污泥减量化水处理技术的研究现状和进展.pdf 3页

'第29卷第8期中国给水排水V01．29No．82013年4月CHINAWrATER&W"ASTE"WATERApr．2013、泥减量化水处理技术的研究现状和进展孟昭辉，吴凡松，郭婉茜，于太平，于水利，Max．D(1．哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室，黑龙江哈尔滨150090；2．中国市政工程华北设计研究总院，天津300074；3．中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北武汉430010)摘要：随着传统活性污泥工艺被广泛应用到城市污水及工业废水的处理中，剩余污泥的产生量也日益增大，因此新型污泥减量工艺的开发是一个亟待解决的问题。污泥过程减量法是指在污水的处理过程中，通过改变现有工艺的运行条件或者采用一定的技术手段，在保证不影响污水处理效果的前提下，降低污泥的产量，因此污泥过程减量工艺可以从根本上减少污泥的产量。介绍了近年来国内外实现污泥过程减量化相关工艺及其原理和研究进展，为今后开发新型有效的剩余污泥处理与处置技术提供参考。关键词：污泥减量；污泥过程减量工艺；污泥减量工艺中图分类号：X703文献标识码：B文章编号：1000—4602(2013)08—0026—03State．of．the．ArtofExcessSludgeReductionTechnologyMENGZha0一hui，WUFan．song，GUOWan—qianYUTai—ping，YUShui-l-i-，Max．Df1．St,口KeyLab0，1口0ryofUrb0nWaterResourceandEnvironment，HarbinInstituteofTechnology，r6150090．China：2．NorthChinaMunicipalEngineeringDesignandResearchInstitute，Tianjin300074，China；3．CentralandSouthernChinaMunicipalEngineeringDesignandResearchInstituteCo．Ltd．，Wuhan430010，China)Abstract：Withthewidespreadapplicationoftheconventionalactivatedsludgeprocessinthemu—niciD,alandinflustria1was,tewatertreatment，theproductionofexcesssludgeisconsiderablyhigh．Devel-0Dmentofnove1processesforreducingtheexcesssludgeisurgent．Sludgeprocessreductiontechnologyisthattheexcess∈dudgeisreducedbyimprovingtheexistingtechnologiesoroperationalconditionsduringwa；tewat,ertreatment．andmeanwhilethewastewatertreatmenteficiencyisnotaffected．Thus，thesludgepr0cesstreatmenttechnologycanreducethesludgeproductionradically．Thecorrespondingtech—n0fogies．mainprinciplesandcurrentmethodsofsludgeprocessreductionwereintroducedtoprovideref-erencefordevelopingnovelandeffectivetechnologiesforexcesssludgetreatmentanddisposal·Keywords：excesssludgereduction；sludgeprocessreductiontechnology；sludgereductionprocess随着城市生活污水以及工业废水处理量的增加，剩余污泥的产量也在迅速增大。然而由于经济、基金项目：国家自然科学基金资助项目(51oo8m5)；黑龙江省自然科学基金资助项目(Q(1O1O5)·26· 孟昭辉，等：污泥减量化水处理技术的研究现状和进展第29卷第8期环境和法规等因素El益严格的限制，使得污泥常规2高溶解氧曝气工艺处置方法的应用越来越困难¨J，在这一背景下污反应器中的溶解氧水平会影响到微生物细胞表泥减量技术应用而生。