城市污水处理厂污泥焚烧处理的探讨

城市污水处理厂污泥焚烧处理的探讨（共8篇）

城市污水处理厂污泥焚烧处理的探讨 篇1

城市污水处理厂污泥焚烧处理的探讨

摘要：介绍了南通市污泥现状,在分析传统污泥处置方法利弊的基础上介绍了循环流化床污泥焚烧技术.对循环流化床锅炉进行技术改造后,将城市污水处理厂污泥进行焚烧处理,经检测锅炉尾气和灰渣中重金属等污染物指标全部合格.作 者：鲁建新 赵铭 刘媛媛 LU Jian-xin ZHAO Ming LIU Yuan-yuan 作者单位：南通市环境监测中心站,江苏,南通,226006期 刊：环境科学导刊 Journal：ENVIRONMENTAL SCIENCE SURVEY年，卷(期)：,29(2)分类号：X705关键词：循环流化床锅炉 污泥焚烧 减量化 无害化

城市污水处理厂污泥焚烧处理的探讨 篇2

1 污泥焚烧工艺的兴起与发展

当前污水中污泥处理的方式主要有以下几种, 一种是填埋, 一种是堆肥, 最后一种是焚烧。

填埋法对污泥处理的过程中是非常方便的, 同时其在操作方面也十分的简单, 但是很多国家对这种方式还存在着一定的担忧, 因为填埋的过程中需要有较大的空间支持, 同时还需要在运输的过程中花费大量的资金, 在填埋的过程中也会使得土地资源大大的减少。在填埋的过程中, 周围的环境也会受到非常严重的破坏, 这样一来也就使其所产生的综合效益大大的下降。

在处理的过程中, 很多国家都在使用污泥进行农业生产, 这种趋势在很长一段时间之内都得到了非常广泛的应用, 在这段时间之内农业生产中使用污泥的比例在逐渐的升高, 同时它也是最符合遵循自然规律的一种方法, 但是因为污泥当中重金属的沉积和有机物的污染十分的严重所以也就产生了较为明显的环境污染问题, 所以在当前的污泥处理的过程中也对这种方法的使用做出了一个相对比较严格的限制和约束, 为了在污泥使用的过程中更好的体现出其规范性, 一些国家已经制定了相应的规范, 在这样的情况下, 我国也应该尽快的出台相应的政策。

相比之下, 焚烧法在应用的过程中更能体现出自身的优势, 这种技术也是所有技术当中最为有效且综合效益最高的一种, 首先焚烧可以对污泥的体积进行有效的控制, 如果将这种方法和机械脱水的污泥做一个比较, 最终产生的污泥量只是一开始的10%作用。其次是焚烧的过程中可以杀灭很多的病菌, 有机物在经过燃烧之后就会出现非常严重的分解现象, 病原体和细菌也是这样, 在经过高温燃烧之后, 污泥的残渣当中基本上已经没有病菌, 在这样的情况下也就减少了不利因素。此外焚烧之后还会减少污泥产生的异味。再次, 经过脱水之后的污泥热值和褐煤的热值非常的接近, 这样也就在很大程度上减少生产过程中所产生的污泥燃烧投资, 此外因为焚烧设备在发展的过程中性能更加的完善, 焚烧技术也越来越先进, 从前的烟气二次污染问题已经得到了很好的改善。

2 污泥焚烧土艺在国内外的应用状况

在欧洲, 许多国家诸如德国、丹麦、瑞典、瑞士等国以及日本从20世纪90年代起就开始以焚烧土艺作为处理市政污泥的主要方法。德国有近40个污水处理厂己经拥有多年的污泥焚烧土艺实际运行经验。其中10家混烧生活垃圾和市政污泥, 20多家焚烧城市污水污泥, 9家令门进行土业废水污泥的焚烧处理。在德国, 污泥焚烧炉首先始十多段竖炉, 而后流化床炉逐渐取代了多段竖炉。目前, 流化床焚烧炉的市场占有率超过了90%。丹麦每年约有25%的污泥焚烧处理。瑞士宣布从2003年1月1日起禁止污水厂的污泥用十农业, 所有污水厂的污泥都要进行焚烧处理, 这也意味着瑞士政府每年将耗资5800万欧儿用十污泥焚烧土艺。焚烧法处理污泥在日本应用得最广。

我国在污泥处理方面, 目前大部分的研究局限于污泥的堆肥农用, 而对污泥的能源化利用很少, 造成很大的能源浪费。尤其是对污泥的焚烧处理方面, 由于耗资大、设备复杂、对操作人员的素质和技术水平要求高, 因此这方面开展的土作就更少。目前只有浙江大学、中国科学院、清华大学和华中理土大学对污泥的焚烧原理进行了一定的研究。

3 流化床焚烧工艺

流化床是从气体发生炉工业化转变开始, 应用在化学生产工业当中的各种工业和不同的工艺流程。流化床焚烧炉自身的结构并不是十分的复杂。其主体结构是一个圆形的塔体, 其下部还设置了气体的分配板, 塔的内壁还设置了耐火性非常好的材料, 气体分配板在形式上也有着非常明显的不同, 有些是多孔板制作而成, 有的是平板上面设置一些固定形状和固定数量的专业喷嘴, 砌体从下方进入, 同时还会以固定的速度经过分配板, 这样就适时地内载体会出现流化状态, 流化床在运行的过程中还能进行干燥和粉碎处理, 燃烧之后的气体会直接从塔顶排出。在尾气当中还存在着一些粒子和灰渣, 这些有害物质会通过除尘器处理, 载体就可以直接返回到流化床的内部。而流化床在运行的过程中具有非常显著的特点。

具体有:a.单位面积的处理能力很大;b.加入到流化床的固体废物, 可以瞬间分散均匀 (除特别粗大的块体之外) ;c.不会产生急冷或急热现象 (即使一次投入较多量的可燃性废弃物) ;d.在处理含有大量易挥发性物质 (如含油污泥) 时, 也不会像多段炉那样有引起爆炸的危险;e.流化床的结构简单, 设有机械传动部件, 故障少, 建造费用低;f.空气过剩系数可以较小。

4 污泥焚烧土艺的影响因素

焚烧必然以良好的燃烧为基础, 要使燃料完全燃烧, 支配燃烧过程的有三个因素:时一间、温度、废弃物和空气之间的混合程度。这三个因素有着相互依赖的关系, 而每一个因素又可单独对燃烧产生影响。

4.1 时间。

燃烧时间与固体废物粒度的2次方成正比, 加热时间近似与粒度的平方成正比。因此, 确定废物在燃烧室内的停留时间时, 必须考虑固体粒度大小。

4.2 温度。

一般来说, 温度高则燃烧速度快, 废物在炉内停留的时间短。而且此时燃烧速度受扩散控制, 温度的影响较小, 即使温度上升400C, 燃烧时间只减少1%, 但炉壁及管道等容易损坏。当温度较低时, 燃烧速度受化学反应控制, 温度影响大, 温度上升400C, 燃烧时间减少50%。所以, 控制合适的温度十分重要。

4.3 废物和空气之间的混合程度。

为了使固体废物燃烧完全, 必须往燃烧室内鼓入过量的空气, 氧浓度高, 燃烧速度快。但除了空气供应充足, 还要注意空气在燃烧室内的分布, 燃料和空气中氧的混合如湍流程度, 混合不充分, 将导致不完全燃烧产物的生成。

结束语

焚烧法在应用的过程中具有很多的优势, 其可以有效的降低污泥的重量, 同时还有较好的杀菌作用, 同时在处理之后, 不需要对物质进行长期的储存, 在运输方面也有着十分明显的优势, 在这一过程中, 我们也能够将一些物质重新的利用起来, 这样一来也就在很大的程度上提高了处理的质量和水平。

参考文献

[1]顾忠民, 杨殿海.太阳能污泥干化在欧洲的应用[J].四川环境, 2008 (6) .

