濾脫水性能。對(duì)于有機(jī)絮凝劑而言, 雖然合成高分子絮凝劑的絮凝效果較好, 但在使用后不易被微生物降解, 為污泥的后續(xù)處理帶來(lái)困難, 因此, 部分學(xué)者把研究重點(diǎn)放在了改性天然高分子絮凝劑的研究中, Ca ldwel[ 25] 最早用陽(yáng)離子淀粉和正磷酸通過熱反應(yīng)得到兩性型改性淀粉天然高分子絮凝劑, 國(guó)內(nèi)對(duì)此研究的起步較晚, 主要集中在對(duì)淀粉、木質(zhì)素、殼聚糖的改性研究上。文獻(xiàn)[ 26- 28] 主要介紹了我國(guó)改性天然高分子在非離子型、陽(yáng)離子型、陰離子型和兩性離子型上的發(fā)展, 從中可以得出改性天然高分子絮凝劑的研究重點(diǎn)是陽(yáng)離子型和兩性離子型絮凝劑。
3. 生物法
生物法主要是利用某些微生物的代謝產(chǎn)物能產(chǎn)生高效絮凝作用或者利用微生物的還原作用。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在對(duì)生物法的研究主要包括向污泥中加入微生物絮凝劑、生物瀝浸等。
結(jié)束語(yǔ)：
污泥機(jī)械脫水前處理方法能改善污泥的脫水性能, 決定了它在污泥機(jī)械脫水中具有十分重要的地位, 尤其物理法和生物法能使污泥的含水率降到45%~ 65% 左右, 并且不會(huì)造成二次污染, 使得它們成為污泥機(jī)械脫水前處理中較好的方法。然而, 仍有許多方面需進(jìn)一步研究。
1.�磁場(chǎng)法和超聲波法研究重點(diǎn)應(yīng)集中在作用時(shí)間和作用強(qiáng)度的選擇上, 其中磁場(chǎng)法應(yīng)在低電磁強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間的磁場(chǎng)處理?xiàng)l件下進(jìn)行; 超聲波法則在低強(qiáng)度、短時(shí)間的超聲處理?xiàng)l件下進(jìn)行。
2.�微生物絮凝劑法的研究重點(diǎn)應(yīng)集中在新的絮凝劑菌種培養(yǎng)及菌種培養(yǎng)條件優(yōu)化上; 生物瀝浸的作用機(jī)理尚未明確,應(yīng)著重研究其作用機(jī)理, 同時(shí)還應(yīng)開發(fā)新的生物前處理方法。
3.�污泥的機(jī)械脫水是一個(gè)復(fù)雜的過程, 影響其脫水過程的因素很多, 如pH 值、有機(jī)物含量、粒徑分布、含水率等, 這些因素之間相互影響, 使得單一使用某一種方法, 很可能達(dá)不到理想的效果, 所以未來(lái)的發(fā)展方向是各種方法之間的聯(lián)用,以達(dá)到最好的脫水效果。
參考文獻(xiàn)：
含油污泥一般指由各種原因造成的落地原油與泥土混合形成的污泥，或是在油田生產(chǎn)過程中排出的含油泥砂，是一種富含礦物油的固體物，主要成分為原油、泥和水。
在石油開采、運(yùn)輸、煉制及含油污水處理等過程中都能產(chǎn)生大量含油污泥。原油開采過程中產(chǎn)生的含油污泥主要來(lái)自三個(gè)方面[1]：一是原油從地層中攜帶至地面，在各類容器、大罐和污油池等地面設(shè)施中淤積；二是油井作業(yè)、集輸油管道穿孔和盜油產(chǎn)生的落地原油。三是采油污水處理過程中產(chǎn)生的含油污泥，加上污水凈化處理中投加的凈水劑形成的絮體、設(shè)備及管道腐蝕產(chǎn)物和垢物、細(xì)菌（尸體）等組成了含油污泥。此種含油污泥一般具有含油量高、粘度大、顆粒細(xì)、脫水難等特點(diǎn)，它不僅影響外輸原油質(zhì)量，還影響注水水質(zhì)，同時(shí)導(dǎo)致外排污水難以達(dá)標(biāo)。
二、含油污泥的危害
含油污泥的組成成分較為復(fù)雜，污泥中一般含油率在10～50%，含水率在40～90%。污泥中含有大量原油、機(jī)械雜質(zhì)、細(xì)菌、并含有苯系物、酚類、蒽、蓖、多氯聯(lián)苯、二惡英、放射性核素等致癌性物質(zhì)以及砷、汞、鉻等有毒重金屬元素。污水處理系統(tǒng)中還投加了大量的絮凝劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等藥劑。
含油污泥體積龐大，若不加處理直接排放，不僅占用大量土地，而且不易分解的原油滲透擴(kuò)散會(huì)對(duì)周圍土壤、水體、空氣和植被等環(huán)境因素造成嚴(yán)重的污染。含油污泥降解產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)物會(huì)在空氣中聚集，危害人體健康。含油污泥的存在使回注水中懸浮物含量嚴(yán)重超標(biāo)，堵塞地層，造成油層吸水能力下降，注水壓力不斷升高，同時(shí)使水井增注措施有效期下降，增加處理費(fèi)用。
三、含油污泥處理技術(shù)現(xiàn)狀
含油污泥的處理與處置的方法很多，處理工序一般是濃縮、調(diào)理、脫水、排放或綜合利用。國(guó)外對(duì)含油污泥治理技術(shù)的研究較早，尤其是美國(guó)、加拿大荷蘭等歐美國(guó)家，工藝技術(shù)比較成熟。而我國(guó)在這方面起步較晚，各油田含油污水處理系統(tǒng)中，有污泥處理設(shè)施的還不到四分之一，處理工藝、配套設(shè)備較為完善的還不到十分之一，正常運(yùn)行生產(chǎn)的比例則更小。
1.國(guó)內(nèi)常用的處理方法
目前，國(guó)內(nèi)油田常用的含油污泥的處理方法主要是脫水干化之后直接進(jìn)行填埋，而最終的無(wú)害化處置技術(shù)還沒有形成規(guī)模。脫水干化的方法主要有以下三種：自然干化法、濃縮干化法和機(jī)械脫水法。
1.1自然干化法
含油污泥進(jìn)入污泥存放池，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的靜置后將上層的污水回收，底部污泥自然干化后人工清理外運(yùn)填埋。這種方法需要很大的污泥存放池，在我國(guó)西部干旱地區(qū)的油田應(yīng)用較多，不適應(yīng)寒冷的北方地區(qū)和多雨的東部油田。此流程雖然簡(jiǎn)單，但是污水常會(huì)從池中溢出，容易造成環(huán)境的二次污染。
1.2濃縮干化法
濃縮干化法是含油污泥先經(jīng)過污泥濃縮池，上層污水回收，下層污泥進(jìn)入污泥干化場(chǎng)，經(jīng)過滲水成為干泥。該處理工藝操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低，但需要較大的干化場(chǎng)，否則污泥的蒸發(fā)時(shí)間不夠，會(huì)使污泥的含水率較高，給清理運(yùn)輸帶來(lái)困難。另外，如果濃縮池的污泥含油量高會(huì)堵塞干化場(chǎng)的深水層孔隙，水無(wú)法透過滲水層，干化場(chǎng)則失去作用。
1.3機(jī)械脫水法
機(jī)械脫水法是將經(jīng)過濃縮、沉降以后的下層污泥經(jīng)過機(jī)械脫水，用到的脫水機(jī)械主要有：真空過濾脫水機(jī)、板框式壓濾脫水機(jī)、帶式壓濾脫水機(jī)以及臥式螺旋卸料離心機(jī)。具體選擇何種類型的脫水機(jī)械，應(yīng)根據(jù)污泥的沉降性質(zhì)、污泥粒徑分布、現(xiàn)場(chǎng)條件，綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和運(yùn)行管理等因素，全面分析作出合理的選擇。
2.無(wú)害化和資源化處理利用
目前，國(guó)外應(yīng)用比較成熟的含油污泥無(wú)害化處理和綜合利用的方法主要有：溶劑萃取法、熱化學(xué)洗油、焚燒法、生物法、固化法、焦化法、含油污泥調(diào)剖等，這些方法的可行性和操作性已受到很多學(xué)者的關(guān)注。國(guó)內(nèi)在含油污泥的資源化利用方面仍處于研究與應(yīng)用的試驗(yàn)階段。
2.1溶劑萃取法
萃取法是利用“相似相溶”原理，選擇一種合適的有機(jī)溶劑作萃取劑，將含油污泥中的石油類有機(jī)物從污泥中分離出來(lái)，然后蒸餾回收萃取劑進(jìn)行循環(huán)使用，并回收利用分離出來(lái)的有機(jī)物。
2.2熱化學(xué)洗油
熱化學(xué)洗油是將含油污泥加水稀釋后在加熱和加入一定量化學(xué)藥劑的條件下，使油從固體表面脫附或聚集分離的污泥除油方法，在含油量較高、乳化較輕的落地原油和油砂等的回收油處理中應(yīng)用較多。采用化學(xué)熱洗可將油泥中的油、水、泥三相分離，回收其大部分油品，實(shí)現(xiàn)資源化，不足之處是仍存在二次處理問題。
2.3焚燒法
焚燒是利用污泥中有機(jī)成分高、具有一定熱值的特點(diǎn)來(lái)處理污泥。含油污泥焚燒主要分為三大類[5]：一是脫水后直接進(jìn)焚燒爐焚燒；二是將脫水污泥先干化再送進(jìn)焚燒爐燃燒；三是將污泥與其他可燃物（如煤）混合作燃料。
2.4生物法
生物處理含油污泥是利用微生物降解石油烴類有機(jī)物為無(wú)害的土壤成份而減少含油污泥對(duì)環(huán)境的危害。主要有三種處理技術(shù)：土地處理法法、堆肥處理法和污泥生物反應(yīng)器法。
2.5固化法
1 前言
近年來(lái)，為加快黑龍江省可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)施，促進(jìn)黑龍江省水資源優(yōu)化、保護(hù)環(huán)境，黑龍江省已經(jīng)建設(shè)了多家污水處理廠，以減少污水在城市內(nèi)流向?qū)\層地下水的污染。文昌污水處理廠處理的主要是哈爾濱市馬家河沿線的居民生活污水。本文以該廠為例，分析污水處理廠每天產(chǎn)生的大量污泥存在的實(shí)際問題，通過實(shí)地調(diào)查，研究黑龍江省污水處理廠污泥存儲(chǔ)、處理技術(shù)等現(xiàn)實(shí)問題。
2 文昌污水處理廠工藝及流程
哈爾濱市文昌污水處理廠位于哈爾濱市太平區(qū)東大壩外，總規(guī)劃占地面積58.5萬(wàn)平方米。文昌污水處理廠的一級(jí)處理工藝技術(shù)從法國(guó)得利公司引進(jìn)，采用自然沉淀工藝。主要有粗格柵間、提升泵站、曝氣沉砂間、初沉池、污泥濃縮池、污泥脫水間等構(gòu)筑物；二級(jí)處理工藝技術(shù)采用活性污泥法。主要有A/O池、二沉池、接觸池、二次提升泵房、污泥濃縮脫水間、污水回用處理間等構(gòu)筑物。文昌污水處理廠的產(chǎn)污環(huán)節(jié)主要在一期處理的曝氣沉砂間、初沉池、二期處理工藝的A/O池 、二沉池、鼓風(fēng)機(jī)房、污泥回流泵房、污泥濃縮脫水工段。
3 文昌污水處理廠污泥處理現(xiàn)狀