已有的研究成果表明，剩余面的疏水性、微生物活性和胞外多聚物，溶解氧的提污泥的减量化可分为污泥的后续减量化和过程减量高可以降低污泥产率、保持良好的污泥沉降性能、较化J。污泥的后续减量化与污泥过程减量化有着好地控制污泥膨胀，从而使污水处理工艺可以更稳本质的区别，污泥的后续减量化主要是在污泥产生定的运行。因此，高溶解氧工艺在实现剩余污泥产后再通过一定的物理、化学、生物或者联合工艺等手率最小化和改善工艺运行效能方面有很大的应用潜段，减少已产生的污泥量；而污泥过程减量化是指在力。但是维持污水处理系统较高浓度的溶解氧将会污水的处理过程中，通过改变工艺的运行过程，或者消耗大量的电能，从而使污水处理总的运行费用增采用一定的技术手段，在保证不影响污水出水水质加，且对工艺设备也有较高的要求。因此这种理论的前提下，使剩余污泥的产量达到最小化，从根本上技术的推广还有待进一步深入探讨。AbbassiB减少污泥的产率。为此介绍了近年来污泥过程减量等研究表明，当溶解氧从1．8mg／L增加到6．0方法的研究进展情况，以供参考。mg／L时，剩余污泥产生量从0．28mgMLSS／mgBOD1好氧一沉淀一厌氧工艺降低至00．2mgMLSS／mgB0D。好氧一沉淀一厌氧(OSA)是在传统活性污泥工3好氧一厌氧交替处理工艺艺的污泥回流中增加一个厌氧反应器，不需要通过在污水流动方向上形成好氧一厌氧耦合的过物理或化学手段对污泥进行预处理或者添加任何化程，可以使污水中的有机物和污泥完全分解，这种运学药剂，目前已被证实能在不影响出水水质的前提行工艺是简便的剩余污泥过程分解型污泥减量工下实现污泥减量，同时改善污泥沉降性能。在对艺，也是逐渐被科研者所重视和研究的新技术。OSA工艺污泥减量机理的研究中，一种理论认为刘则华等构建了好氧一厌氧耦合反应器，污OSA工艺是通过能量解偶联的作用而实现污泥的泥产率仅为0．0546kgSS／kgCOD，出水SS<30mg／减量化；另一种是污泥衰减理论，认为污泥在厌氧浓L；于安峰等构建了好氧一厌氧耦合折流板反应缩池停留期间所发生的污泥衰减是OSA工艺污泥器，研究结果表明该系统的污泥产率仅为0．09减量的主要原因。kgSS／kgCOD，与传统工艺相比污泥减量率达到王建芳等研究发现，当浓缩污泥ORP值为一66．7％。YangSS等首次提出将污泥在好氧／微100mV时，可溶解性COD略微下降，微生物处于内氧环境下曝气交替处理，研究结果表明，当微氧曝气源代谢状态；当浓缩污泥ORP值从一100mV降至池的MLSS为(10021±50)mg／L、HRT为9．1h、控一250mV时，污泥产率从0．43gMLSS／gCOD降至制温度为29℃时，可以达到较好的污泥减量效果。0．32gMLSS／gCOD；当污泥厌氧池ORP值<一2504直接投加微型动物工艺mV时，有利于污泥衰减和能量解偶联。YeFX直接投加微型动物是指向活性污泥系统的曝气等_6分别向三个实验室规模的OSA工艺中，每隔一池中直接接种微型动物，或在系统中添加载体后再天投加0．05、0．10、0．15g的TCS，在相同的污泥停接种微型动物。该种方法简便易行，但要达到更好留时间(6．75h)下，TCS和OSA联合工艺的污泥减的污泥减量效果，还应通过试验并结合实际情况研量率可达21％～56％，且四个系统的污泥沉降能力究所投加微型动物的生物量，并对最佳的投加点进无明显不同。应用显微镜检查及DGGE技术观察，行试验研究。发现在低剂量TCS下会有代谢解偶联现象的发生，ElissenHJH等利用水蚯蚓的捕食作用进而在高剂量的TCS条件下将使微生物死亡。王建行批式试验，研究表明污泥的减量率高达75％以芳等的研究果表明：与传统活性污泥工艺相比，上，且有效改善了污泥的沉降性能。刘宏波等¨将OSA工艺中微生物群落结构的多样性更加丰富，且自生动态膜生物反应器与生态调控技术相结合进行存在聚磷菌和反硝化菌。唐悦恒等建立了一套污泥减量试验，结果表明此工艺不仅可以实现污泥基于SBR的OSA工艺，研究认为污泥溶胞和隐性生的零排放、改善膜污染问题，而且出水水质没有受到长的相互作用实现了整个系统的污泥减量化。明显的影响。但是该系统对TP的去除率相对较·27· 第29卷第8期中国给水排水w、^．watergasheat．corn差，需要在以后的工艺中进行改进。剩余污泥减量化的影响因素[J]．中国环境科学，5两段式污泥减量工艺2008，28(5)：427—432．[6]YeFX，TJiY．