城市污水处理厂污泥焚烧处理的探讨 篇3

关键词:污泥 焚烧 流化 进料

中图分类号:X1 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(c)-0136-02

1 改造情况概述

1999年上海桃浦污水处理厂引进芬兰Tampella Power公司污泥焚烧炉及烟气处理技术和全套设备，于2001年底建设完工。该系统中焚烧设计处理能力为焚烧含水率约80%湿污泥45吨/天，燃料采用重油或柴油，试运行期间发现系统不仅实际处理能力小与设计能力不相符，而且运行过程中频繁出现故障，不能连续和正常运行，运行成本高的惊人。

为从根本上解决焚烧处理系统在运行上存在的问题，上海桃浦污水处理厂和上海金州环境工程有限公司合作，于2008年对该系统进行改造，并于2009年竣工进入试运行期。从运行的数据和操作工况分析，对焚烧炉改造部分包括炉膛的改造、布风板的更换及污泥进料方式调整，系统不仅基本上达到了改造的预期目标，有些指标达到国内外业内一流水平，尤其是系统调控手段更多，更容易快速调整工况，系统变得更加安全。

2 焚烧炉改造内容

该鼓泡流化床由于是欧洲七八十年代的产品，流化床焚烧污泥的技术还在初期原始阶段，如今随着流化床技术发展，它越加显得落伍和技术欠缺。通过我们重点分析得出了该老式的鼓泡流化床存在着先天性不足并了解到国内外同类型鼓泡流化床技术和设计参数的不同之处，首先对布风板进行针对性的计算与设计，选用膜式壁结构，加强了布风板的抗压强度，管内通导热油可以冷却布风板和风帽；风帽选用耐热合金铸钢，设计小孔出口速度大，适宜湿污泥的焚烧，保证了流化均匀稳定可靠。

为了防止燃烧不完全和产生二恶英；同时为了确保焚烧炉内燃烧更加合理，故对耐火材料重新设计和施工，增加了耐火材料厚度，使鼓泡流化床焚烧炉有良好的绝热性能，确保炉体外壁温度小于等于50℃的要求。

同时，原系统中煤与脱水污泥采用原始的方式由人工搅拌后通过皮带输送机从焚烧炉顶部进入炉中。焚烧炉温度基本无调节手段，另外脱水污泥与煤的混合效果差，焚烧炉焚烧不够稳定，不同程度地干扰正常燃烧和烟气净化。改造后将部分脱水污泥干化后与辅助燃煤分别由密相区进料，未干化部分湿污泥仍从炉顶进炉，可通过从干污泥、辅助燃煤和脱水污泥进炉量来调节焚烧炉的各个工况，实现调节灵活，系统稳定运行。

为降低运行成本和利用余热，在系统中增设尾部高温导热油余热锅炉及将污泥焚烧产生的能量回收再用于污泥干化，改变并实现入炉污泥的含水率。仅这一措施的落实可将初期吨污泥处理消耗成本大大下降，改造后达到吨污泥处理成本是改造前的一半。

3 污泥进焚烧炉含水率的确定

进入焚烧炉焚烧的污泥一般来说可分为三种情况:(1)一般污泥(含水率约为80%)；(2)半干化污泥(含水率40%～55%)；(3)干化污泥(含水率为10％～30%)。

当焚烧炉直接焚烧脱水污泥时，由于一般污泥中含水率较高，需大量的辅助燃料燃燒将一般污泥中的水分蒸发，运行成本过高，且焚烧后烟气中含水过高，对烟气处理相关设备的寿命有一定影响。

焚烧干化或半干化污泥相对节省燃料，因为此类污泥无论是热值还是物料特性均与煤有很多的相似，而且国内对焚烧干化或半干化污泥的焚烧炉有非常成熟的设计制造经验。所以用干化或本干化污泥选择流化床焚烧炉是非常合适的。

系统焚烧污泥的含水率根据以下因素确定:

1)干化后污泥适合输送

根据经验污泥在含水率40%～55%为粘滞区，在该含水率区间的污泥输送困难，不能采用管道输送，输送阻力大，若要强制输送，需在输送污泥管道中注入药剂，减小输送阻力；若采用机械输送，污泥易粘结在输送设备上，出现堵料现象。所以污泥干化必须避开粘滞区，才能保证干化后污泥输送的连续性。

2)干化后污泥含水率低热值高

目前污泥焚烧处理工艺技术，国家规范要求焚烧炉出口烟气温度高于850℃。若干化后污泥含水率太低及热值过高，就会产生燃烧空气配比过高，会造成焚烧炉炉膛截面过大，设备投资增加。根据经验焚烧炉过量空气系统为1.3。

3)尽可能的多回收污泥焚烧后产生的热量

污泥焚烧工艺研究的重点是如何回收利用热量，将污泥焚烧后烟气热量充分用于污泥干化，减少辅助燃料的添加量，降低运行成本。

根据以上情况，焚烧炉焚烧污泥含水率的确定因素归纳为四点:(1)焚烧炉出口烟气温度大于850℃；(2)焚烧炉过量空气系数为1.3；(3)充分利用污泥焚烧热量；(4)上海桃浦污水厂污泥检验特性。根据四点要求经计算确定进焚烧炉污泥含水率约为63%。在系统运行中，我们将部分脱水污泥干化至30%，另一部分脱水污泥直接进炉焚烧，保证入炉两部分污泥折合含水率为63%时进炉，可避开污泥粘滞区，实现污泥输送的连续性，保证系统运行的连续有效，添加的辅助燃料最少。

本次改造就是以改变入炉焚烧污泥的含水率为根本，通过对焚烧炉布风板和炉膛的改造、增加余热锅炉和污泥干化装置达到了焚烧处理污泥的目的。

4 布风板改造

图1为改造前布风板结构，原炉内布风板为砖制，因长期磨损和腐蚀已经严重变形，特别是由耐火材料组合的布风板与风帽的结合处损坏更为严重，风帽松动，高低不平，严重影响布风的均匀性；该布风装置抵抗不了流化风机和增压风机的压力而经常会造成耐火材料失稳塌落现象，严重影响炉内流化和焚烧，不能满足流化焚烧工艺的要求。

图2为改造后布风板结构，采用膜式钢制油冷布风板。水平膜式钢制布风板代替现有砖制布风板；耐热、耐磨合金钢风帽相同高度均匀布置在水平膜式钢制布风板上，在水平膜式钢制布风板的上面和下面都浇注耐高温和耐磨浇注料；在膜式钢制布风板中布置冷却管道，采用通入导热油进行冷却。风帽高度相同均匀布置在布风板上，确保布风均匀，床料流化稳定，炉膛与炉床温度稳定。

在试运行期间对流化床作流化试验。

由图3和图4可以看出布风板阻力曲线和布风板料层阻力特性曲线是吻合。流化临界风量在1.15～1.25m3/s之间，即图4中阴影部分。根据流化试验数据及流化试验中实际流化态的观察，分析得出该焚烧炉流化床冷态时床料厚度应在350～450mm之间。实际运行时风量应保持在临界风量以上，才能保证流化床床料正常的流化态。通过对布风板的改造，布风均匀，流化态稳定，与未改造前流化状况有明显改善，达到了系统稳定焚烧的要求。

5 炉膛改造

原炉内耐火砖磨损和变形严重，需拆除耐火材料全部更换。更换后要求烟气在焚烧炉内停留时间大于2秒，炉子外壁温度在空气温度为25℃时小于等于60℃等条件。

焚烧炉的炉墙采用三层结构设计，外层为硅酸铝板，紧贴焚烧炉的金属壁覆盖，中间层为耐火高强度轻质保温砖，内层为高性能耐磨耐火浇注料，可适应本焚烧炉的热膨胀要求和焚烧炉内的燃烧要求。

焚烧炉炉膛改造可利用公式进行检验焚烧烟气在焚烧炉内停留时间是否大于2秒，烟气停留时间计算公式如下:

其中:v:焚烧炉内烟气流速，m/s；

t:焚烧炉内烟气停留时间，s；

D:改造后焚烧炉内烟气流通直径，取值为2.3m；

Vy:污泥焚烧后烟气量，取值为5995.39Nm3；

θ:烟气出口温度，取值为875℃；

H:密相区至烟气出口有效高度，取值为4.5m。

将上述参数代入公式得:

经计算，烟气停留时间为2.86s，满足国家規范烟气停留时间大于2秒的要求。

6 焚烧物料入炉改造

改造前将一般污泥和辅助燃煤人工混合后，由焚烧炉炉顶进料。一般污泥和煤混合不能保证均匀，混合热值波动较大，造成焚烧炉运行工况不稳定，且在燃烧过程中，其中大部分小颗粒的煤在炉内下落过程中未到达炉底便燃烬，所产生的热量不能高效地达到维持炉内较高的温度，不具有良好的热惯性，影响了整个系统的燃烧效率。

