污水减量化（共3篇）
污水减量化 篇1
摘要：如何有效地处置的污泥一直困扰污水处理行业, 从全国范围来看, 大部分的污水处理厂采用填埋处置方式。随着填埋区域的逐渐减少, 整个经济社会的生态环境建设的要求, 污泥处置必须采取减量化与无害化的方式。
关键词：污泥,减量化,微型动物,无害化处理
微动物研究污泥减量废水生物处理中会产生非常多的污泥, 大量的有毒有害物质 (如病原微型生物、寄生虫卵、重金属) 和不稳定的有机物质存在污泥里面, 适当的处理和处置, 如果不是, 会导致可能对环境再一次污染。目前我国污泥处理和处置的有效性、经济性有两个方面的问题:1) 是一种有效的方法的同时, 对环境无污染可推而广之;2) 需要大量的资金投入污泥处置中, 污泥处理工程在欧洲和美国造价的污水处理厂的建设成本总额的比例高达60%~70%。另一方面, 增加城市污水处理和处置率, 产生的污泥量将迅速增加。在中国城市污水排放量已达到2001立方米, 二次率达到15%, 污泥量约为1500万吨/年 (根据含水率为97%) 。按照规划建设城市污水处理厂在中国, 在2013年, 城市污水处理率和利率将大幅度增加, 污泥产量也越来越多。显然, 污泥处理和处置将成为一个主要的问题。污泥减量技术:指在完全相同一个污水处理效果的条件下, 确保适当的措施, 减少污泥体积, 使用生成的所有相同数量的污水处理技术。
(一) 污泥减量的原理
微型动物的定义比较模糊的, 把原生动物 (例如一些较小轮虫、线虫、大型无脊椎动物如链接的蚯蚓和软体动物) 在污水处理领中, 称之为微型动物。严格地说, 微型动物的生物分类学只是一个俗称。
(二) 以下三个方面利用微型动物对污泥减量
1) 微型动物食物链中的捕食作用给利用。从生态学的角度来说, 当体系中食物链越长时, 能量消耗也越多, 从而合成生物体的能量就越来越少, 到最后形成总生物数量越少。所以延长食物链或者强化微型动物捕食食物链的可以实现的目标, 减少剩余污泥产量。与传统活性污泥法、生物膜法是一种重要的特性在生物膜更大的营养水平较高的微型动物更容易繁殖, 如果食物链中出现昆虫, 会使食物链变得更复杂。生物膜处理系统中污泥生产数量一般要比活性污泥法低1/4。
2) 污泥直接给微型动物消化, 减少污水污泥体积同时也增加可溶性污泥。原生动物物种如缘毛纤毛虫、轮虫, 原生动物有更强的能力来摄取悬浮物。昆虫的幼虫可直接食用更多的絮状活性生物膜及污泥。
3) 细菌的活性和数量可以利用微型动物来增加, 从而增强细菌抗氧化和代谢的能力。在废水生物处理系统里, 微型动物和细菌可以同时存在。细菌和微型动物的关系, 除了捕食者和猎物的关系, 还存在互利的关系。细菌捕食微动物能形成菌胶团来抵制, 同时, 细菌的分泌物可以刺激微型动物的增长, 微型动物活动生成可溶性有机物质可以重用, 促进生长细菌。
二、影响微型动物养殖的因素
污泥减量与降解的基质有关。相同条件下的其他参数都是相同时, 与之相比, 分别用甲醇和乙酸作为碳源两个完全相同的系统, 分别用甲醇为碳源的表观污泥系数是0.05g TSS/g COD及乙酸为碳源的表观污泥TSS系数是0.17g TSS/g COD。甲醇为碳源的原因是在第二阶段的分散时微型动物容易捕食细菌和乙酸作为碳源有利于菌胶团细菌形成, 微型动物区的捕食。有学者认为, 氮源作为增长的限制因素可能使菌胶团更容易形成。事实上这都是通过食物, 反过来, 会影响微型动物的生长。
三、微型动物污泥减量工艺有关的研究