目前，文昌污水處理廠由于設(shè)計(jì)缺陷、缺少污泥處理處置的建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)費(fèi)，污水處理收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到污泥處置運(yùn)行費(fèi)用的要求，缺乏污泥處理處置建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，缺少相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和污泥處置專項(xiàng)規(guī)劃等原因，當(dāng)前，文昌污水處理廠污泥處理已經(jīng)成為企業(yè)面臨的首要難題之一?，F(xiàn)狀是大量污泥堆放在露天，散發(fā)大量的臭氣，視覺污染極其嚴(yán)重，污泥未經(jīng)處理隨意堆放，經(jīng)過雨水的侵蝕和滲漏作用，極易對(duì)地下水、土壤等造成二次污染，直接危害人類身體健康。而且，由于污泥大量采用填埋和棄置堆放方式，部分已造成生態(tài)環(huán)境的安全隱患、占用土地和填埋場(chǎng)運(yùn)行困難等問題，已經(jīng)成為文昌污水處理廠面臨的主要難題。
4 城市污水處理廠污泥處置方法
4.1 污泥土地利用
土地利用包括林地、墾荒地、育苗、觀賞植物、草皮、草地、公園、高速公路綠化帶、高爾夫球場(chǎng)、土壤改良和鹽堿地修復(fù)，以及采石場(chǎng)、漏天礦坑的固定及用于恢復(fù)植被等。被最廣泛采用的利用方式主要為林綠地利用和土壤改良修復(fù)運(yùn)用。
4.1.2 污泥填埋
根據(jù)《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》（CJJ17-2004）要求，城市生活垃圾填埋時(shí)，每層壓實(shí)后，應(yīng)該采用粘土覆蓋，厚度為20～30cm。覆蓋土必須滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處處置 混合填埋用泥質(zhì)》（CJ/T249-2007）中有關(guān)要求。污泥處理后的產(chǎn)品完全可以滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處處置 混合填埋用泥質(zhì)》中的有關(guān)要求，可以作為垃圾填埋廠覆蓋土。
4.1 城市污水處理廠污泥處理方法
4.1.1 污泥厭氧消化
污泥厭氧消化技術(shù)利用兼性菌和專性厭氧菌（甲烷菌）把污泥中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為沼氣和二氧化碳，并將產(chǎn)生的沼氣，沼氣是有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)厭氧細(xì)菌的分解作用產(chǎn)生的以甲烷為主的可燃性氣體， 是一種比較清潔的燃料， 1m3沼氣燃燒發(fā)熱量相當(dāng)于1 kg 煤或是0.7 kg 汽油。
污泥厭氧消化可以穩(wěn)定污泥的泥性，降低污泥含水率，提高污泥的脫水效率。厭氧消化后污泥在園林綠化、農(nóng)業(yè)利用前，還應(yīng)按要求進(jìn)行無(wú)害化處理。目前，厭氧消化在實(shí)際工程中的應(yīng)用主要包括污泥中溫厭氧消化、高負(fù)荷消化和兩級(jí)消化等，各種形式的污泥厭氧消化已在全國(guó)大型污水處理廠規(guī)?；瘧?yīng)用。
4.1.2 污泥熱干化處理
污泥熱干化就是用熱能將污泥烘干， 干化后的污泥呈粉末或顆粒狀， 體積僅為原來(lái)的1/5～1/4。熱干化高溫殺菌很徹底， 并且可以改善污泥性能， 產(chǎn)品可作為肥料進(jìn)行土地利用， 也可作替代能源， 還可以結(jié)合其他處理方法一起進(jìn)行更經(jīng)濟(jì)的污泥處理。但是需要大量燃料， 運(yùn)行費(fèi)用較高。
（1） 污泥干化焚燒
傳統(tǒng)的脫水泥餅直接焚燒處理， 因泥餅發(fā)熱值太低， 需加入輔助燃料以維持過程的自持進(jìn)行， 導(dǎo)致處理成本明顯增加。與之相比， 如采用預(yù)干燥-焚燒處理技術(shù)， 在能量消耗及處理成本方面均有明顯的優(yōu)越性。
（2） 污泥干燥造粒
污泥造粒工藝之污泥在干燥后， 又進(jìn)行破碎造粒處理。通過干燥造粒工藝， 并向污泥中添加必要的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)成分， 將污泥加工成復(fù)合有機(jī)物。大大提高了污泥的肥效和經(jīng)濟(jì)價(jià)值， 是污泥處置的有效途徑和發(fā)展方向。
4.1.3 污泥高溫好氧堆肥發(fā)酵
高溫好氧發(fā)酵是在污泥中加入一定比例的膨松劑和調(diào)理劑（如秸稈、稻草、木塊或生活垃圾等），通過好氧微生物群落在潮濕、有氧環(huán)境下對(duì)廢物中的多種有機(jī)物吸收、氧化、分解，轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)。好氧分解主要是利用嗜熱細(xì)菌群，分解氧化有機(jī)物，達(dá)到穩(wěn)定化的處理效果，同時(shí)釋放出大量的能量。有機(jī)物生化降解的同時(shí)伴有熱量產(chǎn)生，堆肥物料溫度上升至55～65℃，致使病原菌和寄生蟲卵死亡。
5 解決文昌污水處理處理廠污泥處置的有效途徑
文昌污水處理廠產(chǎn)生的污泥量為293噸/天，含水率為80%。由表1污泥檢測(cè)結(jié)果表明，哈爾濱市的污水處理廠的污泥屬于典型的城市生活污水處理產(chǎn)生的污泥，有機(jī)質(zhì)含量高，氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素含量可觀。
表1 哈爾濱文昌污水處理廠污泥檢測(cè)結(jié)果
經(jīng)高溫好氧發(fā)酵處理后的產(chǎn)品可以資源化利用，且用途很廣，可以植物造林、垃圾填埋場(chǎng)覆土、牲畜圈墊土、公路邊坡綠化土等等，產(chǎn)品中的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得以循環(huán)回用于大自然。
6 結(jié)語(yǔ)
污泥是一種很有利用價(jià)值的潛在資源，許多國(guó)家都在大力發(fā)展污泥處理處置和利用的各種技術(shù)。一種有效的污泥處置方法，應(yīng)當(dāng)兼顧到環(huán)境生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。文昌污水處理廠應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況采用不同的處理方法，盡量走資源化的道路，減少對(duì)環(huán)境的影響，避免形成二次污染。
參考文獻(xiàn)
1.污泥處理的意義
我國(guó)“十一五”規(guī)劃的重要目標(biāo)就是建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會(huì)。其中，作為城市可持續(xù)發(fā)展重要內(nèi)容的環(huán)境保護(hù)、水體質(zhì)量保護(hù)、污水處理、中水回用等問題日益受到人們的關(guān)注。隨著城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的加速，企業(yè)污水的產(chǎn)量不斷的加大，隨著城鎮(zhèn)污水處理規(guī)模的日益加大，污水處理后剩余的污泥量越來(lái)越多。如何對(duì)這些污泥進(jìn)行有效的處理，既關(guān)系到城市環(huán)境的保護(hù)，也關(guān)系到了資源的有效利用。污泥是在污水處理的過程中產(chǎn)生的，不同污水處理方式下產(chǎn)生的污泥的量也是不一樣的，但平均下來(lái)，污泥量一般占到處理污水量的0.3%-0.5%。這些污泥既含有大量的寄生蟲、重金屬等有害物質(zhì)，也含有大量的氮、磷、鉀等植物營(yíng)養(yǎng)元素。如果不加處理的將這些污泥隨意排放，不僅對(duì)會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，威脅到城鎮(zhèn)居民正常的生產(chǎn)生活，也會(huì)造成資源的浪費(fèi)。這與我國(guó)以環(huán)境保護(hù)和資源的合理利用為原則的可持續(xù)發(fā)展道路是不相符合的，因此，如何在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥資源化，是我國(guó)在進(jìn)行污泥處理時(shí)應(yīng)該注意的問題?？梢哉f(shuō)，我們期望的污泥處理辦法應(yīng)達(dá)到如下效果：妥善處理有害物質(zhì)、易腐化發(fā)臭的有機(jī)物質(zhì)，合理利用有用物質(zhì)。
發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)要求實(shí)現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化三化的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)污泥的資源化。目前，我國(guó)對(duì)污泥的利用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：如將污泥用于果園、林地、農(nóng)田等，實(shí)現(xiàn)污泥資源的土地利用價(jià)值；將污泥用于水泥制造、陶瓷制造、瓷磚制造等，實(shí)現(xiàn)污泥的建筑材料利用價(jià)值；還有的將污泥用于熱能制造等，這些措施都很好的實(shí)現(xiàn)了污泥的資源化[1]。
2.傳統(tǒng)污泥處理方法
傳統(tǒng)處置方法通常將污泥用于填埋、焚燒、天海以及土地利用等方面[2]。這些方法對(duì)處理污泥起到了一定的作用，然而，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)力度的加大，這些方法的弊端也日益暴露出來(lái)，這些方法在很多方面并不能達(dá)到國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)制定的標(biāo)準(zhǔn)。
2.1 填埋法
填埋法在初期對(duì)污泥處理發(fā)揮了巨大的作用，經(jīng)過40多年的發(fā)展，污泥的土地填埋技術(shù)也得到了極大的發(fā)展，且日趨成熟。然而，填埋技術(shù)自身的很多缺陷是無(wú)法克服的。利用土地填埋技術(shù)對(duì)污泥進(jìn)行處理的前提條件是選擇一塊合適的土地進(jìn)行填埋工作。然而，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的日益提高，大批的農(nóng)村居民涌入城鎮(zhèn)，隨著人們對(duì)住房需求的加大以及政府各種建設(shè)項(xiàng)目的增多，城鎮(zhèn)的空閑土地面積越來(lái)越少。污水排放量的增加直接導(dǎo)致了污泥產(chǎn)量的急劇增加，在人口稠密的城鎮(zhèn)地區(qū)選擇大面積的空閑土地進(jìn)行填埋工作并非易事。此外，采用土地填埋法處理污泥還需要將污泥運(yùn)到填埋現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)輸費(fèi)用也是一筆很大的資金投入。選址難以及運(yùn)輸成本高這兩個(gè)因素限制了土地填埋法的廣泛應(yīng)用。更重要的是，填埋法將污泥填埋在地下，并不能從根本上避免環(huán)境的污染，只是在一定程度上減緩了環(huán)境污染的進(jìn)度。例如：對(duì)污泥中的有害物質(zhì)不加處理便直接將污泥埋在地下，這些有害成分便會(huì)滲透到地下水中，對(duì)地下水造成一定的污染。總之，土地填埋法的上述弊端決定了這種方法并不是污泥處理的最佳途徑，其發(fā)展市場(chǎng)極為有限，最終將被更合理的污泥處理方法所取代。