7 改造结果

改造后焚烧系统的性能有了明显提高，运行情况良好，各监测点数据变化平稳，焚烧炉处理污泥能力也得到大幅提升，每天实际处理湿污泥最多可达到50t。由于系统性能的提高以及焚烧余热的利用，使污泥焚烧的运行成本大幅度降低，由原来处理每吨湿污泥需消耗煤333kg，降至154kg左右。按每天上海桃浦污水厂每天产泥45t，年运行300天计，每年仅煤可节省2416.5t，燃煤单价按600元/吨计，相当于节约144.99万元的运行费用。

8 结语

该焚烧炉改造是在国外技术基础上进行改造的，是一次国外技术与我国技术的融合，是引进技术与我国实际情况相结合的成功范例。此次改造成功解决了流化床焚烧炉不能持续稳定运行的问题，同时也证明将半干污泥焚烧处理是经济的、合理的，流化床焚烧炉适合半干污泥的焚烧，多点投料的方式对焚烧炉工况调节是有利的。上海桃浦污水厂的污泥干化焚烧工程是经济合理的，能够在我国大力推广和运用，能够成为我国污泥焚烧处理的典范，符合国家节能减排、低碳经济总体规划要求。

参考文献

[1]吴锦坤.鼓泡流化床流动特性的直接颗粒模拟.杭州,浙江大学,2007.

[2]池涌,李晓东,严建华,倪明江,岑可法,等．洗煤泥与污泥处理焚烧技术及工程实例．北京:化学工业出版社,2006:139-145.

[3]齐瑞江,曹作忠.污泥焚烧处理成本分析,环境工程:2009,27(5).

[4]志恒,政信.废弃物焚烧技术[M].2版.平成10年出版,

[5]GB18485-2001,生活垃圾焚烧污染控制标准.

城市污水处理厂污泥焚烧处理的探讨 篇4

宁波市城市污水处理厂污泥处置方案探讨

随着城市污水处理率提高导致的.污水污泥产量的增长趋势也使得污水污泥的处理问题更为突出.在总结国内外城市污泥处置技术发展趋势的基础上,结合宁波市的实际情况,根据无害化、减量化和资源化的原则,提出城市污泥近远期处置方案,并对处置方案作出可行性分析.

作 者：包薇红 宋贤英 Bao Weihong Song Xianying 作者单位：宁波市环境保护科学研究设计院,浙江,宁波,315010刊 名：环境污染与防治 ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL POLLUTION AND CONTROL年，卷(期)：27(3)分类号：X3关键词：污水处理厂 污泥处置 干化填埋 干化焚烧 污泥农用

污水处理厂的污泥减量化 篇5

摘要：对剩余污泥的处理在污水处理中占用昂贵的费用，基于经济环境和其它因素的考虑，如何解决剩余污泥的问题正是我们面临的挑战。由于环境结和相关法律的要求不断增加，那么对剩余污泥处理方安的选择就越来越严格，而减少污泥总量又是迫切的目标，本文着重介绍了有关剩余污泥减量化的主要方法：解耦联，隐性生长，扑食细菌，热处理，臭氧法，OSA法等等。合适的物质环境和运行工艺将减少剩余污泥产量，但是，不管选用哪种方法他都将对微生物群产生一定影响，而且还会增加处理后的水含氮浓度。

关键词：污泥减量 污水处理 活性污泥法

Abstract —— Excess biomass produced during the biological treatment of wastewaters requires costly disposal.Excess sludge treatment and disposal currently represents a rising challenge for wastewater treatment plants due to economic, environmental and regulation factors.As environmental and legislative constraints increase, thus limiting disposal options, there is considerable impetus for reducing the amount of biomass produced.This 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, anoxic-settling-anaerobic(OSA),and so on..Suitable engineering of the physical conditions and strategic process operation may result in environments in which biomass production may be reduced.But employing any strategy for reducing sludge production may have an impact on microbial community in biological wastewater treatment processes and reduced biomass production may result in an increased nitrogen concentration in the effluent.Key word: sludge reduction, waste water treatment, activated sludge tereatment.前言

目前世界上80％以上的污水处理厂应用的是活性污泥法处理污水，它最大的弊端就是处理污水的同时产生惊人的大量剩余污泥。污泥中的固体有的是截留下来的悬浮物质,有的是由生物处理系统排出的生物污泥,有的则是因投加药剂而形成的化学泥，污水处理厂产生的污泥量约为处理水体积的0.15 % —1 %左右。污泥的处理和处置,就是要通过适当的技术措施,使污泥得到再利用或以某种不损害环境的形式重新返回到自然环境中。这些污泥一般富含有机物、病菌等,若不加处理随意堆放,将对周围环境产生新的污染。

对这些污泥处理方法主要有：农用、填海、焚烧、埋地。但这些方法都无一例外地存在弊端。如污泥中重金属的含量通常超过农用污泥重金属最高限量的规定。此外,污泥中还含有病原体、寄生虫卵等, 如农业利用不当,将对人类的健康造成严重的危害。填埋处置容易对地下水造成污染,同时大量占用土地。焚烧处置虽可使污泥体积大幅减小,且可灭菌,但焚烧设备的投资和运行费用都比较大。投放远洋虽可在短期内避免海岸线及近海受到污染,但其长期危害可能非常严重,因此,已被界上大多数国家所禁用。

一般每去除1kg的就产生15~100L活性污泥，这些污泥含水率达到95％以上，剩余污泥处理的成本高昂,约占污水厂运行费用的。

欧洲国家每年用于处理剩余污泥的费用就高达28亿人民币。显而易见，任何有利于减少剩余污泥的措施都将带来巨大的经济效益。污泥减量化的理论基础

2.1 维持代谢和内源代谢

1965 年Pirt 把微生物用于维持其生活功能的这部分能量称为维持代谢能量,一般认为,维持代谢包括细胞物质的周转、活性运输、运动等,这部分基质消耗不用来合成新的细胞物质,因此,污泥的产量和维持代谢的活性呈负相关

。Herbert 在1956 年提出,维持能量可通过内源代谢来提供,部分细胞被氧化而产生维持能量。从环境工程角度看,内源呼吸通常指生物量的自我消化,在连续培养生长时可同时发生内源代谢。内源代谢的主要优势在于进入的基质最终被呼吸成为二氧化碳和水,使生物量下降

。因此,在废水处理工艺中,内源呼吸的控制比微生物生长控制和基质去除控制更为重要。

2.2 解偶联代谢

代谢是生物化学转化的总称,分为分解代谢和合成代谢。微生物学家认为,细胞产量和分解代谢产生的能量直接相关,但在某些条件下,如存在质子载体、重金属、异常温度和好氧—厌氧交替循环时,呼吸超过了ATP 产量,即分解代谢和合成代谢解偶联,此时微生物能过量消耗底物,底物的消耗速率很高。Cook 和Russell 报道,在完全停止生长时细菌利用能源的速率比对数生长期的高三分之一,这表明细胞能通过消耗膜电势、ATP 水解和无效循环处置其胞内能量。在解偶联条件下,大部分底物被氧化为二氧化碳,产生的能量用于驱动无效循环,但对底物的去除率不会产生重大影响

。能量解偶联的特殊性在于它是微生物对底物的分解和再生,而没有细胞质量的相应变化。从环境工程意义上讲,能量解偶联可用于解释底物消耗速率高于生长和维持所需之现象。因此,在能量解偶联条件下活性污泥的产率下降,污泥产量也随之降低。通过控制微生物的代谢状态,最大程度地分离合成代谢和分解代谢,在剩余污泥减量化上将是一个很有发展前景的技术途径。目前污泥减量化的方法