微型动物的污泥减量化中, 包括传统的污水处理系统, 微型动物培养 (比如在一个常规污泥或膜生物反应器曝气池培养微型动物) 和两阶段过程。所谓的两个过程, 第一段的细菌培养相分散 (分散培养反应器) , 同时, 为了促进细菌的生长, 降解有机废水达到分散。细菌降解有机物的形成不是目的, 第二阶段是原动物促进增长。在第二阶段, 这个阶段可以利用生物膜过程或膜生物反应器, 以满足需求, 为了维持一定数量的原始后生动物的生长需求的污泥停留时间长于水力停留时间。第一阶段, 使细菌降解的有机物质更有效地以分散状态。
四、污水厂污泥无害化处理现状
1) 污泥的处理是污水厂一个必要的部分, 通常在污水处理厂完成后, 在相当长的一段时间来建立污水污泥处理系统、城市污泥处理率非常低。很多不稳定的处理有严重的二次污染的污泥对环境运输及后续处理带来了很多不便。
2) 污泥处理技术和设备是使用一些污水处理厂污泥处理技术水平仍然是60~70水平在发达国家, 一些污泥处理技术不符合国内污泥特点, 污泥处理的设备相对落后、性能差, 效率低, 能耗高, 专业的设备少, 没有形成标准化、系列化。因此, 限制污泥处理技术改进。
3) 强制性法律法规不健全, 污泥处理和污水处理在我国的法律体系更趋完善, 但市政污泥处置法规不健全, 特别是污泥无序现象并没有相应的对策, 也没有明确的对污泥处理成本。
五、污泥无害化用途
1) BIOSET工艺可以百分之百回收的污泥, 处理后的污泥作为垃圾填埋场覆盖土。
2) 绝佳的p H值调性剂, 并且是替代石灰, 白云石和其它较贵的添加剂。
3) 有害废物, 成为高品质的土壤改良剂, 特别是草地、高尔夫球场、草坪、花园、柑橘、水果和蔬菜种植。这种缓释肥料可以恢复和加强农田, 增强植物根系和地上茎和叶的生长。
4) 水溶性磷含量的材料最少。表现出高磷固化能力, 由于高p H值和低的水溶性钙的混合物可以用作部分的土壤处理系统的工作原理, 大量减少了滤除硝酸盐和磷酸盐的工作。
5) 也是很不错的矿产资源及稀有矿产资源, 可以提高所需微生物的活性, 促进健康的土壤。
六、结后语
就现阶段国内外污泥处理和处置方面的环境和经济问题, 阐述了研究污泥减量技术的紧迫性。可能影响生物处理工艺产生的剩余污泥, 污泥减量化技术, 降低细菌合成量的解偶联技术和增强微生物利用二次基质, 然后进行隐性生长的各种溶胞技术分为利用食物链的作用, 加强微型动物对细菌捕食的技术。
参考文献
[1]Low E.U.Chase H.A.Reducing production of excessbiomass during wastewa-ter treatment.Wat.Res, 999.
[2]鲍宪枝, 佐洁, 周向争, 周彤.大旱后对城市缺水的思考.给水排水, 2001.
[3]金成清.原生动物在反应器中的增长速率与功能.沈阳建筑工程学院学报, 1996.
[4]沈韫芬.原生动物学.北京:科学出版社, 1999.
污水减量化 篇2
1 臭氧化污泥减量原理
一般来讲,臭氧是强效的氧化剂,可以对污泥做相关臭氧处理,具有两方面作用,首先,臭氧促使污泥微生物的细胞壁产生裂解现象,从而促使细胞中的有机物质得以释放出来,因此,当污泥流到生化池的时候,有机物质的基质被代谢利用,产生H2O、CO2、NH3等物质,从而促使污泥量减少。其次,臭氧能够对污泥产生氧化作用,促使污泥当中的蛋白质、脂肪、碳水化合物等氧化成为二氧化碳或者水,从而达到减少污泥的目的[1]。
2 污泥减量与臭氧剂量的相互关系