2.2 污泥焚燒
污泥焚燒法主要是通過污泥中含有大量的有機(jī)物，而這些有機(jī)物又易于燃燒的特點(diǎn)對(duì)污泥進(jìn)行處置的。污泥燃燒法是處置污泥比較徹底的一種方法，主要是分為兩大類的：一種是脫水污泥直接送焚燒爐進(jìn)行焚燒，另一種是將脫水的污泥先干花，除去其水分，然后再進(jìn)行焚燒。至于選擇何種焚燒方式，應(yīng)根據(jù)焚燒時(shí)的具體情況進(jìn)行。和其他的污泥處置法相比，污泥焚燒法有很大的優(yōu)勢(shì)，如，通過污泥焚燒法能夠迅速降低污泥的現(xiàn)存量，且焚燒污泥后的產(chǎn)物不含細(xì)菌，也沒有異味。然而，用焚燒法對(duì)污泥進(jìn)行焚燒對(duì)焚燒設(shè)備和焚燒條件要求是相當(dāng)嚴(yán)格的，操作也比較麻煩，資金投入也比較大，不具備推廣應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)條件。與此同時(shí)，由于污泥中含有大量的有機(jī)物，因此，雖然焚燒后的產(chǎn)物不會(huì)污染環(huán)境，然而污泥在焚燒過程中卻產(chǎn)生了很多有害氣體，如二氧化硫、二氧化碳等，這些氣體就會(huì)對(duì)大氣造成二次污染，污泥焚燒過程中也將有用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)焚燒掉了，沒有實(shí)現(xiàn)污泥的資源化[3]。這些弊端都限制了污泥焚燒法的廣泛應(yīng)用，一般情況下，只有在其他方法使用受限的情況下，才會(huì)考慮使用污泥焚燒法對(duì)污泥進(jìn)行處理。
2.3 海洋排放法
通過海洋排放法實(shí)現(xiàn)污泥的處理常見于一些臨海的地區(qū)，這些地區(qū)的污水處理廠處理過污水后，直接將剩余的液態(tài)污泥排入大海中。英國(guó)、美國(guó)和日本由于地理位置原因，多采用海洋排放法對(duì)污泥進(jìn)行處理。然而，隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高以及人們對(duì)全球一體化這一概念認(rèn)識(shí)的加深，海洋排放法遭到了社會(huì)各界人士的強(qiáng)烈反對(duì)，各個(gè)國(guó)家也命令禁止通過海洋排放法處理污泥，以保護(hù)人類共同生存的生態(tài)環(huán)境。海洋排放法并沒有從根本上解決問題，而是將問題轉(zhuǎn)移到了海洋。雖然將污泥排入海洋表面看似乎是處理了污泥，但由此卻引發(fā)了一系列的問題。污泥進(jìn)入海洋后，直接污染海洋，導(dǎo)致海洋水質(zhì)惡化，許多水生物的生存遭到了嚴(yán)重的威脅。鑒于此，各個(gè)國(guó)家都制定了相關(guān)的法律法規(guī)，嚴(yán)禁向海洋排放污泥，保護(hù)海洋環(huán)境。
2.4 土地利用
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，大量的農(nóng)村居民涌入城鎮(zhèn)，使得城鎮(zhèn)的空閑土地急劇減少。然而，依然存在一些的土地類型可以接納污泥，實(shí)現(xiàn)污泥的資源化。如城鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)用地、牧業(yè)草地以及一些綠化帶等等，污泥中豐富的氮、磷、鉀等元素是很好的植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此，可以把污泥當(dāng)做肥料用于這些類型的土地。然而，污泥中也含有大量的有害物質(zhì)，如重金屬、寄生蟲等，將污泥不加處理的用于這些類型的土地，容易造成土地的污染，并且有些有機(jī)物特別難降解。因此，如果想將這些污泥用于土地，實(shí)現(xiàn)其土地利用價(jià)值，必須對(duì)污泥進(jìn)行處理，防止污泥中的重金屬以及寄生蟲等有害物質(zhì)對(duì)土地及其上的作物造成二次污染，真正實(shí)現(xiàn)污泥的資源化[4]。
3.污泥資源化利用途徑探討
3.1污泥低溫?zé)峤庵朴图夹g(shù)
國(guó)外在實(shí)現(xiàn)污泥資源化上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先了我國(guó)的技術(shù)水平，我國(guó)應(yīng)學(xué)習(xí)外國(guó)先進(jìn)的污泥處理技術(shù)，改善我國(guó)污泥處理現(xiàn)狀，保證可持續(xù)發(fā)展的順利進(jìn)行，早日實(shí)現(xiàn)資源環(huán)境保護(hù)型和資源友好型社會(huì)的建設(shè)。污泥低溫?zé)峤庵朴图夹g(shù)是由國(guó)外引進(jìn)的，主要指的是通過無(wú)氧加熱技術(shù)對(duì)污泥進(jìn)行加熱，使其達(dá)到一定的溫度，然后使污泥在干餾和熱分解的作用下分解成油、反應(yīng)水、不凝性氣體以及碳四種產(chǎn)物，然后對(duì)這四種產(chǎn)物尤其是油進(jìn)行合理的利用。這種方法很好的實(shí)現(xiàn)了污泥的資源化，并且在這個(gè)過程中，產(chǎn)生的油和碳的化學(xué)性質(zhì)都十分穩(wěn)定，保證了污泥低溫?zé)峤饧夹g(shù)進(jìn)行過程的安全性，生成物碳可以作為能源參與到對(duì)污泥加熱的過程中作為補(bǔ)充能源。鑒于該技術(shù)的安全性、無(wú)污染性以及科學(xué)合理性，世界上各個(gè)國(guó)家都開始了對(duì)該技術(shù)的研究，其發(fā)展前景十分廣闊。
3.2 污泥合成燃料技術(shù)
城鎮(zhèn)污泥中含有大量的有機(jī)物，這些有機(jī)物如果作為燃料，將會(huì)釋放出大量的熱量。因此，如果能夠合理提取污泥中的有機(jī)物制成燃料，一方面可以為我國(guó)燃料市場(chǎng)做出貢獻(xiàn)，另一方面還可以防止污泥燃燒產(chǎn)生二氧化硫、二氧化碳等氣體污染大氣。污泥合成燃料技術(shù)正好解決了這個(gè)問題，污泥合成燃料技術(shù)主要是將污泥放至高溫氣化爐內(nèi)進(jìn)行燃燒，而不是直接對(duì)污泥進(jìn)行燃燒處理。在高溫氣化爐內(nèi)對(duì)污泥進(jìn)行燃燒，可以防止污染，與此同時(shí)，作為煤型粘結(jié)劑的污泥還可以改善高溫下煤型的內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，在一定程度上提高煤型的氣化反應(yīng)，使煤渣中殘?zhí)嫉暮看蟠蠼档土?。通過這種方式產(chǎn)生的燃料，其在燃燒過過程中產(chǎn)生的煙氣中的有害物質(zhì)可以通過常規(guī)的氣體凈化裝置除去，避免對(duì)大氣造成污染，污泥合成燃料技術(shù)為實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用開辟了一條新的道路。
[中圖分類號(hào)] F275 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A
在污水處理技術(shù)逐漸完善和成熟的今天，污水處理過程中產(chǎn)生的大量污泥已經(jīng)逐漸引起了人們的注意，城市污泥以其量大、成分復(fù)雜成為處理難題。如何進(jìn)行污泥減量化、無(wú)害化甚至可以作為一種資源循環(huán)利用？經(jīng)過人們對(duì)這一課題的不斷探索，污泥處置技術(shù)日趨成熟化，現(xiàn)存的污泥處置技術(shù)有投至海洋、填埋、焚燒、好氧堆肥、干化處理等。以上各種污泥處置方法各有千秋，如何選擇一種合適的污泥處處置方式，應(yīng)該從處理成本、對(duì)環(huán)境的影響程度、無(wú)害化處理程度、再次利用程度及處理工藝幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。
1 投至海洋
該方法多出現(xiàn)與沿海地區(qū)，將未經(jīng)處理的污泥直接海洋，對(duì)于沿海地區(qū)來(lái)講處理費(fèi)用較少，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。但是，將污泥轉(zhuǎn)移到海洋中，首先會(huì)嚴(yán)重影響沿海風(fēng)景，其次對(duì)海洋會(huì)造成嚴(yán)重的污染從而破壞海洋的生態(tài)環(huán)境，更甚者，若不進(jìn)行無(wú)害化處理，就會(huì)存在潛在威脅，不符合人們綠色環(huán)保的理念。同時(shí)，從污水處理廠出來(lái)的污泥中含有大量的N、P等元素，這種方法也造成了一定程度的浪費(fèi)。
2 填埋
將含水污泥直接運(yùn)送至垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：簡(jiǎn)單易行，容易實(shí)現(xiàn)；處理工序少，處理效率高；對(duì)于污水處理廠距垃圾填埋廠較近的情況，處理費(fèi)用低，比較經(jīng)濟(jì)。但是從其他方面考慮，它又存在著很多弊端：這種方法實(shí)際上只是延緩了污染，并不能從根本上解決污泥對(duì)環(huán)境的污染問題；對(duì)于垃圾填埋場(chǎng)距污水處理廠較遠(yuǎn)的情況，需要很大一部分運(yùn)輸費(fèi)用；由于從污水處理廠運(yùn)出的污泥含水量較高壓實(shí)起來(lái)比較困難，因此一般填埋采用污泥和黏土分層交叉間隔填埋；填埋未經(jīng)處理的污泥也可能會(huì)引起疾病等一些衛(wèi)生問題；針對(duì)于以上方法的特點(diǎn)，國(guó)家對(duì)填埋污泥含水量限制力度有所提升，現(xiàn)在污泥進(jìn)行預(yù)處理之后進(jìn)行填埋，預(yù)處理的目的主要是降低污泥的含水率，部分預(yù)處理也能對(duì)污泥進(jìn)行一定的無(wú)害化處理。
3 焚燒
該方法是指污泥與一些輔助燃料以一定的配合比配合之后燃燒。該方法的優(yōu)點(diǎn)是：污泥經(jīng)焚燒后，可以有效達(dá)到減量化目標(biāo)；污泥作為燃料燃燒可以產(chǎn)生熱量，若對(duì)這部分熱量進(jìn)行利用，可以從一定程度上減少不可再生資源的損耗。但其本身也存在著如下幾個(gè)缺點(diǎn)：首先，污染治理中有一條極其關(guān)鍵的原則即要避免二次污染，而污泥焚燒時(shí)產(chǎn)生的廢氣會(huì)對(duì)環(huán)境造成了二次污染；其次，濕的污泥熱值低也不容易燃燒，污泥與一些輔助燃料混合后進(jìn)行焚燒，需要大量的輔助燃料，不經(jīng)濟(jì)合理。