3.1 解偶联

机理：三磷酸腺苷(ATP)是键能转移的主要途径,是能量转移反应的中心，微生物的合成代谢通过呼吸与底物的分解代谢进行偶联,当呼吸控制不存在,生物合成速率成为速率控制因素时,解偶联新陈代谢就会发生,并且在微生物新陈代谢过程中产生的剩余能量没有被用来合成生物体。在能量解偶联条件下活性污泥的产率下降,污泥产量也随之降低。微生物学家认为,细胞产量和分解代谢产生的能量直接相关,但在某些条件下,如存在质子载体、重金属、异常温度和好氧—厌氧交替循环时,呼吸超过了ATP 产量,即分解代谢和合成代谢解偶联 ,此时微生物能过量消耗底物,底物的消耗速率很高。在完全停止生长时细菌利用能源的速率比对数生长期的高1/3,这表明细胞能通过消耗膜电势、ATP 水解和无效循环处置其胞内能量。能

量解偶联的特殊性在于它是微生物对底物的分解和再生,而没有细胞质量的相应变化。通过控制微生物的代谢状态,最大程度地分离合成代谢和分解代谢,在剩余污泥减量化上将是一个很有发展前景的技术途径。

3.1.1 投加解偶联剂

解偶联剂能起到解偶联氧化磷酸化作用,限制细胞捕获能量,从而抑制细胞的生长,故能减少污泥产量。解偶联剂其作用机理是该物质通过与H+ 的结合,降低细胞膜对H+ 的阻力,携带H+ 跨过细胞膜,使膜两侧的质子梯度降低，降低后的质子梯度不足以驱动ATP 合酶合成ATP ,从而减少了氧化磷酸化作用所合成的ATP 量。如: TCS解偶联剂(3 ,3′,4′,5－四氯水杨酰苯胺)能有效降低剩余污泥产量,只要在反应器中保持TCS 一定的浓度,就能降低剩余污泥的产率。TCS 能有效地降低活性污泥分批培养物中的污泥产率,随进水中TCS 浓度的提高,污泥产率迅速下降.但污泥的COD 去除能力并未受影响,出水中的NH+42N 和TN 含量也和对照相当，同时发现污泥的SOUR 值和DHA 提高,说明化学解耦联剂对微生物有激活作用，微生物的种群结构也发生了改变，经过40d 的运行后,添加TCS的反应器污泥中丝状菌很少,虽然污泥较疏松,但污泥的沉降性能未见有影响。上述结果表明,采用化学解耦联剂来降低活性污泥工艺中的剩余污泥产量,以降低污泥的处理与处置费用这种方法有发展前景,值得进一步地深入研究。

但是，解偶联剂的对现有污水处理应用中存在以下问题:(1)所投的药在较长时间后由于微生物的驯化而被降解,从而失去解偶联作用;(2)当加入解偶联剂后,需要更多的氧去氧化未能转化成污泥的有机物,从而使得供氧量增加

;(3)对投加解偶联剂的费用还需要作比较,由于在污水中的浓度需要维持在4—80 mg/ L ,用量大;(4)解偶联剂在实际应用中的最大弊端是环境问题，解偶联剂通常是难降解的有毒物，可能发生二次污染。

3.1.2

高S0/X0(底物浓度/污泥浓度)条件下的解偶联

简单的说就是，细胞分解能量大于合成能量，从而细胞的分解数量就大于合成数量，最终降低微生物产率系数。解偶联机理有两种解释:一是积累的能量通过粒子(如质子、钾离子)在细胞膜两侧的传递削弱了跨膜电势,随后发氧化磷酸化解偶联;二是减少了生物体内部分新陈代谢的途径(如甲基乙二酸途径)而回避了糖酵解这一步

。高S0/X0条件下解偶联还不能用于实际的污水处理, 微生物产生的不完全代谢的产物还可能对整个处理过程产生影响，而且要求相对高的S0/X0值(>8—10)远远大于实际活性污泥法处理污水时的情况(F/M=0.05—0.1)。

3.2

高浓度溶解氧

有很多研究表明,细胞表面的疏水性、微生物活性和胞外多聚物的产生都和反应器中的溶解氧水平有关,这预示着溶解氧对活性污泥的能量代谢有一定的影响,进而影响碳在分解代谢和合成代谢中的分布。高溶解氧活性污泥工艺能有效地抑制丝状菌的发展，纯氧活性污泥工艺即使在高污泥负荷率下,也可比传统的空气活性污泥工艺减少污泥量54 %。和传统空气曝气工艺相比, 纯氧工艺能使曝气池中维持高浓度MLSS ,污泥沉降和浓缩性能好、污泥产量低、氧气转移效率高、运行稳定。Abbassi等人

最近报道，当小试规模的传统活性污泥反应器的溶解氧从 1.8mg/L 增加到6.0mg/L时，剩余污泥量从0.28mgMLSS/mgBOD5下降为

0.20mgMLSS/mgBOD5。

由此可见，高溶解氧工艺在剩余污泥减量化和工艺运行效能的提高方面有很大潜力。

3.3

好氧—沉淀—厌氧(OSA)工艺

在污泥的回流过程中插入一级厌氧生物反应器，这种工艺已经用来成功地抑制污泥的丝状膨胀的发生，可减少一半的剩余污泥产量，好氧—厌氧循环方法被用于活性污泥工艺中剩余污泥的减量化。其机理就是，好氧微生物从外源有机底物的氧化中获得ATP ,当这些微生物突然进入没有食物供应的厌氧环境时,就不能产生能量,不得不利用自身的ATP库作为能源，在厌氧饥饿阶段,没有一定量的细胞内ATP 就不能进行细胞合成，因而,微生物通过细胞的异化作用,消耗基质来满足自身对能量的需求，交替的好氧－厌氧处理引起的能量解偶联就为OSA 处理技术奠定了污泥减量化的理论基础。Chudoba 等人

比较了OSA工艺和传统活性污泥工艺的污泥产量,发OSA工艺的比污泥产率降低了20 %～65 % , S V I 值也比传统活性污泥工艺低。

例如：上海锦纶厂废水处理站的剩余污泥达到零排放是运用了朱振超和刘振鸿等人的好氧—沉淀—兼氧活性污泥工艺使。还有张全等人

采用好氧—沉淀—微氧活性污泥工艺使污泥量由80 %减少为15 %～20 % ,系统基本上可做到无污泥排放。

所以，OSA工艺在污泥减量化上是相当可行的。

3.4

溶解细胞法

在传统活性污泥法工艺流程中的污泥回流线上增加相关处理装置，通过溶胞强化细菌的自身氧化，增强细菌的隐性生长。所谓隐性生长是指细菌利用衰亡细菌所形成的二次基质生长,整个过程包含了溶胞和生长

。利用各种溶胞技术,使细菌能够迅速死亡并分解成为基质再次被其他细菌所利用,是在污泥减量过程中广为应用的手段。

3.4.1 臭 氧

原理是:曝气池中部分活性污泥在臭氧反应器中被臭氧氧化,大部分活性污泥微生物在臭氧反应器中被杀灭或被氧化为有机质,而这些由污泥臭氧氧化而来的有机质在随后的生物处理中被降解，臭氧可破坏不容易被生物降解的细胞膜等,使细胞内物质能较快地溶于水中,同时氧化不容易水解的大分子物质,使其更容易为微生物所利用。Kamiya 和Hirotsuji 的研究表明,当曝气池中的臭氧剂量为10 mg/(gMLSS·d)时可使剩余污泥产量减少50 % ,而高至20 mg/(gMLSS·d)时则无剩余污泥产生。其中，间断式臭氧氧化要优于连续式,在间歇式反应器中,臭氧每天平均接触时间在3 h 左右就可以达到减量40 % —60 %。但是,臭氧浓度较高会使SVI(污泥体积指数)值迅速下降到开始的40 % ,影响污泥的沉降性能。

在当前的活性污泥理论中,污泥停留时间(θc)被定义为单位生物量在处理系统中的平均滞留时间。许多研究表明，θc 在活性污泥工艺中是最重要的运行参数。对于稳态运行系统,θc 和比生长速率呈负相关,污泥产率(Yobs)和污泥停留时间的关系可用下式表示:

1/Yobs = 1/Ymax +θcKd /Ymax(1)

式中 Ymax ———真正生长速率

Kd ———比内源代谢速率

式(1)表明,在稳态活性污泥工艺中污泥停留时间和内源代谢速率呈负相关,可以通过调节θc 来控制污泥产量。可见在相对长的θc下的纯氧曝气工艺有利于减少剩余污泥量。

臭氧联合活性污泥工艺将是一种能够减少剩余污泥产量且进一步改善污泥沉降性能的有效技术,今后的研究将着重于臭氧剂量和投加方式的最优化方面。

3.4.2 氯 气

和臭氧相同,利用其氧化性对细胞进行氧化,促进溶胞。虽然氯气比臭氧便宜,但氯气能够和污泥中的有机物产生反应,生成三氯甲烷(THMs)等氯代有机物,是不容忽视的问题。

