污泥处理处置及资源化途径与新技术

3污泥处理处置及资源化新技术

3.1污泥原位减量技术

污泥原位减量技术是通过降低污水处理过程中细胞合成量、增强微生物自身内源呼吸能力、促进微生物的自身分解，最终达到减少剩余污泥产生量的目的。

因此，污泥原位减量与污泥减容减量有本质上的区别，后者只是通过降低污泥含水率缩减污泥。实质上，传统的污水处理工艺通过延长曝气时间、增加污水在曝气池内的停留时间，可提高微生物内源代谢反应的自身氧化率，减少污泥的产量。

但是，这种方式会增大池容和曝气量。近年来，国内外学者基于溶胞-隐性生长、解偶联代谢、生物捕食以及内源代谢/维持代谢等理论，对污泥原位减量技术进行了大量研究，污泥减量可达到21%～87%。在这些基础研究成果的指引下，对传统成熟工艺进行组合、改进，可以在满足原有污水处理功能的基础上，同时获得较好的污泥减量效果。

“好氧-沉淀-厌氧”是一种基于解偶联机制的改进活性污泥系统，在污泥回流过程中加一个厌氧池，使好氧微生物在好氧段产生的ATP在底物缺乏的厌氧段被消耗，不能用于细胞合成，从而降低污泥产量。嵌入式旁路污泥减量是在CASS反应器的基础

上，通过控制反应区低溶解氧、碱解污泥使其碳源化、回流碳源化污泥强化生物反硝化能力等手段，可使系统的污泥减量率大于25%，其中有机污泥减量率大于55%，有效达到污泥原位减量。

水蚯蚓原位消解污泥技术是在传统污水处理系统生化池中引入更高营养级的后生动物水蚯蚓，延长系统中的生物链，促进物质循环和能量流动，利用水蚯蚓和微生物的协同作用原位消解污泥，实现污泥原位减量。

3.2污泥减容减量技术

污泥减容的目的就是降低污泥含水率、减小污泥体积，实现污泥最基本的减量化。在减容过程中污泥的生物固体量几乎没有改变。

传统的污泥减容减量技术包含了污泥浓缩和污泥脱水两个过程。浓缩是减缩污泥间隙水，脱水是减缩污泥毛细水和表面附着水。

在技术原理上，污泥浓缩和脱水没有重大突破，主要方法包括重力浓缩、机械浓缩、离心脱水、带式脱水和板框压滤脱水等，装备也已经国产化，今后的研究重点是如何进一步降低药耗、电耗和降低污泥的含水率。由于在机械脱水过程中污泥的压密方向和水的排出方向一致，压力愈大，压密越甚，水分流动的通路将逐渐被堵塞，因此传统的机械脱水技术较难进一步降低污泥的含水率。

为了进一步提高污泥的脱水效果，近年来电渗透、射流、真空等有别于传统机械脱水的新技术逐渐得到应用，也建立了一批示范工程，泥饼的含水率可达到60%以下，被称为深度脱水。

污泥深度脱水是我国特有的一种污泥脱水工艺，就电渗透脱水技术而言，它是基于污泥中细菌的主要成分蛋白质在pH接近中性的环境中通常带负电荷，在电场作用下，带电颗粒将在分散介质中作定向运动。电渗透脱水技术就是利用带电颗粒和周围介质的电渗透和电泳实现污泥深度脱水。

在电渗透过程中，水的流动方向和污泥絮体流动方向相反，水分可不经过泥饼的空隙通道。因此，电渗透脱水不受污泥压密引起的通道堵塞或阻力的影响，脱水效率比一般方法提高10%～20%。桑德环保将“电渗透”与“板框压滤”进行耦合开发的“污泥电渗透高压干化机”，在不投加任何化学药剂的情况下，可将城市污泥含水率从80%～85%降至40%～60%。

3.3污泥干化技术

污泥干化是在污泥脱水后，利用热能进一步减少污泥含水率的方法。通过干化处理后，污泥的含水率可降至40%～10%。污泥干化是一个能量净支出的过程，能耗费用在系统运行成本中的比例大于80%，因此发展节能低碳污泥干化技术具有重要的现实意义。

近年来，污泥干化技术发展较为迅速，主要聚焦在三个方面，一是利用太阳能、生物质能等新能源进行污泥干化;二是对干燥机或反应器等装备进行优化;三是对污泥干化新技术的研发，比如水热干化、生物干化、污泥低温射流干化、低温真空脱水干化、微波干化、超声波干化和热泵干化等。

污泥水热干化是将污泥在密闭容器内加热，在一定温度和压力下破坏污泥的胶体结构，降低污泥粘度，提高污泥的脱水性能，经压滤脱水即可得到含水率为60%的泥饼。

污泥生物干化是利用微生物高温好氧发酵过程中有机物降解所产生的生物热能，通过过程调控手段促进水分蒸发，从而实现快速去除水分的一种干化处理工艺。

太阳能污泥干化是利用太阳能提升温室内部气体温度，扰流风机将上部未饱和的热空气吹到污泥表面，打断污泥表面形成的饱和冷空气层，形成混流效应，将污泥水分吸收带出温室。

污泥低温射流干化系统能够在常温下利用音障原理，采用高速风机产生超高速气流冲击波对污泥进行破碎，污泥和水在粉碎的过程中分离，然后再经过气、液、固三相分离装置进行脱水和固体颗粒的回收。低温真空脱水干化成套技术利用通过真空系统将腔室内的气压降低，使滤饼中水的沸点降低，同时通过隔膜板和加热板对滤饼加热，使水分蒸发的速度加快，比在常压下加热干化的效率更高。

3.4污泥焚烧技术

污泥焚烧是最彻底的减量化技术，通过焚烧污泥，污泥的体积缩减至原污泥10%以下，焚烧产物为稳定的惰性灰渣，可以进行建材资源化利用，实现了真正意义上的稳定化、无害化和资源化，更为重要的是焚烧污泥产生的热量可回用于湿污泥的干化，有利于污泥生物质能源的循环利用，是国际上大型城市的主流污泥处理工艺。

延伸阅读：

污泥厌氧消化深度解析不可不看!

传统活性污泥法中氨氮去除效果分析

污水处理技术之活性污泥法10个基本知识

好氧颗粒污泥工艺在市政污水处理中的研究与应用