4 高溫好氧/缺氧堆肥發(fā)酵工藝
通過將污泥與一些有機(jī)物（如：秸稈）等結(jié)合進(jìn)行堆肥，降低污泥含水率，將污泥中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行固化，同時(shí)高溫環(huán)境可以殺死幾乎所有蟲卵和細(xì)菌等。經(jīng)處理之后的污泥進(jìn)行篩分，粒徑達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后可作為營(yíng)養(yǎng)土出售。由于厭氧堆肥過程會(huì)產(chǎn)生特別難聞的氣味，因此現(xiàn)在多采用好氧堆肥技術(shù)。此方法的優(yōu)點(diǎn)為：處理工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)；將污泥處理之后變成一種可利用的資源，實(shí)現(xiàn)了污泥的再利用；不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染；若作為營(yíng)養(yǎng)土出售，還可以產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。從另一方面講，它存在不可避免的劣勢(shì)：由于堆肥需要10天～15天的發(fā)酵過程，這就給污泥處置帶來(lái)了局限性，影響了污泥處理的速度，所以，污泥處置場(chǎng)的處理能力會(huì)受到很大的限制，若要增大日處理量，從一定層面上講就要擴(kuò)大污泥處置場(chǎng)規(guī)模；該方法通過發(fā)酵過程可以將污泥中的部分有害物質(zhì)除去，將所含有機(jī)物轉(zhuǎn)化為植物易于吸收的無(wú)機(jī)物和小分子有機(jī)物，并不能除去污泥中的重金屬，因此，對(duì)于處理工業(yè)廢水排出的污泥不宜作為營(yíng)養(yǎng)土，如直接用于農(nóng)作物的施肥，恐造成重金屬的富集作用。
生物淋濾法是現(xiàn)階段除去污泥中重金屬的一條出路，即利用微生物的代謝作用將污泥中的不溶固體轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇芙M分，然后，過濾將濾液濾出，以達(dá)到除去污泥中重金屬的目的，因此需要在污水處理廠對(duì)污泥進(jìn)行生物淋濾預(yù)處理，不過，此方法會(huì)加大污泥處理的成本，若將處理后的營(yíng)養(yǎng)土出售，不具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，高濃度的重金屬濾液的處置又是一個(gè)難題。除直接利用處理后產(chǎn)物――營(yíng)養(yǎng)土以外，也可以利用發(fā)酵技術(shù)產(chǎn)生的沼氣，利用污泥產(chǎn)生的清潔燃料也是一種不錯(cuò)的選擇。
5 污泥干化處理
將含水率較高的污泥用熱氣加熱，逐漸干化，污泥干化后在化學(xué)性質(zhì)、微生物學(xué)質(zhì)量、農(nóng)業(yè)價(jià)值和可接受程度等方面都有極大改善，處理后的污泥與水泥生產(chǎn)中的煤粉物理性質(zhì)接近，可以考慮供水泥廠使用。此方法除了要在物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)方面對(duì)污泥進(jìn)行改善，更重要的是處理后的污泥要具有良好的力學(xué)性質(zhì)。此方法處理污泥方面的優(yōu)勢(shì)為：處理徹底；處理產(chǎn)物可利用，變廢為寶，可帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。劣勢(shì)為：干化可以使用沼氣天然氣煤炭等作為原料，設(shè)備對(duì)安全的要求較高，在干化過程中需對(duì)安全嚴(yán)格把關(guān)。
參考文獻(xiàn)：
[1]上海市政工程設(shè)計(jì)研究院.污泥處理處置技術(shù)研究進(jìn)展[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2005，10.
1 含油污泥的產(chǎn)生和危害
1.1 含油污泥的概念
含油污泥是指被丟棄的含油固體和泥狀物質(zhì)。含油污泥主要來(lái)源于人類對(duì)石油的生產(chǎn)和銷售活動(dòng)。人們?cè)陂_發(fā)利用石油以及制造石油產(chǎn)品的過程中，都會(huì)不可避免地產(chǎn)生含油廢棄物[1]。
1.2 含油污泥的產(chǎn)生
目前我國(guó)油田開采均采用早期注水保持地層壓力的方法[2]。隨著油田的深度開采，采出原油中的含泥水量越來(lái)越高在聯(lián)合站的原油脫水處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量的含油泥砂，這些泥砂一般存在于沉降罐的底部，通過定期清罐，可對(duì)其進(jìn)行處理。
1.3 含油污泥的危害
含油污泥對(duì)人類的危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[3]：（1）侵占土地。含油污泥不加處理地占地堆放，勢(shì)必堆積量會(huì)越來(lái)越大，占地越來(lái)越多。另外在堆積過程中易產(chǎn)生甲烷氣體，如不加注意，容易發(fā)生燃燒和爆炸事故。（2）污染土壤。含油污泥的占地存放，有害組分容易污染土壤。（3）污染水體。含油污泥隨天然降水流進(jìn)河流、湖泊，或因較小顆粒隨風(fēng)飄移、落入水域，會(huì)造成地面水的污染；含油污泥如落人土壤，進(jìn)入地下水，就會(huì)使地下水受污染；廢渣直接排人河流、湖泊或海洋，其危害更大。（4） 污染大氣。含油污泥在適宜的溫度和濕度下，某些有機(jī)物被微生物分解，釋放出部分有害氣體。同時(shí)細(xì)粒、粉末受到風(fēng)吹日曬可以加重大氣的粉塵污染。
2 含油污泥的處理技術(shù)
含油污泥是油田開發(fā)及儲(chǔ)運(yùn)過程中產(chǎn)生的重要污染物之一，也是影響油田及周邊環(huán)境質(zhì)量的一大難題。由于各油田污泥種類及油田環(huán)境的差異，目前各油田采取的處理污泥的措施也不盡相同。
2.1萃取分離法
萃取分離法是國(guó)外研究并已成功應(yīng)用的一種油田污泥處理方法[4]。在此工藝中，來(lái)自油田污水處理系統(tǒng)的含油污泥，經(jīng)過浮選處理后，污泥可被分為三部分：回收水、尾泥、浮渣。處理后回收水中的懸浮物含量得到降低，其中的有機(jī)物含量很低，可回收到污水處理系統(tǒng)進(jìn)行重新利用；尾泥主要由大顆粒的無(wú)機(jī)物質(zhì)組成，其中有機(jī)物含量很低，可以壓濾成餅后做填埋處理；分離出來(lái)的浮渣則集中了絕大部分的原油、有機(jī)物以及大部分的輕質(zhì)懸浮物，另外還有部分水。
2.2 熱水洗滌法
熱水洗滌法是美國(guó)環(huán)保局處理含油污泥優(yōu)先采用的方法，國(guó)內(nèi)目前主要用于含油土壤的處理。其方法是通過熱堿水溶液反復(fù)洗滌含油污泥，再通過氣浮實(shí)施固液分離。一般洗滌溫度控制在70℃，液固比2：l，洗滌時(shí)間20min，能夠?qū)⒑土?0%的土壤洗至殘油率為0.3%。
2.3 化學(xué)破乳回收法
采用化學(xué)破乳一熱洗一機(jī)械三相離心分離技術(shù)來(lái)進(jìn)行含油污泥的處理，原油的回收率可達(dá)到98%。分離出來(lái)的油可回收利用，水相可重復(fù)利用，固相達(dá)標(biāo)后可進(jìn)行掩埋處理。機(jī)械三相分離出的水回用于含油污泥處理中，不僅可降低提取劑和破乳劑的用量，減少排污量，還可降低污泥處理的成本。
2.4 固液分離法
一般油田聯(lián)合站產(chǎn)生的含油污泥含油量達(dá)10%以上，據(jù)油田工作經(jīng)驗(yàn)，含油大于6%即有回收價(jià)值阻。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，對(duì)于含油污泥通過摻入一定比例的水以后，投加無(wú)機(jī)混凝劑（PAC，PAF，PAM 等）或有機(jī)高分子絮凝劑（FA，F(xiàn)C等），在一定增溫措施下可進(jìn)行污油回收。
2.5 濃縮干化法
濃縮干化法是一種傳統(tǒng)的污泥處理工藝，主要是通過自然沉降去除污泥顆粒間隙中的水，這部分水一般占污泥含水的70%左右，通過濃縮處理可以使含水率降到95%左右，然后將濃縮后的污泥自然風(fēng)干、填埋EIs。
2.6 熱處理和熱解吸技術(shù)
熱處理和熱解吸技術(shù)是上世紀(jì)90年代初國(guó)外迅速發(fā)展并獲得應(yīng)用的工藝。主要有Heuer等開發(fā)的包含低溫（107--204℃）一高溫（357--510℃）、加熱蒸發(fā)--冷凝步驟的含油污泥處理工藝：（已在歐洲多個(gè)國(guó)家申請(qǐng)專利），Krebs及Geory等人利用鍋爐排放熱廢氣干燥含油泥餅的專利技術(shù)及Term Tech熱解吸工藝引。
2.7 固化處理
這種處理方法能夠較大程度地減少含油污泥中的有害離子和有機(jī)物對(duì)土壤的侵蝕和瀝濾，從而減少對(duì)環(huán)境的影響和危害。環(huán)境專家認(rèn)為，安全土地填埋場(chǎng)最好接受經(jīng)固化處理的含油污泥，對(duì)于含油量較低的污泥一般可優(yōu)先考慮采用固化裝置（因?yàn)槲勰嘀械挠唾Y源沒有得到利用），特別適合于采油污泥及含有NaC1、CaCl2等鹽類較高的含油污泥的處理。
2.8 脫水焚燒處理
我國(guó)絕大多數(shù)煉油廠都建有污泥焚燒裝置，對(duì)于含油污泥焚燒前應(yīng)經(jīng)過污泥脫水，處理過程為：將含油污泥放入污泥濃縮罐，同時(shí)適當(dāng)加溫（約60℃），并投加絮凝劑（PAC或有機(jī)陽(yáng)離子絮凝劑）。
2.9 微波處理技術(shù)
利用微波可對(duì)含油污泥進(jìn)行處理。微波熱效應(yīng)的特點(diǎn)是加熱速度快、反應(yīng)靈敏、加熱均勻、效率高、選擇性好。利用微波的特性對(duì)含油污泥進(jìn)行干化和脫水，使污泥中的油水乳狀液破乳分離，實(shí)現(xiàn)油、水、渣三相的分離和資源化利用。
2.10 生物降解技術(shù)
含油污泥的特征污染物是石油烴類E，在自然條件下石油烴類可發(fā)生生物降解而達(dá)到逐漸自凈，但降解過程非常緩慢，若能優(yōu)化某些環(huán)境條件則可大大提高烴類的生物降解速度。
2.11 地耕法
采用地耕法處理含油污泥，一般都要投加肥料以平衡土壤中的C：N：P比，并調(diào)節(jié)土壤濕度及pH值以優(yōu)化烴類的生物降解條件，耍翻耕土壤使之充氧并使烴類在土壤中混合均勻。
參考文獻(xiàn)：
[1]徐玉朋.含油污泥的綜合治理[J].石油庫(kù)與加油站.2004.8（13）43～44.