3.4.3 酸、碱

酸碱可以使细胞壁溶解释放细胞内物质，相同pH 条件下, H SO4 的溶胞效果要优于HCl ,NaOH 的效果要优于KOH;在改变相同pH 条件下,碱的效果要好于酸,这可能是由于碱对细胞的磷脂双分子层的溶解要优于酸的缘故。

3.4.4 物理溶胞技术

加 热

不同温度下,细胞被破坏的部位不同。在45 —65 ℃时,细胞膜破裂, rRNA 被破坏;50 —70 ℃时DNA 被破坏;在65 —90 ℃时细胞壁被破坏;70 —95 ℃时蛋白质变性

。不同的温度使细胞释放的物质也不同,在温度从80 ℃上升到100 ℃时, TOC和多糖释放的量增加,而蛋白质的量减少。

超声波

超声波处理(如240 W ,20 kHz ,800 s)只是从物理角度对细胞进行破碎,和投加碱相比,在短时间内有迅速释放细胞内物质的优势,但在促进细胞破碎后固体碎的水解却不如投加碱和加热。其机理就是：以微气泡的形成、扩张和破裂达到压碎细胞壁、释放细胞内含物的目的。

压力

利用压力使细菌的细胞壁在机械压力的作用下破碎,从而使细胞内含物溶于水中。

3.4.5 生物溶胞

投加能分泌胞外酶的细菌，酶制剂或抗菌素对细菌进行溶胞。酶一方面能够溶解细菌的细胞,同时还可以使不容易生物降解的大分子有机物分解为小分子物质,有利于细菌利用二次基质。但是在污水处理中投加酶制剂或是抗菌素在经费上不太现实。

3.5 微型动物减少剩余污泥量

微型动物削减剩余污泥量的机理就是生态学的理论,食物链越长,能量在传递过程中被消耗的比例就越大,最终在系统中存在的生物量就越少。细菌、原生动物、寡毛类、线虫等各种生物,它们之间组成一条食物链。利用微型动物对污泥进行减量可从以下三个方面着手研究，一是利用微型动物在食物链中的捕食作用；二是直接利用微型动物对污泥的摄食和消化,在减少污泥的容量的同时增加污泥的可溶性；三是利用微型动物来增强细菌的活性或增加有活性的细菌的数量,从而增强细菌的自身氧化和代谢能力。在曝气池这一水环境中由于不断地曝气、剧烈地搅拌,对于大型生物的生存极为不利，还有就是各种微生物都随着废水一起流动，有可能还没来得及增殖就从曝气池流失，所以活性污泥法不可能有较长的食物链。曝气池中的后生动物数量较少,不能大量消耗菌胶团，（菌胶团是构成活性污泥絮状体的主要成分,有很强的吸附、氧化有机物的能力），这使得在活性污泥生态系统中,物质和能量的传递并不顺畅,绝大部分物质和能量停留在初级消费者———细菌这个营养级上,而不能通过向更高营养级的传递使生物量减少,这是形成大量剩余活性污泥的根本原因。

基于上诉原因，,两段式生物反应器产生了。

这种反应器由第一阶段的分散培养反应器R1 和第二阶段的捕食反应器R2 组成。R1 中无污泥回流且泥龄较短,利用污水中丰富的有机食料刺激游离细菌快速增殖。R2 反应器则专为捕食者设计,此阶段泥龄较长,有着适合于微型动物增殖的环境条件。两段式生物反应器,第一阶段分散培养反应器的水力停留时间(HRT)是关键的运行参数。HRT 需要足够长,以免细菌随水流冲走,但又不能过长,否则会形成细菌聚集体以及出现大量微型动物。Lee 等

用生物膜作为第二阶段的捕食反应器,处理人工合成污水,获得的污泥产量为0.05—0.17gSS/gCOD, 比用传统方法减少约30 % —50 %的污泥量。Lee 认为相对原生动物而言,轮虫在削减剩余污泥量的过程中可能起着更大的作用,因为他发现当轮虫的数量占优势时,剩余污泥的产量最小。Ghyoot 发现,由于丝状菌和鞭毛虫的过量生长,两段式系统有时会发生污泥膨胀,导致出水水质下降。应用两段式生物反应器或者直接向曝气池中投加微型动物以削减剩余污泥量在理论上是可行的,在试验中也取得了较为理想的结果。但是,由于这些研究尚处于起步阶段,要将这些观念和方法应用于具体的工程实践,仍有很多问题需要解决,例如,投加微型动物的量和投加方式,由于微型动物的活动引起的出水中N、P 浓度的升高,以及为了维持微型动物的生长所需的较高溶解氧等。

人们发现伴随着一种仙女虫(Naiselinguis)大量发生,污泥的产量显著减少,用于曝气所需的能量也大大降低。Ratsak 发现,蚓类种群的大小与剩余污泥产量间有明显的关系。但由于这些蚓类在曝气池中的数量变动剧烈,且没有规律,无法人为控制,所以还不能直接应用于生产实践。Rensink等

向加有塑料载体的活性污泥系统中投入颤蚓(Tubif icidae),发现剩余污泥产量从0.4gMLSS/gCOD降至0.15gMLSS/gCOD,污泥体积指数(SVI)从90降至45 ,污泥的脱水能力提高了约27%。

另外，还有红斑螵体虫在活性污泥系统的曝气池中较为常见。根据已有文献报道,影响红

斑螵体虫在曝气池中出现的操作因素有两方面:一是污泥龄(SRT),较短的SRT不能有效地保持红斑螵虫的存在;二是进水负荷,通常在负荷较低情况下容易出现原生动物和后生动物当每天排泥占反应器体积的36%左右时,可将每天新增的红斑螵体虫排出;而当反应器的排泥量>36%时,可能造成由于过量排泥使得虫体流失;当排泥量<36%时,则可以保证红斑螵体虫的生长。因此可以将36%作为增长率为0.45d-1时的排泥上限,即当红斑螵体虫的净增长率为0.45d-1时,SRT > 3d方可使红斑螵体虫保持在反应器中,而这在活性污泥处理系统中是容易做到的。在进水负荷<0.6mg2COD/(mgVSS·d)时,对红斑螵体虫的出现没有大的影响,而当进水负荷>0.7 mgCOD/(mgVSS·d)后,可能会对红斑螵体虫的出现造成影响。

无论是两段式生物反应器还是直接向活性污泥系统中投入后生动物,均可降低剩余污泥产量,但是矿化作用使得氮和磷释放是一个尚待解决的问题。

还有一种蚯蚓生态床处理剩余污泥。该过滤系统是一个具有多结构、多层次、各取所需、相互协同的生态网链,该生态网链中蚯蚓等微型动物和微生物对剩余污泥具有较强的广谱利用和分级利用功能,从而实现了剩余污泥较彻底的分解和转化利用由蚯蚓和微生物共同组成的人工生态系统对污水处理厂剩余污泥进行了为期半年的脱水和稳定处理,结果表明蚯蚓生态系统集浓缩、调理、脱水、稳定、处置和综合利用等多种功能于一身: ①蚯蚓和微生物将污泥作为生长营养源,对其进行分解和吸收;②蚓粪是高效农肥和土壤改良剂;③在生态床中增殖的蚯蚓具有重要的饲料和药用价值。剩余污泥经蚯蚓污泥稳定床处理后,可全部被生态系统吸收利用和转化,具有流程简单、管理方便、无二次污染、造价和运行费用低廉、副产物具有经济利用价值等特点。生态滤床构造十分简单,因此其工程造价将比常规的污泥处理和处置设施大幅度减少,其运行费用亦十分低廉。据估算,生态滤床处理剩余污泥的工程造价和运行费用可比常规方法大幅度节省,具有工程应用潜力。

是否还有其他微型动物可以应用,如轮虫、线虫或者别的寡毛蚓类,投放的微型动物与所处理的污水类型有没有关系,以及有没有更简单高效的微型动物哺育系统,这些都是将来需要深入研究的问题。由于这些研究尚处于起步阶段,要将这些观念和方法应用于具体的工程实践,仍有很多问题需要解决。无剩余污泥排放