Oxic—settling—anoxic(OSA)processcon—两段式污泥减量工艺是由两段反应器组成，第binedwith3，3’，4’，5一tetrachlorosalicylanilide(TCS)一段采用完全混合式反应器，水力停留时间和污泥toreduceexcesssludgeproductionintheactivated停留时间相等，为分散培养细菌的阶段；第二段为生sludgesystem[J]．BiochemEngJ，2010，49(2)：229—物捕食反应器，其污泥停留时问较长，环境条件适宜234．微型动物的大量繁殖，该阶段可利用传统活性污泥[7]王建芳，赵庆良，刘志刚．PCR—DGGE解析好氧一沉系统或膜生物反应器来实现。淀一厌氧工艺微生物群落多样性[J]．黑龙江大学自魏源送等_1开发了一种新型寡毛类蠕虫反应然科学学报，2010，27(6)：754—758．[8]唐悦恒，方闻，罗莹，等．SBR／OSA工艺的污泥减量器，并接种了颤蚓，对照试验结果表明：接种颤蚓的化运行机理研究[J]．中国给水排水，2011，27(5)：反应器排出液的平均污泥浓度为670mg／L，平均污104—108．泥减量率为57％，同时还可以改善污泥的沉降性[9]AbbassiB，DullsteinS，RabigerN．Minimizationofex—能。张绍园等采用两段淹没式膜生物反应器(第cesssludgeproductionbyincreaseofoxygenconcentra—一阶段为污染物转化池，第二阶段为污泥降解池)tioninactivatedsludgeflocs：experimentalandtheoreti．处理城市污水，试验表明，当系统容积负荷为2～5calapproach[J]．WaterRes，2000，34(1)：139—146．kgCOD／(kgSS·L)、蠕虫数量升至2600～3800条／[10]刘则华，邢新会，冯权．多孔微生物载体固定床生物反应器的污水处理特性[J]．水处理技术，2006，32mL时，污泥产率为0．1～0．15kgSS／kgCOD，系统对(4)：34—38．COD和氨氮的去除率分别为97．3％和99．5％。于安峰．好氧一厌氧耦合体系污泥减量化的机理研6结语究及工程应用[D]．北京：清华大学，2008．随着污水生物处理技术的推广与应用，大量剩[12]ElissenHJH，HendriekxTLG，TemminkH，eta1．A余污泥的产生成为水处理过程中亟待解决的问题。newreactorconceptforsludgereductionusingaquatic这就要求环境领域的国内外学者在今后的研究中，woinls[J]．WaterRes，2006，40(20)：3713—3718．[13]刘宏波，杨昌柱，濮文虹，等．利用蠕虫实现自生动态工作的重点应同时兼顾剩余污泥的“减量化”及环膜生物反应器污泥减量研究[J]．中国给水排水，境的“安全性”，新型污泥减量工艺的开发要以“污2007，23(5)：5—9．泥减量化”为前提，同时要求在处理过程中的“环境[14]魏源送，刘俊新．利用寡毛类蠕虫反应器处理剩余污安全性”，进而从根源上解决剩余污泥减量的问题。泥的研究[J]．环境科学学报，2005，25(6)：803—因此在今后的工作中需要进一步深入研究和开发新808．型的污泥减量工艺，从而获得最佳的污泥减量效果。[15]张绍园，闫百瑞．二段淹没式膜生物反应器处理城市污水的研究[J]．工业用水与废水，2003，34(6)：40—42参考文献：[1]魏源送，樊耀波．污泥减量技术的研究及其应用[J]．中国给水排水，2001，17(7)：23—26．[2]郝晓地，王敢林，曹亚莉．剩余污泥减量技术评价及未来潜在技术展望[J]．中国给水排水，2008，24(12)：1—5．[3]何赞，王海燕，田华菡，等．污泥减量化水处理技术的研究进展[J]．中国给水排水，2009，25(8)：1—7．[4]YangSS，GuoWQ，ZhouXJ，eta1．Optimizationof叩一cratingparametersforsludgeprocessreductionunderal—ternatingaerobic／oxygen—limitedconditionsbyresponse作者简介：孟昭辉(1978一)，男，黑龙江哈尔滨surfacemethodology[J]．BioresourTechnol，2011，102人，博士，主要从事污水处理研究。(21)：9843—9851．E—mail：zhaohuimeng@yeah．net[5]王建芳，赵庆良，刘志刚，等．好氧一沉淀一厌氧工艺收稿日期：2012—10—20·28·'