中圖分類號(hào)：[TU992.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）21-0021-02
1.引言
1.1 神華煤化工污水裝置AO工藝的介紹
污水處理裝置接納的污水包括甲醇裝置、烯烴分離裝置、其它裝置初級(jí)雨水池、集水池生活污水。污水裝置設(shè)計(jì)處理量400 m3/h，進(jìn)水COD 700～1000mg/L，氨氮 180～230mg/L，PH 6～9。出水COD≤60mg/L，氨氮≤1.5mg/L，PH 6～9mg/L，出水全部符合國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。裝置采用“預(yù)處理+A/O（前置反硝化）+曝氣生物濾池（BAF）”處理工藝，附屬裝置有污泥處理和加藥系統(tǒng)，處理后的污水直接進(jìn)入回用水裝置。
1.2 AO工藝的工作原理
生物脫氮是在微生物的作用下，將有機(jī)氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2和NxO氣體的過程。其中包括硝化和反硝化兩個(gè)反應(yīng)過程。
污水裝置采用“硝化-反硝化”為核心的A/O法生物脫氮處理工藝，將反硝化前置。A/O法生物去除氨氮原理是充氧的條件下（O段），污水中的氨氮被硝化菌硝化為硝態(tài)氮，大量硝態(tài)氮回流至A段，在缺氧的條件下，通過兼性厭氧反硝化菌作用，以污水中有機(jī)物作為電子供體，硝態(tài)氮作為電子受體，使硝態(tài)氮被還原為無(wú)污染的氮?dú)庖萑氪髿?，從而達(dá)到最終脫氮的目的。
硝化反應(yīng)：NH4++2O2NO3-+2H++H2O
反硝化反應(yīng)：6NO3-+5CH3OH5CO2+7H2O+6OH-+3N2
1.3 微生物鏡檢的意義
微生物在污水處理廠生化系統(tǒng)調(diào)試、后期穩(wěn)定運(yùn)行和工藝調(diào)整過程中，起著很重要的指示作用，通過鏡檢活性污泥中的微生物狀況，可以獲得該活性污泥的相關(guān)性狀信息，對(duì)生產(chǎn)起到一定的指導(dǎo)作用[1]。因此，觀察活性污泥微生物的生物相況可以直接了解到，活性污泥處理污水的運(yùn)行情況。同時(shí)，根據(jù)觀察到的微生物，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)控。本文本將傳統(tǒng)微生物污泥負(fù)荷的計(jì)算理論與顯微鏡觀察到的微生物出現(xiàn)的環(huán)境相比對(duì)，對(duì)傳統(tǒng)AO工藝污泥負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化，通過改進(jìn)后的污泥負(fù)荷計(jì)算，調(diào)整污水處理工藝運(yùn)行。
2.污泥負(fù)荷
2.1 污泥負(fù)荷的概念
污泥負(fù)荷是指單位質(zhì)量的活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)所去除的污染物的量。污泥負(fù)荷在微生物代謝方面的含義就是F/M比值，單位kgCOD（BOD）/（kg污泥.d）。我們可以暫時(shí)把微生物比作“村民”，BOD比作“食物”[2]（表1）。
由此，可以知道控制微生物的數(shù)量不是人為的，而是確定于來(lái)水BOD的數(shù)量。因此，能夠準(zhǔn)確掌握污泥負(fù)荷的計(jì)算，對(duì)生產(chǎn)調(diào)節(jié)起到?jīng)Q定性的作用。
2.2 傳統(tǒng)污泥負(fù)荷的計(jì)算和存在問題
污泥負(fù)荷（F/M）實(shí)際應(yīng)用中是以BOD-污泥負(fù)荷率（Ns）來(lái)表示的即：
Ns=（QLa+CH3OH）/（XV）（kgBOD5/kgMLSS?d）
式中：Q-污水流量（m3/d）
V-曝氣容積（m3）
X-混合液懸浮固體（MLSS）濃度（mg/L）
La-去除有機(jī)物（BOD）濃度（mg/L）
CH3OH-甲醇投加量（kg/d）
但實(shí)際運(yùn)行生產(chǎn)中，AO工藝消耗來(lái)水有機(jī)物分為兩種生物反應(yīng)：1、微生物的合成消耗有機(jī)物2、微生物進(jìn)行反硝化反應(yīng)消耗有機(jī)物。單純使用以上污泥負(fù)荷的計(jì)算公式會(huì)忽略掉微生物反硝化反應(yīng)所消耗的有機(jī)物，而反硝化反應(yīng)所消耗的有機(jī)物是不參與微生物合成的。
因此，在AO工藝中使用以上計(jì)算公式可能會(huì)造成計(jì)算數(shù)值誤差較大，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)參考性較差。
2.3 優(yōu)化后的AO工藝污泥負(fù)荷計(jì)算方法
為避免將A池反硝化所消耗的BOD計(jì)算在內(nèi)，因此可以通過進(jìn)出O池的污染物濃度的去除量來(lái)計(jì)算微生物合成所需BOD總量。由于需進(jìn)行污泥回流和硝化液回流，因此在可在O池前后比做動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，使用A池至O池回流污水COD的濃度進(jìn)行計(jì)算。由于A池消耗較多的BOD，為了提供O池微生物的合成，因此選擇在O池內(nèi)投加甲醇維持系統(tǒng)內(nèi)微生物活性（圖1）。
優(yōu)化后的計(jì)算方法如下：
Ns=[（Q1+Q2+Q3）La+CH3OH]/（XV）（kgBOD5/kgMLSS?d）
式中：Q1-調(diào)節(jié)池進(jìn)水流量（m3/d）
Q2-硝化液回流流量（m3/d）
Q3-污泥回流流量（m3/d）
V-曝氣容積（m3）
X-混合液懸浮固體（MLSS）濃度（mg/L）
CH3OH-甲醇投加量（kg/d）
La-去除有機(jī)物（BOD）濃度（mg/L）
2.4 污泥負(fù)荷計(jì)算方法對(duì)比和修正
選取一段時(shí)間的污泥負(fù)荷計(jì)算對(duì)比如（表2）：
通過以圖2、3表可以發(fā)現(xiàn)，在脫氮除磷工藝中，傳統(tǒng)污泥負(fù)荷的計(jì)算方法會(huì)較優(yōu)化后的污泥負(fù)荷計(jì)算方法偏高。通過鏡檢微生物對(duì)照可以發(fā)現(xiàn)，正常污泥負(fù)荷在0.1～0.2（kgBOD5/kgMLSS?d應(yīng)該出現(xiàn)的微生物（生化系統(tǒng)運(yùn)行正常），如：鐘蟲、J纖蟲、累枝蟲、吸管蟲等微生物并沒有出現(xiàn)，取而代之的是較多低負(fù)荷0.05BOD5/kgMLSS?d以下的微生物，如表殼蟲、磷殼蟲、輪蟲。優(yōu)化計(jì)算后，在污泥負(fù)荷在0.07BOD5/kgMLSS?d的時(shí)候，出現(xiàn)了由低負(fù)荷微生物菌群至正常污泥負(fù)荷的過渡，微生物菌群主要以表殼蟲、磷殼蟲、輪蟲為主，同時(shí)出現(xiàn)了少量的鐘蟲。
優(yōu)化計(jì)算后的活性污泥微生物，通過鏡檢微生物對(duì)照較傳統(tǒng)計(jì)算方法的污泥負(fù)荷更為接近。主要原因是：傳統(tǒng)計(jì)算方法并未考慮系統(tǒng)在A池進(jìn)行的反硝化反應(yīng)，因此計(jì)算后的污泥負(fù)荷會(huì)較實(shí)際值會(huì)有所增加，優(yōu)化后的計(jì)算方法排除了反硝化在系統(tǒng)內(nèi)的影響作用，計(jì)算后的結(jié)果更符合微生物實(shí)際生長(zhǎng)狀態(tài)。
2.5 污泥負(fù)荷主要影響指標(biāo)
通過優(yōu)化后的污泥負(fù)荷計(jì)算方法，更加符合微生物生長(zhǎng)的規(guī)律。系統(tǒng)由A池至O池正常運(yùn)行下，始終處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，通過污泥回流和硝化液回流，O池末端BOD基本消耗殆盡。因此，通過計(jì)算O池前后端消耗的BOD濃度，可以更加準(zhǔn)確計(jì)算出污泥的生長(zhǎng)負(fù)荷。通過以上曲線可以看出，A池至O池的BOD曲線與計(jì)算后的污泥負(fù)荷趨勢(shì)基本一致。
加大甲醇投加量，污泥負(fù)荷走勢(shì)會(huì)發(fā)生變化。1、少量或不投加甲醇作為碳源的情況下，污泥負(fù)荷走勢(shì)會(huì)主要決定于進(jìn)入O池的BOD濃度。2、如甲醇作為污泥的主要碳源，如系統(tǒng)停工檢修無(wú)上游來(lái)水的情況下，通過優(yōu)化后的公式Ns=[（Q1+Q2+Q3）La+CH3OH]/（XV）（kgBOD5/kgMLSS?d），當(dāng)甲醇投加作為O池的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)講，污泥負(fù)荷曲線主要決定于甲醇的投加量。
3.結(jié)論
