摘要：随着人们生活水平的不断提高，污水排放量也大大增加，如何科学治理污水成为当今社会一个重要课题。本文从污水处理的一个重要方面——污泥减量化处理入手，系统介绍污泥减量化处理的几种具体方法，并针对当前形势分析其发展前景，以期对相关机构实现污泥减量化、资源化目标提供可行性建议。
关键词：废水处理；污泥减量化技术；方法探析；发展前景
目前世界上大部分污水处理厂在污水处理中都采用活性污泥法，向废水中连续通入空气，使好氧有机物迅速繁殖而形成污泥状凝絮物。这种物质具有良好的氧化和吸附有机物的功能，可以逐渐去除污水中的有机污染物，实现污泥与水的分离，是一种有效的净化污水的方法。但是，这种方法也带来了许多后续的问题，比如会产生大量的剩余污泥、污泥处理不当会引起二次污染等。污泥的减量化处理可以从污泥处理工艺过程中的减量化处理和污泥的末端处理（资源化处理）两方面进行。
1.污泥处理过程中的减量化
污泥减量化处理首先应该遵循的原则是不能影响污水的正常处理，在污泥处理过程中的减量化的理论依据主要是能量溅溢理论和维持能理论。以能量溅溢理论为基础的污泥减量化处理技术利用在高So/Ao条件下，ATP累积后引起能量消散，来降低微生物产率。以维持能理论为基础的污泥减量化处理技术是使外部能量的输入与必需的维持能达到平衡，使所有的有效能量都用于维持现状，以利用控制外部能量的供给达到降低微生物产率的目的。在这两种理论指导下，利用物理、化学、生物手段进行污泥的减量化处理是当今社会普遍认同的方法。
1.1基于解偶联的污泥减量化处理
一般情况下，生物体内细胞合成和分解是偶联的，即细胞合成分解与ATP（三磷酸腺苷）的分解合成是基本平衡的。但由于污泥中重金属、有机质子载体等物质的存在会导致细胞合成与分解过程的失衡甚至断绝，这一过程就叫做解偶联，解偶联过程可以减少微生物的增长，实现污泥减量化处理。
1.1.1投加化学解偶联剂
目前主要使用的化学解偶联剂主要有氯代酚，硝基酚，氨基酚、甲基酚和四氯水杨苯胺等，它们的主要原理是降低细胞膜对H+的阻力，进而降低ATP的合成速率，生成能量大多用于自身，从而使细胞不能独自完成代谢过程，最终降低污泥量。投放化学解偶联剂拥有工艺简单、成本低、污泥减量效果好等诸多优点，但化学解偶联剂的大量投放会在一定程度上改变系统中的微生物生态结构，以至产生二次污染等不良后果，而且系统中的微生物会在投放化学偶联剂一定时间后对该偶联剂产生抗体，因此不得不增加投放量，增加处理成本。
1.1.2好氧-沉淀-厌氧工艺（OSA工艺）
OSA工艺的原理是在常规活性污泥（CAS）工艺的污泥回流过程中设置一段厌氧处理设施。这段厌氧处理设备使微生物在厌氧条件下只能将ATP用于维持生命而不能用于合成新的细胞；当微生物重新进入好氧条件下时，它们将对大量有机底物进行消耗，然后生成ATP进行储备。以此过程循环，有效降低了污泥的生产速率。
OSA工艺相对于传统的CAS工艺来说具有明显的优势仅仅是在传统工艺过程中加入一个厌氧处理设备，降低了处理成本；而且OSA工艺属于物理过程，没有化学元素的添加，不会造成二次污染。
1.2基于隐性生长的污泥减量化处理
所谓隐性生长，是指微生物利用衰亡细胞溶解后的产物进行自我生长的过程方式，包括细胞溶解和二次基质被利用两个相辅相成的过程。其中细胞溶解是关键，目前较好的溶胞技术有臭氧氧化法、超声波法等。
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1.2.1膜生物反应器
膜生物反应器是使污泥实现自身氧化降解的一种方式，它的主要原理是将污泥截留在一个容器中，尽可能的是污泥停留时间增长，在原生生物与后生生物稳定共存的情况下，形成新的微生物生态链，最终达到微生物的降解。在合适的外部条件支持下，这种方法可以实现剩余污泥零排放。
1.2.2超声波技术
利用超声波降解微生物是新兴的污泥处理手段，其原理是利用超声波破坏空化气泡时产生的短暂的强压力脉冲，形成局部热点，从而形成可以破坏污泥絮体结构和微生物细胞壁的辐射流，迫使细胞内含物流出，加速细胞降解，实现污泥减量化处理的目标。
1.2.3臭氧氧化法
臭氧是强氧化剂，溶于水后可以对水中的化合物进行直接或间接的氧化作用，破坏细胞的细胞膜、细胞壁、蛋白组织等，最终加速细胞降解速率。但是此种方法存在成本高、影响出水水质等问题，限制了应用范围。
2.进行污泥的末端处理（资源化处理）
2.1污泥制备灭火剂及蜂窝煤
近年来，随着人们充分利用资源的意识不断提高，污泥的回收利用也成为热点。有学者对污泥中的蛋白质制作灭火器及蜂窝煤进行了系统研究，结果证明是可行的，这也为污泥的减量化、资源化处理探索了新出路。
2.2制作建材
利用污泥可以制轻质陶粒、制熔融建材、熔融微晶玻璃、生产水泥等，通过熔融技术还能当作路基、路面、地下管道的材料。利用这些方法，污泥不仅实现了减量化、资源化处理，而且还获得了可观的社会经济效益。
2.3低温热解技术
通常在常压、缺氧和400℃～500℃条件下，污泥中的脂类和蛋白质可以被污泥中所含的硅酸铝和重金属（主要是铜）的催化作用转变成碳氢化合物，最终产生油、碳、非冷凝气体和反应水。这些产物可以为热解前的污泥干燥提供能量，循环利用能量，减少能源利用；热解生成的油还可用来发电。
3.污泥减量化处理技术的发展前景
综上所述，投加化学解偶联物质虽成本低、效果较明显，但存在着易造成二次污染等明显缺点，仍需不断进行改进；OSA工艺成本低、成效大且不容易造成二次污染，适合大型生产，未来发展前景广阔；臭氧、超声波技术先进而且发展潜力巨大，符合总体的发展趋势，但也存在成本高等缺点。未来需要多方面努力，将各种方法进行优势互补，从而形成经济和环境效益的最大化。
结束语
污泥减量化工艺须向着多种方式联合的方向发展，从而实现降低操作成本，促进资源环境效益的最优化。要把“减量化”作为治理重点，将“资源化”作为发展目标，从根本上对解决污泥对环境的污染。
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论文作者:赵现游
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/23
标签：污泥论文; 减量化论文; 微生物论文; 细胞论文; 工艺论文; 技术论文; 能量论文; 《基层建设》2017年5期论文;