4.1

臭氧处理法

部分回流污泥引入臭氧处理器中，进行臭氧连续循环处理。用臭氧对污泥进行处理,细菌被杀死,细胞壁被破坏,细胞质溶出,便于生物分解。臭氧的强氧化性，溶解、氧化污泥中的有机成分，再返回至曝气池，达到废水、污泥双重处理的功效，臭氧与细胞进行反应时并非使细菌成分无机化,主要是使菌体外的多糖类及细胞壁成分转化为特别容易生物降解的分子，该方法适合于可生化性较好，含磷量低于排放标准的废水，但设施负荷不易过大。有研究表示，臭氧处理污泥的循环率保持在0.3 左右是保证“零”污泥的条件，换句话说，由臭氧处理过的约1/ 3 的污泥在曝气槽内被生物分解而无机化(气体化),残余的2/ 3又变换为活性污泥。另外在pH 值保持在3 时,臭氧反应得到促进。

4.2

多级串联接触曝气法

把曝气池分隔成若干格，相互间具有一定的独立性，并在其中挂上填料，填料要选用易挂膜不易脱落的品种。其第一格可称为细菌生长区，浓度负荷较高，环境相对不稳定，第二格为原生动物生长区，浓度大致只有前面的+ 6 %，第三、第四格有机物浓度降至更低，环境更为稳定，适合后生动物生长繁殖。第三格、第四格内原生动物又被后生动物吞食，死后的后生动物被细菌分解。在污水处理工艺中成功地衔接该生物链，则必将使剩余污泥量大为减少。

4.3

污泥机械破碎法

把机械浓缩之后的污泥用机械破碎（如一般的食品粉碎机），把破碎之后的污泥在汇流到暴气池，污泥破碎后，部分成为可溶性物质，因此破碎污泥的浓度下降而上清液浓度上升。总的看来，减量效果显著，只是处理水质较参照系有所下降，因而高负荷的设计值应予避免。

4.4

多级活性生化处理工艺

其实它也是生物法的一种，只是在运行设备上的改进，得以使剩余污泥为“零”排放。系统是一组从空间上分隔成串联的8～ 12 个单元的微生物菌群来净化水中的污染物质, 这些微生物菌群形成食物链, 模拟自然生态环境, 使每一种生物成为食物链上上一级微生物的“粮食”, 前段的微生物、自身氧化的微生物及剩余微生物的残体被后段的微生物吃掉, 从而使整个系统不产生剩余污泥。每个单元设有单独控制的曝气装置, 和单独的填料框架和填料。填料为经过特殊处理的合成纤维, 用以固定水中的微生物。菌种是经过驯化的, 能够构成食物链的一组微生物菌群, 以干污泥的形式作为接种污泥, 从而加快微生物的培养。

实例运用：北京某油脂厂, 废水间歇排放,平均水量100吨/天,进水 CODcr平均浓度1292m g/L,出水 CODcr平均浓度82mg/L , CODcr平均去除率93%。

新的进展：湿式——氧化两相技术（WAO）

将溶解和悬浮在水中的有机物和还原性无机物，在液态下加压加温，并且利用空气中的氧气将其氧化分解的以达到减少污泥产量的目的。湿式氧化采用间歇式高压反应釜，厌氧采用两相厌氧反应器UASB。运行结果显示：对化工污泥和炼油污泥有良好的去除率，和良好的稳定性，经过处理之后的污泥中的水分被释放出来，从而有利于污泥的沉降，减少了污泥的体积。齐鲁石化公司在现实中已经应用了这种工艺，取得良好的效益，湿式氧化—两相厌氧消化—离心脱水对COD的去除率为86.6%～94.5 %，污泥消化率为63.1%～75.5%，可减少污泥体积 95%～98.5 %。小结

在将污水处理看成一个生产过程之后,根据“清洁生产”的原则,对污泥从源头进行控制。污泥减量化的研究,适应了污水处理系统实现良性运行、防止污水处理出现二次污染、使污水治理更具环境效益的需要。污泥减量是污水处理中研究的热点，人们提出了很多方法去除剩余污泥，有的是在试验中取得良好的效果，有的已经运用于生产实践。本文介绍了一些常

城市污水处理厂污泥焚烧处理的探讨 篇6

摘 要: 简要介绍了污泥处理工艺的现状及存在问题，分析了当前污泥预浓缩池浓缩效率低下的原因并提出了相应的改进措施，该措施可以提高预浓缩效率，降低了工程造价及运行费用。

关键词: 污泥处理;污泥预浓缩;改进设计

Design for Improvement of Sludge Treatmentin Large-scale Wastewater

TreatmentPlant

Abstract: The current status and existing problem on the sludge treatment process were introduced in brief and the cause of low thickening efficiency in sludge pre-thickening tank was investigated and the improvement measures were proposed.It is verified by practical cases that by means of these measures the efficiency of pre-thickening is improved and thus reduning the construction and operating cost.Key words: sludge treatment;sludge pre-thickening;design for improvement.1 污泥处理工艺现状及存在问题

污水处理厂内污泥处理的主要目的是提高污泥含固率，减少污泥量，为污泥外运及处置节省资源，减少污泥占地面积，其处理包括污泥浓缩，消化，脱水等环节。在我国，随着环境保护标准的日益提高，人们对节能减排意识的加强，大部分污水处理厂需要除磷，脱氮。有的污水处理厂常采用低负荷，长泥龄的延时曝气法，并且取消了初沉池，因此剩余污泥成为待处理污泥的主体部分。因为剩余污泥有机物含量不高，已经得到初步稳定，故目前绝大部分污水处理厂取消了消化环节，将污泥直接浓缩脱水，已经取得较好的处理效果。剩余污泥含水率多在99.1%~99.6%，泥量约为进厂水量的1.5%~3%，在大型污水处理厂中，相对于浓缩脱水而言，此量已经较大，如果单独采用占地大，效率低且会再次放磷的重力浓缩池，或者购置费用高，运转能耗高的机械浓缩设备都不太理想，因此工程上常在浓缩机前设置污泥预浓缩池(或称污泥均质池，均质池，调节池等)，池内一般均配备浓缩机，以期通过重力预浓缩减少进入机械浓缩机的泥量，降低工程造价及运行费用。处理流程见图1。

图1 大型污水处理厂污泥处理典型工艺流程

图1所示处理流程综合了重力浓缩与机械浓缩两种方法的优点，用于大型污水处理厂的污泥处理是恰当的，鞍钢西区的高炉瓦斯泥处理工艺和图1相似，不过笔者认为预浓缩池的设计还存在一些不足，具体如下: 1.1预浓缩池过大

调研表明，目前国内预浓缩池体积较大，污泥在其内停留时间较长，有些甚至比传统重力浓缩池停留时间还长，如华北市某开发区污水处理厂预浓缩池的水力停留时间为48h，剩余污泥经48h沉降后才进入转鼓浓缩机与带式一体化污泥脱水机;西南市某城市污水处理厂预浓缩池的水力停留时间为7d(168)，剩余污泥在池内经交替间歇曝气间歇浓缩后再进入带式浓缩机和带式脱水机。如此一来，预浓缩池较传统重力浓缩池占地面积更大，并且也存在传统重力浓缩池存在的缺点。

1.2预浓缩池内污泥浓缩效率低

工程实践及有关资料表明:在没有外界供氧的条件下，剩余污泥将在1~3h内进入厌氧状态，之后不仅会出现磷的再次释放，而且还会有氮气甚至甲烷等气体逸出。若不改变这种状况，预浓缩池内不仅有磷进入上清液，同时还会由于气体的释放而降低污泥的浓缩效率，因此目前大多数的预浓缩池均设有曝气装置，在污泥的沉降过程中进行间歇曝气，这种办法虽然改变了污泥的厌氧状态，但曝气的干扰也严重地影响了污泥的沉降进程，降低了浓缩效率。改进设计