本文通過運(yùn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證與微生物鏡檢相結(jié)合的方法，找出了傳統(tǒng)微生物污泥負(fù)荷的方法針對(duì)污水處理AO工藝的不足。傳統(tǒng)活性污泥計(jì)算法由整體出發(fā)進(jìn)行運(yùn)算，沒有將活性污泥正常生長(zhǎng)所需的BOD消耗與AO池反硝化反應(yīng)BOD消耗分開，但實(shí)際運(yùn)行微生物進(jìn)行反硝化反應(yīng)時(shí)不參與活性污泥生長(zhǎng)的，因此傳統(tǒng)AO工藝污泥負(fù)荷的算法會(huì)有所偏高。通過將污泥負(fù)荷計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn)，得出了更加合理的運(yùn)算方式，并通過微生物鏡檢得到了驗(yàn)證。
4.指導(dǎo)意義
通過使用新的活性污泥負(fù)荷計(jì)算方法，能夠在污水處理實(shí)際運(yùn)行中更深入的分析生產(chǎn)的運(yùn)行狀況。生產(chǎn)中有很多情況下，理論與實(shí)際運(yùn)行無(wú)法很好的結(jié)合。通過進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和微生物鏡檢對(duì)比，可以找出理論和實(shí)際運(yùn)行的契合點(diǎn)。使用了新的計(jì)算方法對(duì)活性污泥的污泥培養(yǎng)馴化會(huì)起到重要的作用，尤其針對(duì)AO工藝污泥培養(yǎng)馴化中出現(xiàn)的一些問題，更能得到有效的解決。通過合理的控制微生物污泥負(fù)荷，能夠更加優(yōu)化生產(chǎn)操作，對(duì)污水處理裝置的運(yùn)行有著較大的意義。
污水處理廠產(chǎn)生污泥簡(jiǎn)單填埋，是所有污水處理廠處理污泥的主要方法。填埋主要采取兩種方式：一種是付費(fèi)給垃圾填埋場(chǎng)，由垃圾場(chǎng)填埋處置。且不說(shuō)昂貴的運(yùn)輸和堆放成本，即使作了脫水處理，污泥含水量仍超過80%，給垃圾填埋場(chǎng)帶來(lái)極大安全隱患。許多垃圾場(chǎng)將污泥拒之門外。另一種是自己置地挖坑填埋，成本更大，還極大地浪費(fèi)土地資源。一方面因污泥中有機(jī)物含量高容易腐化發(fā)臭，另一方面污泥中含有大量細(xì)菌，易傳播疾病，給城市生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅。污泥中的有害物質(zhì)經(jīng)過雨水侵蝕和滲漏，不同程度地污染了地下水環(huán)境。不明原因的大規(guī)模死魚事件接踵發(fā)生就與污泥污染有關(guān)，污水處理廠由于數(shù)量太大，含水率高難以堆積而被垃圾填埋場(chǎng)拒收，加之歷史堆積的數(shù)萬(wàn)噸，因此常常被環(huán)保部門重罰。這些無(wú)路可去的污泥已成為污水處理廠身上的沉重負(fù)擔(dān)。
。
二衛(wèi)生填埋處理
污泥的土地填埋技術(shù)經(jīng)過40多年的發(fā)展，已經(jīng)趨于成熟。但由于填埋技術(shù)對(duì)污泥的土力學(xué)性質(zhì)要求較高，隨著污泥量的增加，大面積選址更加困難，特別是在人口稠密的國(guó)家；同時(shí)填埋并沒最終避免環(huán)境污染，而只是延緩了污染產(chǎn)生的時(shí)間。例如有害成分的滲漏可能會(huì)對(duì)地下水造成污染，填埋場(chǎng)廢氣排放等。這都決定了填埋處理不是可以長(zhǎng)久依賴的污泥處置方法。
污泥填埋有填地與填海造地兩種。污泥消化后經(jīng)脫水再進(jìn)行填埋是目前國(guó)內(nèi)許多大型污水處理廠中常采取的方式，經(jīng)過消化后的污泥有機(jī)物含量減少，性能穩(wěn)定，總體積減少，脫水后作填埋處置是一種比較經(jīng)濟(jì)的處理方式。但由于消化裝置工藝復(fù)雜、一次性投資大、運(yùn)行操作難度大，實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明往往難以達(dá)到預(yù)期的效果。況且脫水污泥含水率大大高于普通生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)所要求的30％含水率，因此需再經(jīng)處理才能送生活垃圾填埋場(chǎng)填埋；或者設(shè)置專用的污泥填埋場(chǎng)，根據(jù)污泥的含水率及力學(xué)特性等因素進(jìn)行專門填埋，但此法有占地較大，選址受阻及存在二次污染隱患等缺點(diǎn)。污泥填埋的操作要求與垃圾填埋相似。污泥填埋場(chǎng)的滲濾液屬高濃度有機(jī)污水，必須集中加以處理；污泥填埋場(chǎng)四周應(yīng)設(shè)圍欄，并采取相應(yīng)的防蚊蠅、防鼠措施，未經(jīng)干燥焚燒處理的污泥，宜小規(guī)模分層填埋，生污泥泥層厚度應(yīng)小于0．5m，消化污泥泥層厚度應(yīng)不大干3m，泥層上面鋪砂土層為0．5m，彼此交替進(jìn)行填埋，并設(shè)置通氣裝置。污泥焚燒灰
渣填埋時(shí)，可不分層填埋。
三土地利用
城市污泥之所以能利用于土地。主要是因?yàn)槲勰嘀泻胸S富的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分氮、磷、鉀等元素，有機(jī)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為60％一70％，其含量高于農(nóng)家肥，是肥田、改良土壤、園林綠化建設(shè)的好材料。但是，污泥中含有大量的病原菌、寄生蟲(卵)，以及銅、鋁、鋅、鉻、砷、汞等重金屬和多氯聯(lián)苯、放射性核素等難降解的有毒有害物質(zhì)。
污泥的土地利用主要有農(nóng)田回用、園林綠化、改良土壤、堆肥等。城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥含有大量的有機(jī)物和N、P、K等豐富的營(yíng)養(yǎng)成份，但經(jīng)過脫水后，顆粒細(xì)微、含水率高，干化后呈硬塊和粉灰狀，直接施肥非常困難，國(guó)外常采用高溫干化造?；蚺c工業(yè)廢料、城市垃圾、農(nóng)業(yè)桔桿混合發(fā)酵處理生產(chǎn)有機(jī)肥料。前者工藝簡(jiǎn)單，但耗能較高，成本高，只有少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家采用。后者設(shè)備較少，耗能較低，占地面積大，成本低，幾十年來(lái)各國(guó)普遍采用。
四焚燒處理
焚澆是剩靂污混中宥撬成努蒜，具有一定熱值的特點(diǎn)來(lái)處置污泥。以焚燒為核心的污泥處理方法是比較徹底的處理方法。焚燒的優(yōu)點(diǎn)在于其產(chǎn)物為戈菌、無(wú)臭的無(wú)撬殘?jiān)?，逐速?shí)現(xiàn)無(wú)菌化程減量詫(減少60％)的目的，引。但由于設(shè)備、能源及操作費(fèi)用所限。而且由于污泥中含有大量的有機(jī)物，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)，如二惡英、二氧化硫、鹽酸等氣體容易造成二次污染。同時(shí)，形成的重金屬的煙霧和污泥灰燼沒有好的方法進(jìn)行利用，有造成二次污染的可能性。另外，焚燒浪費(fèi)了污泥中的大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)引。這些不利之處都限制了該種方法的廣泛應(yīng)用。
五處置及利用方法
目前．國(guó)內(nèi)外在污泥制動(dòng)物飼料、吸附劑、石油化工原料等技術(shù)方面也進(jìn)行了大量研究，但這些技術(shù)都處于研究階段，能否推廣，還要等待時(shí)日。結(jié)合我國(guó)的國(guó)情和發(fā)展．現(xiàn)在較適用的污泥處置技術(shù)是污泥的肥用和制造建材。
⑴污泥堆肥
污泥堆肥是農(nóng)業(yè)利用的有效途徑．它是在好氧條件下，利用嗜溫菌、嗜熱菌的作用分解污泥中的有機(jī)物質(zhì)并殺滅傳染病菌、寄生蟲卵與病毒，提高污泥肥份。用污泥對(duì)農(nóng)田、林地、草坪施肥或進(jìn)行土壤改良以及用于市政綠化、育苗等，不僅可改善土壤的理化性質(zhì)，增加土壤肥力，促進(jìn)樹木、花卉及草坪等的生長(zhǎng)，而且可避免污泥中的重金屬、有毒有機(jī)物因食物鏈的生物富集效應(yīng)對(duì)人畜產(chǎn)生的危害。除此之外土壤的自凈能力還可使污泥進(jìn)一步無(wú)害化。因此土地利用是一種積極的、生產(chǎn)性的污泥處置方法。污泥堆肥發(fā)酵在國(guó)內(nèi)的試驗(yàn)較多，也取得了一定的成果。目前已經(jīng)成為污泥農(nóng)田利用的一個(gè)重要手段。
污泥堆肥采用的主要方法有：(1)生污泥堆肥•(2)熟污泥堆肥}(3)好氣和厭氣堆肥或綜合堆肥。所謂生污泥即未經(jīng)過好氧或厭氧消化處理的污泥，其有機(jī)物含量較高(大干55％)，總堿度較低(小于pH6．5)，含有大量活的寄生蟲卵，病原菌等，需要補(bǔ)充的碳源較少。所謂熟污泥是指經(jīng)過中溫消化處理的污泥，此污泥的有機(jī)物在消化過程中被分解了一部分，病原菌絕大部分被消滅，污泥已基本穩(wěn)定。一般情況下脫水、于化可以直接用于林業(yè)、果園。由于消化后污泥纖維素減少，不能直接用于水田和花卉。污泥厭氣堆制的肥料有臭味，適用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園林綠化，不適用家庭用肥。污泥好氣堆制的肥料不僅適用農(nóng)業(yè)等用肥，還適用于家庭用肥。為減少占地面積，加速制肥速度，可綜合厭氣堆肥成本低和好氣堆肥時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行綜合堆肥。
