文 献 综 述

一、选题背景

随着城市化发展越来越快，人们的生活也在变得越来越幸福。而在这快速发展的背后也相应带来一些负面影响，大量的生活生产废水就是其中之一。目前，世界上超过90%的城市污水处理都采用的是活性污泥法，产生的大量剩余污泥中通常含有相当量的有毒有害物质（主要有寄生虫卵、病原微生物、重金属等）以及部分未稳定化的有机物，如不进行妥善处理，将会对环境造成直接或潜在大的污染。而如今在剩余污泥的处理上存在着两大难题，一是没有一种可以推广且对环境无污染的处理方法；二是污泥处理与处置方法需要的资金巨大，一般占到污水处理厂运营成本的60%。因此，剩余污泥减量化技术应运而生。

二、研究现状

梁鹏等在《污泥减量化技术的研究进展》一文中提出剩余污泥的产生主要与三个方面有关，即微生物利用有机物合成自身的作用、内源呼吸作用以及微型动物对细菌的捕食作用。其中微生物利用有机物合成自身的作用使剩余污泥增加，内源呼吸作用和微型动物对细菌的捕食作用则减少剩余污泥的产生。因此降低细菌的合成量，增加生物体的自身氧化速率，增加微型动物对细菌的捕食将会减少剩余污泥的产生[1]。

（一）降低细菌的净合成量[1]，可以从两个方面入手（1）对细菌合成上所需的物质进行抑制，但这种方法在污水处理中是不适合的。（2）从能量上对细菌的合成进行抑制，使细菌氧化所获得的能量不用于细胞的合成。目前从这方面入手解决污泥减量化这个问题的主要有三种：投加解偶联剂、高So/Xo条件下的解偶联和改变污泥所处的环境（OSA工艺）。在各项研究中表明，解偶联剂的投加对于污泥的表观产率系数会产生明显影响。不同解偶联剂对微生物的减量效果不同，在已报道的文献中，2,4,5-三氯苯酚（TCP）的减量效果最为明显。高丽英，汤兵在《解偶联代谢污泥减量化及其新工艺》一文中将解偶联污泥减量工艺分为了添加解偶联剂的活性污泥工艺、好氧-沉淀-厌氧（OSA）工艺、高So/Xo比活性污泥工艺3种，介绍了不同的解偶联工艺的原理及其优势与不足并指出了解偶联污泥减量工艺未来研究方向和应用前景。[4]

（二）增加生物体的自身氧化速率即通过溶胞强化细菌自身氧化速率来减少剩余污泥的产生[1]，通常的溶胞作用包括各种化学、物理、生物及它们相互联合的作用。溶胞作用在污水处理工艺中很容易实现，只要在传统活性污泥处理工艺中增加一个相关处理装置即可。陈英文[3]等在《臭氧预处理-厌氧消化工艺促进剩余污泥减量化的研究》一文中研究了臭氧氧化对剩余污泥的破解效果及污泥厌氧消化效率的影响。其研究结果表明，随着臭氧投加量的增加，悬浮物、可挥发性悬浮物逐步减少，而剩余污泥上清液中的溶解性COD（SCOD）、总有机碳、蛋白质和多糖则明显增加。经过具体的投加实验表明臭氧预处理能够有效促进污泥厌氧消化，从而达到污泥减量的目的。针对现在国内污泥日益增多的趋势，贾冠科也对污泥减量化工艺进行了研究，并发表了《污泥减量化工艺的研究》。文中不仅介绍了一些污泥减量化的工艺方法，还着重介绍了生物工艺中的OSA工艺以及预曝气改良型OOSA工艺。通过比较表明OOSA技术的减量效果较好并且经济实用。在未来的污水处理中具有一定的可行性和实用性。[2]

（三）微型动物对细菌的捕食方面的研究主要有蚯蚓生物滤池和生物捕食减量工艺。[5]陈菊香在《剩余污泥减量化-资源化的研究》一文中介绍了通过在人工蚯蚓培养床上对剩余污泥进行为期一天的脱水、干化等稳定处理。其结果表明蚯蚓培养床集浓缩、脱水、稳定、处置和综合利用等多种功能于一身。剩余污泥经蚯蚓食用后其SS、COD和重金属去除率分别达98%、94%和90%。为污泥处置提供了新途径。且该培养床设备简单、管理方便、无二次污染。增殖的蚯蚓和产生的蚯蚓粪都可创造一定的经济效益。柳学伟等在《利用微型动物捕食进行污泥减量的研究进展》一文中介绍了目前用来作为污泥减量的微型动物种类，并阐述了在线减量工艺和离线减量工艺两种生物捕食减量工艺，总结了生物捕食污泥减量技术的污泥减量效果，最后提出了其今后的研究方向。[6]