2.1 在污泥进预浓缩池前充氧

生物池排出的含氧混合液一般需在无氧供给的二沉池(或同样功能构筑物)内沉淀2~3h之后排出，排出的剩余污泥一般最快在1h后进入厌氧状态，因此可以近似认为:好氧剩余污泥在无外界供氧的条件下3~4h(两处时间之和)之后才会进入厌氧状态，也就是说，在预浓缩前对污泥恰当充氧可以使其进入厌氧状态的时间延长2~3h。对于大多数的污水处理厂，剩余污泥需要经过提升才能进入污泥处理系统，因此在污泥泵房内稍加改动即可实现对剩余污泥的可调节充氧，剩余污泥的含氧量应控制在合理范围内(1~2mg/L)，避免过度曝气(难沉降)或含氧不足(沉降时间短)。2.2 减小预浓缩池规模

如前所述，污泥在预浓缩池内停留时间过长最终不可避免地干扰了污泥的沉降进程，降低了浓缩效率，甚至比较短时间的预浓缩效果更差。如西南市某城市污水处理厂，其预浓缩池的水力停留时间为168h，但沉降后的剩余污泥含固率仅由进池前的0.7%~0.85%提高到1.5%，相对于较大的池容，较长的浓缩时间而言，污泥减容效果不明显。而华南市某城市污水处理厂的预浓缩池水力停留时间仅为2~3h，池内无曝气设施，剩余污泥含固率由进池前的0.6%提高到出池时的2.0%，不仅预浓缩工程造价大大降低，减容效果也十分明显。因此，设计时宜采用污泥不进入厌氧状态的延续时间作为预浓缩时间才比较合理。如2.1节所述，在进入预浓缩池前对剩余污泥进行了充氧的条件下，一般可取3~4h作为预浓缩时间。在此时段内污泥不存在放气或充氧的不利影响而一直沉降浓缩，浓缩效率更高，效果反而比长时间的预浓缩更好，一般出泥含固率可达到1.5%~2.5%。改进后的污泥处理流程见图2。

图2 大型污水处理厂污泥处理改进工艺流程

3结语

预浓缩+机械浓缩脱水的污泥处理工艺有机地结合了重力浓缩与机械浓缩脱水两种方法的优点，对于大型城市污水处理厂污泥处理是经济、恰当的。

在剩余污泥进入预浓缩池前对其进行可调节充氧，可使污泥在3~4h内不进入厌氧状态。预浓缩池的停留时间可以缩短至3~4h，减小预浓缩池的占地，污泥在此时段内不需要曝气补氧，浓缩效率较高，出泥含固率一般可达到1.5%~2.5%，工程投资及运行费用也大为减少。4 参考文献

城市污水处理厂污泥焚烧处理的探讨 篇7

1 污水处理厂常用的污泥处理方法

污泥处理是指通过浓缩与脱水、干化、稳定、焚烧及调治等方式来对污泥进行无害化、稳定化以及减量化的加工过程。其具体内容如下。

(1) 浓缩与脱水一般而言, 对污泥进行浓缩与脱水的方法主要包括三种, 即离心、重力及机械浓缩法。这种浓缩与脱水方法可以大大降低污泥的含水量, 从而能够实现其减量化的目的。同时, 若采用离心脱水与机械浓缩相结合的一体化方式对污泥进行处理, 则不仅能大大提高对其的处理效率, 而且还能降低其对周围生态环境的影响。虽然这种一体化方式会增加污水处理厂处理污泥的成本, 但因其具有效率高、自动化程度高、效果好、噪声小、封闭性好以及臭味难以扩散等优点, 可以大力推广应用。此外, 重力浓缩法主要适用于初沉污泥和混合污泥。在对初沉污泥进行处理时, 其固体负荷应在80 ~120kg/m2·d, 停留时间应在6 ~8h。在对混合污泥进行处理时, 其固体负荷应在50至~75kg/m2·d, 停留时间应在10 ~12h。

(2) 干化处理由于污泥在经过浓缩处理之后, 其含水量仍较高。这不仅不便于对其的后处理和运输, 而且也易出现腐败发臭的现象。因此, 在上述处理之后, 还必须对污泥进行干化处理。目前, 干化处理的方法主要是热干燥法。根据原理对其进行分类, 可将其分为自然干化、间接加热干燥以及直接加热干燥。此种污泥处理方法不仅处理效果好, 而且对周围生态环境的影响也小。其中, 直接加热干燥法的优点为操作简便和热能利用率高, 其缺点为有恶臭味道 ;而间接加热干燥法的优点为无恶臭味道和干化效果好, 其缺点为热能利用率低。

(3) 稳定化处理稳定化处理是污泥处理中的关键步骤, 它的作用在于降解有机物质、消除臭味以及消除病原体或细菌等, 能够有效的达到污泥无害化与稳定化的目的。目前, 对污泥进行稳定化处理的方法主要包括厌氧消化、干燥以及堆肥化等。其中, 应用最为广泛的污泥稳定化处理的方法为厌氧消化, 它具有稳定化效果好和能耗低的优点, 现主要被应用于中小型的污水处理厂中。

2 污水处理厂常用的污泥处置方法

污泥处置是指将处理后的污泥弃置在自然环境中或者是进行再利用, 以此来能够达到长期稳定且对生态环境没有造成不良影响的一种最终消纳方法。目前, 我国污泥处置的方法主要有四种, 即卫生填埋、污泥堆肥、污泥焚烧以及污泥农用。其具体内容如下 :

(1) 卫生填埋卫生填埋是一种较为成熟的污泥处置技术, 它始于20世纪60年代。在采用卫生填埋的技术对污泥进行处置时, 为了防止二次污染, 卫生埋填的区域最好选择地下水位不高且渗透性差的地域, 同时在地面上还应铺设一层防渗性能较好的材料。此种污泥处置方法, 其优点是操作简便、成本低以及适应性强等, 其缺点是运输和管理的费用较高、易对周围的环境造成不利影响以及占用的土地较多等。目前, 这种污泥处置方法已不适应当前社会的发展要求, 且可以进行污泥填埋的区域也越来越少。

(2) 污泥堆肥污泥堆肥始于20世纪20年代, 可将其分为厌氧堆肥和好氧堆肥这两种。污泥堆肥主要的作用在于将污泥通过堆肥化的处理来使之转变为一种有机肥料。这种处置方法不仅便于保存, 而且在处理的过程中也较为安全。同时, 它还有利于土地利用率的提高和污染与卫生风险的降低。但是, 此种污泥处置方法的周期较长, 且易产生恶臭味道。此外, 污泥堆肥所产生的堆肥产品的销路也不广。故而, 污泥堆肥处置方法多广泛应用于小型的污水处理厂。

(3) 污泥焚毁污泥焚毁技术始于20世纪60年代, 它是采用高温燃烧方式来将污泥中的有机物与水分全部清除的一种相对安全的方法。此种污泥处置方法的优点在于不仅能够尽可能地实现污泥减量化, 而且还能够迅速氧化有毒污染物和杀灭病原体, 从而有利于降低其对环境的污染。同时, 焚烧后的污泥还可以当作建筑材料。而此种污泥处置技术的缺点在于投资、运行以及能耗等费用均较高, 且在处置的过程中易产生废气和废热。因此, 在采用此种方法来处置污泥时应安装空气净化设备, 以此来确保排放气体能够达标。

3 结语

综上所述, 污泥的存在不仅严重影响了其周围的生态环境, 而且也占用了大量的土地资源。因此, 污水处理厂必须对污泥处理与处置问题进行探讨, 并采取行之有效的措施不断提高污泥处理与处置的技术水平。

参考文献

[1]陆新华.科学处置污泥化害为利持续发展—溧阳市污水处理厂污泥处置现状调查与对策研究[J].城市管理与科技, 2011, (6) .

[2]邱慧哲.城镇污水处理厂污泥处置技术探讨[J].硅谷, 2014, (23) .