一般来讲,污泥存在大量微生物的细菌,首先,通过臭氧作为相关氧化剂进入污泥,臭氧会对污泥微生物的细胞壁进行破坏、溶解,从而将微生物的有机物质释放,这些有机物质又再一次成为处理池中的养料。其次,臭氧的使用过程当中,会对内部污泥进行再一次氧化作用,从而促使其中的碳水化合物以及蛋白质发生相关化学反应,成为一氧化氮以及一氧化碳物质,因此,在臭氧的相关作用下,污泥分解成为具有价值的元素,从而促使污水厂中的污泥处理池的污泥量下降。最后,臭氧处理污泥具有很高的效率,一般来讲,臭氧处理污泥的效率高低不但和臭氧剂量相关,而且与进入臭氧反应器的污泥量相关。通过相关研究表明,当经过臭氧回流的污泥是剩余污泥总量的3.3倍以及臭氧投放量物0.15kg的时候,能够促使剩余污泥零排放。此外,将臭氧投放剂量提高到一定程度,能够彻底清除污水处理厂污泥池中的污泥,因此,臭氧化污泥技术对于污泥处理作用非常明显。一般来讲,污泥减量效率和臭氧剂量存在密切联系,臭氧剂量达不到标准投入剂量的时候,污泥减少效率和臭氧剂量成正相关。当臭氧剂量超过应投入标准剂量的时候,增加臭氧剂量,污泥减少效率增加将不明显[2]。
3 臭氧污泥减量技术对污水处理厂的影响
3.1 对出水水质的相关影响
一般来讲,减少污水处理厂污泥含量应当保障污水处理厂的出水质量,如果经过相关臭氧污泥减量处理之后,污水处理厂出水质量变差,将会失去臭氧污泥减量技术的意义。根据相关报道[1],经过臭氧污泥减量技术处理后的出水质量和没有经过该技术处理后的水质基本一致,并且经过臭氧处理后出水质量的BOD去除效果更好。虽然SS浓度会随季节变化偶尔提升,但是BOD也由于SS浓度上升而增大。此外,BOD以及SS基本符合当地出水排放的要求。
3.2 对脱氮除磷的相关影响
通过生物脱氮除磷技术,不但可以有效去除有机污染物质,而且同步去除氮磷等植物养料,部分人员担心通过臭氧污泥减量技术是否会影响到脱氮除磷的效果。根据实验表明[2],臭氧处理之后出水氨氮无显著变化,出水氨氮浓度保持比较低的数值,一般在每升4毫克左右。因此,不用担心通过臭氧处理之后,对脱氮除磷的影响。
3.3 对污泥沉降、脱水性能的相关影响
经过臭氧处理之后,是否会对污泥沉降以及脱水性能造成一定负面影响也是相关人员十分关心的问题,通过研究表明[3],臭氧污泥减量技术对于污泥沉降以及脱水是有益处的,首先,一般来讲,污泥经过臭氧处理之后,会变成小型的絮状物,然后回流到生化池,从而促使污泥颗粒均匀化,促使污泥沉降性能得到提升。其次,臭氧处理之后的污泥,其体积指数明显下降。根据微生物镜检表明,臭氧处理之后的污泥丝状菌显著减少。
3.4 臭氧污泥减量技术的经济价值
污水处理厂处理污水之后,对于污水池中的污泥处理具有必要性,通过臭氧污泥减量技术,不但减少污泥处理费用,而且提升污水处理厂经济效益。首先,促使剩余污泥总量得到减少,从而降低了污泥处理费用。其次,虽然污泥减量技术需要提供臭氧以及相关设备及电能,增加一定的运行成本以及投资费用,然而,其处理效率高以及处理效果明显,综合考虑,依旧具有重大投资价值以及经济效益[3]。
4 结语
综上所述,臭氧污泥减量技术不但能够将城市的废水处理产生的污泥有效处理,促使污泥总量大幅度减少,而且能够促使污泥氧化成为有机物质,从而有利于生态建设,相关技术人员应当加强对臭氧污泥减量技术的研究,并将该技术广泛应用到我国的污水处理厂的污泥处理工作中,从而促使污水处理厂的污水处理能力得到提高。
参考文献
[1]李绍秀,彭勃,陈贻荣.研究城市污水处理厂污泥臭氧化减量技术[J].净水技术,2006,25(3):50-53.
[2]张海珍.研究城市污水处理厂污泥臭氧的减量实用技术研究[J].现代企业文化,2008(33):86-87.