⑵合微生物肥
復(fù)合微生物肥料是一種很有應(yīng)用前景的無(wú)污染的生物肥料，此類肥料在我國(guó)主要依賴于進(jìn)口。試驗(yàn)生產(chǎn)剛剛起步。生產(chǎn)工藝主要以脫水污泥作原料，制成固磷菌、解鉀細(xì)菌、解磷細(xì)菌三種互不產(chǎn)生抵抗作用的微生物肥料。因菌種含有芽孢，所以耐高溫、耐干燥，施入土壤后不僅固氮、還可分解磷鉀，促吸收，比其它生物肥的存活時(shí)間要高出2～3倍。
⑶建材利用
污泥可用于制磚和制纖維板。污泥制磚有干化污泥直接制磚和污泥灰渣制磚兩種方法。用干化污泥直接制磚時(shí)，當(dāng)污泥與黏土按質(zhì)量比l：10時(shí)，污泥磚可達(dá)普通紅磚的強(qiáng)度，利用污泥灰渣制磚時(shí)，灰渣的化學(xué)成分與制磚黏土的化學(xué)成分是比較接近的，制磚時(shí)只需添加黏土與硅砂，比較適宜的配料質(zhì)量比灰渣：黏土：硅砂為100：50：(15～20)。污泥制纖維板，主要是利用活性污泥中含有的粗蛋白(有機(jī)物)球蛋白(酶)能溶解于水及稀酸、稀堿、中性鹽的水溶液這一性質(zhì)，在堿性條件下加熱、干燥、加壓后，發(fā)生蛋白質(zhì)的變性作用，從而制成活性污泥樹脂，使之與漂白、脫脂處理的廢纖維壓制成板材，其質(zhì)量?jī)?yōu)于國(guó)家三級(jí)硬質(zhì)纖維板。同時(shí)，污泥還可以用來(lái)生產(chǎn)水泥。
⑷利用污泥生產(chǎn)沼氣
沼氣是有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)厭氧細(xì)菌的分解作用產(chǎn)生的以甲烷為主的可燃性氣體，是一種比較清潔的燃料。．Im3沼氣燃燒發(fā)熱量相當(dāng)于Ikg煤或是0．7kg汽油，沼氣中甲烷的含量約占50％～60％，二氧化碳的含量占30％左右，另外還有一氧化碳、氫氣、氮?dú)狻⒘蚧瘹浜蜆O少量的氧氣。污泥進(jìn)行厭氧消化即可制得沼氣。對(duì)日處理能力在10萬(wàn)m，以上的大型二級(jí)污水處理設(shè)施產(chǎn)生的污泥，宜采用厭氧消化制沼氣。沼氣的利用途徑很多，在實(shí)際工程中主要用于沼氣發(fā)電和用沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)；在污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用中，電費(fèi)開支始終占了很大部分，而按我國(guó)目前的技術(shù)水平，利用沼氣解決污水廠30％的能源需求是可以做到的，國(guó)內(nèi)已有不少成功的先例。利用污泥制沼氣，不僅可以解決污泥出路問題，而且對(duì)節(jié)約能源和降低污水廠運(yùn)行費(fèi)用都有很大意義。通過分析污泥的基本特性，積極開展減量化，無(wú)害化、穩(wěn)定化和資源化技術(shù)的研究，以降低污泥處置費(fèi)用，解決污泥的長(zhǎng)期出路問題。目前的污泥處置方法由于各自存在的問題，給污水處理帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)。污泥處置已從過去僅僅作為污水處理的一個(gè)單元發(fā)展成了令污水處理廠不得不優(yōu)先考慮的重要環(huán)節(jié)，因?yàn)槲鬯幚韽S50％的費(fèi)用是用于污泥處置的。在經(jīng)過了無(wú)害化、資源化階段之后，剩余污泥處置必將進(jìn)入一個(gè)新的減量化發(fā)展階段。對(duì)污泥的處置，應(yīng)堅(jiān)持：一方面做好污泥的減量化，使得剩余污泥盡量減少，另一方面要做好剩余污泥的處置，真正做到無(wú)害化、資源化、走可持續(xù)發(fā)展的道路。城市污水處理廠污泥除了土地利用外，可以經(jīng)干燥焚燒后，利用其熱值發(fā)電，還可作為建筑材料而派上用場(chǎng)。因此，城市污水處理廠污泥的處理處置與資源化的相結(jié)合，必將成為城市污水污泥的最終出路。
中圖分類號(hào)：F291.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1引言
城市污泥是指城市污水廠在處理污水的過程中所產(chǎn)生的固態(tài)廢棄物。污泥的含水量高，易腐爛，成分復(fù)雜，不僅含有大量有機(jī)質(zhì)、N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素，而且含有大量的病原菌、細(xì)菌、寄生蟲卵，并伴有強(qiáng)烈惡臭。若污泥不經(jīng)處理隨意堆放，經(jīng)過雨水的侵蝕和滲漏作用，極易對(duì)地下水、土壤等造成二次污染，直接危害環(huán)境安全和人類身體健康。近年來(lái)，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程加快，工業(yè)廢水和生活污水的超量排放問題隨之而來(lái)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2008年年底，全國(guó)污水排放總量572億t，全國(guó)投入運(yùn)行的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施總設(shè)計(jì)處理能力9 092萬(wàn)m3/d，實(shí)際平均處理能力6693萬(wàn)m3/d。2009年2月統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每天產(chǎn)生含水率80％的濕污泥近10萬(wàn)t。因此如何有效、經(jīng)濟(jì)地處理處置剩余污泥和實(shí)現(xiàn)污泥資源化成為我國(guó)面臨的一個(gè)無(wú)法回避的問題。
早期的污水處理廠由于沒有嚴(yán)格的污泥排放制度，為了節(jié)約成本，大都簡(jiǎn)化甚至忽略了污泥處理的步驟，但隨著污泥的堆積引發(fā)的問題逐步引起全世界的重視，我國(guó)近年來(lái)也連續(xù)出臺(tái)了一系列有關(guān)污泥處理處置的措施、法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)，主要有環(huán)境法、環(huán)境行政法規(guī)及城市污水污泥處置相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等。本文綜述了目前污泥的預(yù)處理方法、污泥的處理處置及資源再利用的方法，為今后的污泥處理處置研究提供參考。
2污泥的預(yù)處理
污泥從污水處理廠排出時(shí)，體積龐大，成分復(fù)雜，給污泥的后續(xù)處理帶來(lái)一定的困難，所以首先要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。污泥的預(yù)處理是通過污泥的穩(wěn)定、消化、熱處理和脫水工藝達(dá)到降低固體有機(jī)物含量、殺菌及污泥脫水的目的。此外，經(jīng)過預(yù)處理的污泥的成分、性質(zhì)發(fā)生改變，有利于后續(xù)能源和資源的再利用。
2.1污泥的穩(wěn)定化
常用的3種污泥穩(wěn)定的方法有：消化法、堿性穩(wěn)定化和熱處理法。
2.1.1污泥的消化
污泥的消化是指在人工控制下，利用好氧或厭氧微生物的代謝作用將污泥中的有機(jī)物質(zhì)分解為氣體和殘余穩(wěn)定物，主要包括好氧消化和厭氧消化。好氧消化法的降解程度高，易脫水，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，但運(yùn)行費(fèi)用高，消化污泥量少，隨溫度波動(dòng)污泥的降解程度的波動(dòng)較大，故相較之下厭氧消化較常用，該方法可以顯著減少污泥體積，消除惡臭，較易脫水，污泥性質(zhì)穩(wěn)定，更宜作肥料。
2.1.2堿性穩(wěn)定法
堿性穩(wěn)定法是通過向污泥中投加石灰、水泥窯灰等強(qiáng)堿性物質(zhì)一方面提高污泥的pH值，另一方面可利用強(qiáng)堿性物質(zhì)釋放出的大量熱能殺滅病原體，抑制微生物的活性，降低惡臭和鈍化重金屬，當(dāng)污泥pH值達(dá)到11.0~12.0時(shí)，趨于穩(wěn)定，處理后污泥可直接施用于農(nóng)田。
2.1.3污泥的熱處理
熱處理法也可以使污泥達(dá)到穩(wěn)定化的目的。它是通過加熱使潮濕污泥中的水分蒸發(fā)，達(dá)到烘干的效果，一般包括常壓下30~75℃和75~190℃兩個(gè)階段，熱處理能使污泥固化，膠體結(jié)構(gòu)破壞，減少污泥中的結(jié)合水。污泥通過熱處理可以殺滅其中的微生物和寄生蟲卵，并達(dá)到防霉、除臭的目的，處理后污泥的體積可達(dá)到原來(lái)的20%~25%。但是經(jīng)該方法處理后，部分可溶性有機(jī)物質(zhì)、有毒重金屬及NH3-N易溶出回流到原污水中，從而造成處理出水水質(zhì)下降。
2.2污泥的濃縮和脫水