城市污水处理厂污泥焚烧处理的探讨 篇8

[关键词] 污水处理厂 厌氧-好氧交替式颗粒污泥 SBR 实验采用

这些年来，好氧颗粒污泥以其沉降性能好、微生物浓度高、能够实现同时除磷脱氮等优点，逐渐成为污水生物处理领域的研究热点之一。研究者们在好氧颗粒污泥的培养、形成条件、微生物组成、除磷脱氮等方面做了大量的研究工作，但是这些研究通常采用人工配水，在实际市政污水研究领域研究较少，仅有荷兰代尔夫特理工大学取得了显著的研究成果，已获得全球技术专利并应用城市污水进行了中试。国内对好氧颗粒污泥技术大多停留在实验室阶段，工程化应用刚刚起步。少数研究者利用实际废水，如豆制品废水、酿酒厂废水、造纸废水来培养颗粒污泥。由于对好氧颗粒污泥处理城市生活污水进行了初步研究，再采用碳、氮含量较高的实际生活污水进行了小试规模的交替式SBR中好氧颗粒污泥的形成及其同步脱氮除磷的效果研究。由以实际生活污水为研究对象，以普通絮状污泥为接种污泥，利用SBR和SBAR初步考察了沉淀时间对培养短程硝化好氧颗粒污泥的影响。为促使好氧颗粒污泥的工程化应用，本实验采用实际城市污水，以絮状活性污泥为接种污泥，在中试规模的厌氧，好氧交替式SBR反应器中培养好氧颗粒污泥，并通过调整反应器的最佳运行参数，逐步提高反应器的处理效果。

图1 实验装置示意图

表2 SBR运行方式(min)

一、材料与方法

1、实验装置

实验采用的SBR如图1所示。反应器由有机玻璃圆柱制成，内层直径为38cm，有效高度为200cm，有效容积226.8L。反应器设置有3个出水口，对应体积交换率分别为50％、60％、70％。反应器进水、出水以及曝气均由电磁阀控制。反应器内设置厌氧搅拌装置，在反应器处于厌氧阶段时开启。整个反应器由可编程逻辑控制器自动控制进水、厌氧搅拌、曝气、沉降、出水及闲置等过程，并可根据实验需要调整各个阶段的运行时间。整套装置前端设置毛发过滤器，污水经过毛发过滤器后进入低位水箱，再经过低位水箱内的潜水泵将污水抽至高位水箱中。高位水箱中的污水靠重力作用流入SBR反应器中。反应器底部设置有微孔曝气盘1个，供气量由转子流量计控制。实验期间，实验室内温度变化范围12～25℃。

表1 污水水质成分(mg/t)

2、原水水质及接种污泥

实验用水取自某污水处理厂曝气沉砂池后出水，其水质见表1。

实验接种污泥取自该污水处理厂A/O生物池。污泥呈絮状，结构松散，MLSS为2600 mg/L，MLVSS为1708mg/L，SVI120~160mg/L，没有颗粒，生物相良好。

3、分析项目及方法

氨氮采用纳氏试剂分光光度法测定；NO2-N、NO3-N采用DX600型离子色谱仪测定；总氮采用过硫酸钾消解紫外分光光度法；污泥粒径分布采用激光粒度仪(Malvern Mastersizer S Long Bed)测定；颗粒污泥表面结构扫描电镜观察采用HITACHI S4700电镜；COD、TP、BOD、SS、MLSS和MLVSS均采用标准方法测定。

4、反应器运行方式

反应器各个阶段根据实验需要以及处理效果的不同，采用不同的运行程序，见表2。

二、实验结果与讨论

颗粒污泥的培养分为以下3个阶段：颗粒污泥培养阶段、颗粒污泥生长阶段和运行参数优化调整阶段。通过定期测定反应器内混合液的DO、SV、MLSS、MLVSS、COD、氨氮、NO2-N、NO3-N、TN、TP、pH等运行参数，对监测数据进行分析，判断反应器的运行状况，及时做出相应调整。

1、不同运行阶段的反应器性能

1）颗粒污泥培养阶段

接种污泥后，反应器内初始污泥浓度为4500mg/L。采用选择压法运行反应器，逐渐减少沉淀时间以提高临界沉降速率，使细小分散的絮状污泥洗出，从而促进颗粒污泥的形成和累积。周期程序采用方式1。沉淀时间由30min逐渐缩减至10min。由于进水中COD浓度较低，COD污泥负荷平均为0.18kg COD/(kg MLSS·d)，碳源相对不足，影响颗粒污泥的生长，同时低负荷容易引起污泥的丝状菌膨胀而使污泥的沉降性能恶化，加之利用骤降沉降时间法，污泥的洗出量大于污泥的生长量，反应器内的MLSS呈下降趋势，最终降低至1750mg/L，从而导致反应器运行状况的不稳定。在第41d补泥后，放弃使用选择压法，将沉淀时间调整回30min，反应器才重新稳定运行。本阶段实验历时72d后，反应器内肉眼观察到小颗粒。污泥驯化阶段对COD和氨氮的去除效果良好，出水COD均值为47.2 mg/L，平均去除率达到64.2％ 。氨氮的平均去除率达到了91.3％，出水氨氮平均3.9mg/L。

2）颗粒污泥生长阶段

经过培养验化后，反应器污泥浓度逐渐稳定，进入颗粒污泥生长阶段。该阶段历时79d，控制泥龄为20d。调整反应器运行程序，将曝气时间分为两段，增加二次厌氧搅拌和二次曝气的时间，按照运行方式2运行。该阶段反应器MLSS平均为2300mg/L，SVI平均为58.7mL/g。反应器对COD和氨氮平均去除率分别达到了60.9％和83.7％。

3）运行参数优化调整阶段

该阶段采用方式3运行反应器，泥龄为20d。阶段初始时，污水厂进水COD浓度提高至347～533mg/L，经过一段时间后又降回平均134mg/L。实验中为维持有利于颗粒污泥的形成条件，向反应器投加适量葡萄糖，以提高进水COD浓度。该阶段COD污泥负荷0.46 kg COD/(kg MLSS·d)。反应器内污泥MLSS呈现增长趋势，平均为3967mg/L。污泥SVI(30 min)呈逐渐下降趋势，污泥沉降性能逐渐变好，SVI值平均为56.8。该阶段反应器COD去除率平均为88.2％。经过一系列的参数调整，延长曝气时间，氨氮去除率逐步提高至80.1％。

2、运行参数优化调整阶段的处理效果

在进入运行参数优化调整阶段后，为提高反应器脱氮除磷效果，调整反应器的运行参数，以寻求反应、的最佳运行工况。根据好氧颗粒污泥颗粒化的影响因素以及反应器自身设计的特点，分别改变反应器曝气阶段溶解氧、反应器体积交换率以及反应器运行方式，考察反应器在不同条件下对有机物的去除以及脱氮除磷的效果。

运行参数优化调整阶段试验过程以及各项目平均去除处理效果整理如下：

在实验第172～192d，进行改变反应器内DO浓度变化的批次实验。将溶解氧分别控制在2～3mg/L，3～4mgL和4～6 mg/L下。DO控制在2～3mg/L时，反应器去除效果与DO在3～4mg/L以及4～6mg/L的条件下的去除效果基本持平。溶解氧过大会穿透小颗粒，使颗粒污泥的缺氧层和厌氧层变薄，甚至消失，使脱氮的效果降低。该阶段实验表明，好氧颗粒污泥工艺，DO控制在2～3mg/L下即可满足微生物需氧要求，又可维持颗粒内部的缺氧层。

在实验第193～206d，进行改变反应器体积交换率的批次实验。依次将反应器体积交换率提高至60％和70％。提高了反应器体积交换率相当于增加了进入反应器的碳源，使厌氧阶段可以在污泥细胞内储存更多的能量，供反硝化菌和聚磷菌等在好氧阶段使用。

实验第231～290d，逐渐将周期时间由462min延长至l362min。由表3可以看出，随着周期时长的延长，出水氨氮和总氮的浓度逐渐降低，处理效果稳步提高。

三、结论

(1)采用中试规模的厌氧,好氧交替式颗粒污泥SBR处理实际城市污水，经过72d的培养，反应器内出现小粒径颗粒污泥。在随后的230d运行试验中，通过调整曝气阶段的溶解氧浓度、排水体积交换率以及周期运行方式,使得反应器中颗粒污泥粒径和比例逐渐增加。在颗粒培养阶段、颗粒生长阶段和运行参数优化调整阶段的颗粒污泥平均粒径分别达到95.79、147.6和245.4m。颗粒污泥的MLVSS/MLSS为79％ ，颗粒污泥耗氧速率(OUR)达到1.26mg/(g·rain)，颗粒污泥比絮状污泥有更好的生物活性。

(2)在最佳工况运行条件下，反应器中污泥浓度为3000～4000mg/L，SVI值为45～55mL/g，对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别为：91.63％、74.02％、68.42％ 和96.41％。