三、研究目的

随着国家对环境保护方面的重视和人们环保意识的提高，城市甚至是农村将会建造越来越多的污水处理厂，污泥的产生量也会越来越多，污泥减量化将是一个不可忽视的问题。虽然有关污泥减量的必要性在学术上还有争论（传统观点认为污泥是一种生物能量，没有必要去研究如何降低生物转化率），但污泥减量化的研究，适应了污水处理厂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。另一方面，活性污泥法是目前世界上应用最为广泛的污水生物处理技术，但是大量的剩余污泥处理处置不仅是一个技术难题也是一个经济难题，已成为城市污水处理厂所面临的沉重负担。因此，研究剩余污泥的减量化技术是非常有必要的，使得污泥处理达到减容化、无害化、稳定化以及减量化。

参考文献

[1]梁鹏、黄霞、钱易.污泥减量化技术的研究进展[J].环境污染治理技术与设备，2003，（l）：44

[2]贾冠科.污泥减量化工艺的研究[J].化学工程与装备.2012.3

[3]陈英文、刘明庆、赵冰怡、魏基业、祝社民、沈树宝.臭氧预处理-厌氧消化工艺促进剩余污泥减量化的研究[J].江苏，南京210009

[4]高丽英、汤兵.解偶联代谢污泥减量机理及其新工艺[J].工业用水与废水.广州510006

[5]陈菊香.剩余污泥减量化-资源化的研究[J].环境科技.2011.4

[6]柳学伟、王志远.利用微型动物捕食进行污泥减量的研究进展[J].山西建筑.2007.3

[7]曹秀芹，等.环境污染治理与设备[J].2006.7(6):85-88

[8]赵庆祥.污泥资源化技术[M].北京：北京工业出版社，2002:239-240

[9]王丽、王琳、王宝贞。污泥臭氧减量对淹没式生物膜工艺运行效能的影响[J].现代化工2007,27（1）

[10]杨颖.SBR-OSA及预曝气改良型SBR-OOSA工艺运行性能与污泥减量化机理研究[D].硕士学位论文.2010

[11]吴良镛.发展模式转型与人居环境科学探索（第二部分）[J].中国建设教育.2008(10)

[12] 苏良湖, 梁美生, 赵由才. 不同固化剂对底泥重金属稳定化效果的研究[J]. 环境工程学报, 2010, 4(7): 1655-1658.

[13] C. H. Hsieh, S. L. Lo, P. T. Chiueh. Microwave enhanced stabilization of heavy metal sludge[J]. Journal of Hazardous Materials, 2007, 139(1): 160-166.

[14] 刘雨, 赵庆良, 郑兴灿. 生物膜法污水处理技术. 北京:中国建筑工业出版社. 2000, 105-108.

[15] 沈耀良, 黄勇, 赵丹. 固定化微生物污水处理技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2002.

[16] 黄超, 徐嘉怿. 剩余污泥处理技术进展. 中国资源综合利用. 2007, 25(6): 26-28.

[17] 郑俊, 吴浩汀. 曝气生物滤池工艺的理论与工程应用[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005:55-58.

目前，世界上对于减少剩余污泥产生的技术已经越来越多，本课题要研究的内容就是研究目前各种污泥减量化技术的优缺点以及它们的实用性。通过设计一些实验来简单的了解这些处理工艺，从而研究出目前这些剩余污泥减量化技术哪个最具有实用性又能达到最佳的处理效果，或是研究这些技术能否相互结合从而到达更加理想的处理效果。

通过查阅文献，目前一些比较有名的污泥减量化方法主要有一下几种：投加解偶联剂、OSA工艺、高So/Xo条件下的解偶联、臭氧氧化、高温、中温好氧消化、原生动物 后生动物、蚯蚓生物滤池等。因此，本课题要研究的内容是：

一、通过实验研究对比这几种污泥减量化技术

二、结合各自的优缺点找出最适合的污泥减量化技术

三、通过实验组合这其中的几种技术，看是否有叠加效果

本课题采用的研究手段：实验与理论研究相结合