為便于污泥的處理和運(yùn)輸管理，污泥的濃縮和脫水是污泥處理的必不可少的前處理工序。污泥濃縮技術(shù)主要包括重力濃縮、氣浮濃縮、離心濃縮、轉(zhuǎn)鼓機(jī)械濃縮、帶式濃縮機(jī)濃縮等，經(jīng)過濃縮后污泥的含水率可達(dá)到95%~97%，在很大程度上實(shí)現(xiàn)了污泥的減量化。在整個(gè)污泥處理系統(tǒng)中，脫水處理是污泥最重要的減量化途徑，可減到原體積的10%~20%。一般采用自然干化和機(jī)械脫水兩種方式。污泥的自然干化是一種簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的脫水方法，它是利用自然力量將污泥脫水，適用于氣候比較干燥、用地不緊張以及環(huán)境衛(wèi)生條件允許的地區(qū)。但相比之下，更多使用的是機(jī)械脫水，其處理效率較高，不受條件限制。目前主要使用的脫水機(jī)械有轉(zhuǎn)筒離心脫水機(jī)和帶式污泥脫水機(jī)等。隨著污泥處理技術(shù)的發(fā)展需要，污泥的濃縮和脫水逐步一體化。
3污泥的處理處置方法
污泥處置是根據(jù)污泥的最終去向，將污泥進(jìn)行利用或無(wú)害化處理，傳統(tǒng)上大多采用填埋、投海和棄置堆放、焚燒方式，雖然簡(jiǎn)單易行，但是會(huì)帶來(lái)占用土地、污染地下水或海洋環(huán)境、填埋場(chǎng)滲水等問題，并未從根本上解決環(huán)境問題，給生態(tài)環(huán)境埋下安全隱患，這些方法也逐漸被環(huán)境法案和國(guó)際公約等制約。為避免污泥對(duì)環(huán)境的二次污染，人們已認(rèn)識(shí)到污泥處理的優(yōu)先順序是減容、利用、廢棄，污泥的利用和資源化成為研究主流。污泥的有效利用可分為土地利用和熱能利用，具體方法主要包括污泥堆肥、焚燒、生物瀝浸等。
3.1污泥堆肥
污泥的堆肥是在有控制的條件下，利用污泥中的微生物（主要是細(xì)菌）進(jìn)行發(fā)酵，對(duì)多種有機(jī)物氧化分解并轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，使有機(jī)物穩(wěn)定化。研究表明，通過堆肥處理的污泥物理性質(zhì)得到大幅度改善，其結(jié)構(gòu)蓬松，容重減?。煌瑫r(shí)可一定程度上消除惡臭；病原菌和寄生蟲幾乎全被殺滅，有毒有害物質(zhì)顯著降解，消除了二次污染，堆肥產(chǎn)品還可作為有機(jī)肥料被植物利用，具有明顯的社會(huì)效益和環(huán)境效益。
目前全世界有各種各樣的污泥堆肥方法，其中按堆肥堆制方式可分為開放式堆肥和封閉式堆肥；按發(fā)酵歷程可分為一次發(fā)酵和二次發(fā)酵；按微生物對(duì)氧的需求可分為好氧堆肥和厭氧堆肥；按所處狀態(tài)可分為發(fā)酵倉(cāng)式堆肥和無(wú)發(fā)酵倉(cāng)式堆肥；按堆肥過程中物料運(yùn)動(dòng)形式可分為靜態(tài)堆肥和動(dòng)態(tài)堆肥。
3.2污泥焚燒
中圖分類號(hào)：X7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）05（c）-0000-00
活性污泥法是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的污水生物處理技術(shù)，但該處理方法一直存在一個(gè)最大的弊端，會(huì)產(chǎn)生大量剩余污泥[1]。在剩余污泥處理過程中，污泥微生物細(xì)胞內(nèi)含物的釋放是限制污泥消化速率的關(guān)鍵。為了加快污泥的水解速率，提高厭氧消化性能，污泥預(yù)處理技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題[2]。目前，常用的污泥預(yù)處理方法有物理、化學(xué)、生物以及聯(lián)合處理等方法[3]。本文就這幾種處理方法的工藝原理、研究成果及應(yīng)用分別介紹如下。
1物理預(yù)處理方法
傳統(tǒng)污泥物理預(yù)處理方法主要包括加熱和凍融預(yù)處理。近年來(lái)，隨著研究的深入，出現(xiàn)了超聲波、微波、珠磨、高壓均質(zhì)等預(yù)處理方法。
1.1超聲波
超聲波是指頻率為20kHz～10MHz的聲波。當(dāng)聲強(qiáng)增加到一定的程度時(shí)，會(huì)使傳播中媒質(zhì)的狀態(tài)、組成、功能和結(jié)構(gòu)等發(fā)生變化，統(tǒng)稱為超聲效應(yīng)。從聲學(xué)角度看，超聲波破解污泥主要是利用聲波的能量所產(chǎn)生的空化效應(yīng)。在超聲波作用下，污泥液體中將產(chǎn)生大量空化氣泡，空化氣泡瞬間破滅時(shí)會(huì)產(chǎn)生極為短暫的強(qiáng)壓力脈沖，在氣泡周圍的微小空間內(nèi)形成局部熱點(diǎn)，并產(chǎn)生爆破。微氣泡的爆破能夠?qū)ζ渲車a(chǎn)生巨大的剪切力作用，使氣液界面上的溫度達(dá)到近5000K，同時(shí)產(chǎn)生近幾百個(gè)大氣壓的高壓，產(chǎn)生具有強(qiáng)烈沖擊力的微射流。高溫高壓和微射流可以使污泥絮體結(jié)構(gòu)解體，同時(shí)破壞微生物細(xì)胞的細(xì)胞壁，釋放出細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物和酶，被釋放出的酶進(jìn)一步加速污泥中細(xì)胞壁的溶解，從而加速污泥的水解進(jìn)程[4]。
劉峻等[5]超聲處理連續(xù)流系統(tǒng)剩余污泥，在聲能密度為0.4 W/mL、超聲作用時(shí)間為5min、超聲污泥回流比為1：24時(shí)，污泥日均產(chǎn)量為13. 6 mg/（ L?d），減量效果達(dá)到95.81 %，污泥減量效果顯著。胡凱等[6]研究了超聲預(yù)處理技術(shù)對(duì)剩余污泥物理、化學(xué)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，污泥溶解性COD隨超聲時(shí)間和超聲波電功率密度的增加而呈線性上升，當(dāng)超聲波電功率密度分別為0.8和1.5 W/mL、作用30 min后，污泥溶解性COD是原泥的1.7倍和6.0倍。在污泥投配率為5%時(shí)，超聲組比對(duì)照組反應(yīng)器更快達(dá)到穩(wěn)定產(chǎn)氣狀態(tài)，與對(duì)照組相比，超聲污泥的平均日產(chǎn)氣量提高了57.9%。因此，超聲預(yù)處理促進(jìn)了污泥有機(jī)物的溶解以及污泥減量，改善了污泥的厭氧消化效果。
超聲波處理具有作用時(shí)間短，處理效率高，對(duì)細(xì)胞有較強(qiáng)的破壞能力，能有效提高污泥厭氧消化的產(chǎn)甲烷能力等優(yōu)點(diǎn)。該預(yù)處理方法具有很好的應(yīng)用前景，在工程應(yīng)用中應(yīng)注意選擇最佳工藝運(yùn)行參數(shù)，同時(shí)開發(fā)高效預(yù)處理裝置。
1.2微波
微波是一種電磁波，其頻率一般為0.3-300 GHz。研究發(fā)現(xiàn)，頻率為915 MHz、2450 MHz的微波能夠穿透幾十厘米深度介質(zhì)，快速均勻地加熱物體。微波加熱屬于容積加熱，因此能
從物體內(nèi)部迅速加熱，沒有熱損。微波加熱處理污泥主要依靠熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)的共同作用。熱效應(yīng)是指微波輻射快速加熱，使污泥內(nèi)微生物細(xì)胞發(fā)生裂解；非熱效應(yīng)的作用機(jī)理尚不明確，但有研究稱，非熱效應(yīng)可能使有機(jī)物的氫鍵斷裂并改變復(fù)雜生物分子結(jié)構(gòu)等[3，4]。
肖朝倫等[7]研究了頻率為2450 MHz、功率500 W的微波在脫水城市污泥中的穿透性及輻射過程中污泥脫水性能的變化。結(jié)果表明，微波的穿透深度為 8.7 mm，微波輻射5 min，上層容器中污泥離心后含水率由80.61%降至75.09%。當(dāng)溫度高于約60℃時(shí)，污泥中微生物細(xì)胞開始大量破碎，胞內(nèi)水釋出，離心后含水率隨溫度升高而降低；高于88℃時(shí)，胞外聚合物含量無(wú)明顯增加而親水性下降，污泥脫水性迅速改善。
梁仁禮等[8]將微波輻射用于污泥預(yù)處理，分別考察了500 W、750 W和900 W微波作用下，污泥性質(zhì)和脫水性能的變化情況。結(jié)果表明，適宜的微波條件能夠增加污泥粒徑，提高污泥的脫水性能。900 W微波輻射60 s后，污泥粒徑增加了71.40%，污泥毛細(xì)吸水時(shí)間和污泥比阻分別減少了42.70%和73.11%。如進(jìn)一步增加微波接觸時(shí)間，不僅增加能耗，同時(shí)使得污泥的脫水性能惡化。
田禹等[9]將微波輻射用于污水污泥預(yù)處理，考察了輻射130 s內(nèi)污泥沉降、過濾脫水性能的變化。結(jié)果表明，適宜的微波輻射可明顯改善污泥結(jié)構(gòu)及脫水性，900W 微波輻射50s，SV減少48%，真空抽濾含水率由原泥直接抽濾的85%降為71%。胞外糖含量介于 15.8-16.5 mg/gMLSS 時(shí)，污泥脫水性最佳。過量的微波輻射因破壞污泥的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)大量溢出，污泥黏度增加，脫水性惡化。