污水减量化 篇3
目前对污泥的处理方法有:埋地、焚烧、农用等。但这些方法也都存在其他弊端。且现行方法的处理成本很高, 一般占到污水处理厂运行费用的30%~60%左右。欧美国家每年用于处理剩余污泥的费用资金就高达几十亿人民币。因此, 寻找更好的剩余污泥的处理处置方案, 一直是污水处理行业的重要研究领域。
当前关于污泥减量技术的研究在国内外一直停留在已产生污泥的处理上或者通过溶胞技术进行的化学物质的投加, 或者在生化过程中通过投加能量解偶联和物质解偶联化学药剂的研究上, 对于生化处理系统的研究也停留在通过工艺的调整完成污泥减量化的研究上, 并没有进行微生物共生的研究也没有将生物共生技术和工艺研究结合进行的污泥减量化研究。
1 复合微生物污泥减量的技术原理
复合微生物, 由光合细菌、乳酸菌、酵母菌、硝化菌、反硝化菌等五属十科五十多种微生物组成, 结构稳定, 性能显著, 用于污水处理中可显著减少污泥产量, 因其可降低BOD、COD、脱氮、除磷, 将有机物、含氮物等分解为CO2、H2O、N2等。复合微生物对活性污泥的减量作用通过以下机理达到其效果。
1.1 脱碳机理
污水处理过程中的活性生物的结构和功能中心是起絮凝作用的菌胶团, 菌胶团中各种微生物之间是食物链的关系。污水中的有机物先吸附到含有大量微生物的菌胶团表面, 与菌胶团中的微生物进行细胞表面的接触, 小分子有机物直接穿过细胞膜进行微生物体内, 糖类、蛋白质等大分子有机物通过细胞膜上的透膜酶而进入微生物体内。进入微生物内部, 在各种细胞内酶, 如氧化酶、脱氢酶等的催化作用下, 被微生物分解代谢。
脱碳主要在细胞中的好氧区域发生。一部分有机物被微生物逐步氧化分解, 最终成为CO2和H2O等稳定的无机物质, 并从此过程中获得生存所需要的能量。还有一部分有机污染物通过合成代谢形成了新细胞的组分。微生物通过合成代谢和分解代谢, 从而去除了污水中的有机物, 即达到了脱碳的目的。
1.2 脱氮机理
在污水中, 氮主要以有机氮 (如:蛋白质、氨基酸、尿素等) 和氨态氮的形式存在。含氮化合物通过微生物的作用, 连续发生氨化反应、硝化反应和反硝化反应, 最终转化为稳定无害的N2, 排入大气, 从而达到脱氮的目的。氨化反应、硝化反应主要在好氧区域发生, 而反硝化反应则主要发生在缺氧区域和厌氧区域。
首先, 有机氮化物在氨化菌的作用下, 分解转化为氨态氮。硝化是指在废水处理过程中, 氨态氮被转化为亚硝氮和硝氮。硝化反应是在好氧状态下由亚硝酸菌与硝酸菌共同完成的。近几年的研究所发现硝化菌有丰富的代谢多样性和基质多样性。一般情况下, 亚硝酸细菌将氨作为电子供体, 将氧作电子受体进行好养呼吸;而在较低氧浓度下则同时利用亚硝酸盐和氧作电子受体;无氧条件下进行厌氧呼吸是利用亚硝酸盐作为电子受体。将亚硝酸盐做电子受体时, 其还能同时利用氨、氢、有机物等多种电子受体。一般情况下, 以亚硝酸盐做电子供体以氧做电子受体而进行好氧呼吸的硝酸细菌为自养生长, 而在存在亚硝酸盐的无氧条件下则转变为以有机物做电子供体, 以硝酸盐做电子受体的厌氧呼吸。在即没有氧也没有硝酸盐时, 其进行以有机物做电子供体和电子受体的异养生长。
在调节池和反应器中, 还可能存在厌氧氨氧化反应。厌氧氨氧化是以亚硝酸盐做氧化剂而将氨氧化为N2;或以氨做电子受体而将亚硝酸盐还原为N2的生物反应。
2 应用实例
(1) 2008年在某工厂生活污水处理项目中 (600吨/天) , 为研究探索复合微生物替代活性污泥及化学絮凝剂, 研究人员与相关设计院沟通按照复合菌的生存需求设计采用格栅、调节池、缺氧池、生物接触氧化池 (采用生物固定化技术) 、二沉池、消毒池、污泥池等工艺处理。经过半年稳定运行, 出水水质完全符合绿化和农用地要求, 污水COD达到40mg/L以下, 废水回用绿化园区植物。由于复合微生物对有机物的分解充分, 没有多余污泥产生。
(2) 2009年在山东省某医院污水项目上使用验证实验结果。医院污水量2000吨/天, 自2009年4月20日开始用复合菌调试, 15天运行达标, 经过了4个月运行监测稳定。“不添加絮凝剂出水SS较好, 不添加消毒剂大肠杆菌数减少98%以上, 污泥量少, 各项指标均达到项目建设要求。”