张家港一体化农村生活废水处理设施品质为本

张家港一体化农村生活废水处理设施品质为本

　　当前，污泥的最终处置方式主要包括焚烧和土地填埋处理等。污泥焚烧所需的设备和运行费用都比较高，且焚烧过程中会对周围大气带来很大程度的污染。而污泥用于填埋处理时要求比较高，很多污水处理厂对污泥进行处理后，污泥稳定化和干化率较低，若不对其进行有效处理，必将对环境造成严重的污染。

　　活性污泥中含有大量的糖类、脂肪和蛋白质等有机物质，这些有机物能够在厌氧条件下发生水解，生成易生物利用的溶解性小分子物质，如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸等挥发性短链脂肪酸。这些物质可作为有机碳源补充加入污水处理过程中，不仅降低了投资成本，还减少了污泥产量，故污泥发酵产酸成为当前研究的热点。

　　1、亚硝酸预处理对污泥发酵产酸性能的影响

　　亚硝酸作为一种很强的杀生剂，能够分解糖、蛋白质、脂肪和脱氧核糖核酸等有机絮体，亚硝酸在随后的脱氮过程中转化为氮气，是一种环保性较好的物质。

　　马斌等通过用亚硝酸预处理污泥对其发酵产酸进行研究，结果表明，当亚硝酸含量从0mg/L增加到2.04mg/L时，可溶性化学需氧量产量持续增加。与未经处理的污泥相比，内部碳源的产量增加了50%，反硝化效率提高了76%，污泥量减少了87.5%。

　　由于亚硝酸最后转化为氮气，故使用亚硝酸预处理污泥使系统同时发生发酵和反硝化，使污泥减量的同时提高系统的反硝化效率。另外，亚硝酸作为一种污水处理的副产物，通过亚硝化很容易获得，故在实际工程中具有很高的应用价值。

　　2、表面活性剂对污泥发酵产酸性能的影响

　　表面活性剂不但具有"两亲"作用，而且还有"增溶"作用。表面活性剂能够使一些脱离污泥表面的大分子物质的水溶性增强，使糖类和蛋白质等大分子有机物溶解，这些物质通过微生物产生的水解酶进一步水解，形成小分子的有机物。微生物的水解过程不断往复进行，直到水解产物可以直接被微生物所吸收。被微生物吸收的有机物进入酸化发酵阶段，最终被转化为脂肪酸。因此，表面活性剂可以用来提高污泥的水解速率，为产酸菌提供更多的发酵底物，从而大幅度地提高水解产物在微生物作用下生产有机酸的量。

　　罗静阳等将烷基糖苷应用到污泥发酵过程中。结果表明：在APG的作用下，不仅增加了挥发酸的产生量，同时也缩短了发酵时间。当APG量为0.3g/gTS时，短链脂肪酸在第4d时达到最大，产酸量为空白样的7.9倍。

　　吴庆林等将表面活性剂鼠李糖脂用于污泥发酵产酸，结果表明，单独鼠李糖脂存在条件下，挥发酸在第4d时达到最大，比污泥空白产算量多出75%，极大提高了污泥产酸率。

　　3、过硫酸盐对污泥发酵产酸性能的影响

　电镀废水处理期间会产生许多固体废弃物，而这些固体废弃物就是电镀污泥。现阶段，我国大部分电镀厂处理废水时都添加碱液，而后就产生了沉淀，这就是电镀污泥的来源。而将碱液加入电镀废水中，使其沉淀，其间会产生大量的金属氢氧化物，经过压滤、脱水就出现了电镀污泥。除了加碱液以外，还可以添加酸、碱、还原剂等，由于可加入的药剂有很多种，所以电镀污泥的成分比较复杂。

　　1、电镀污泥的危害

　　电镀废水含有复杂的物质，想要降解也比较难，其性质又不稳定，使电镀行业成为重度污染的行业之一。如果不能科学、合理地对电镀污泥进行处理，电镀污泥会带来人们难以想象的危害。例如，电镀污泥中的有毒、有害重金属物质严重影响土壤质量，水资源受到污染，危害动植物的健康。

　　1.1 危害土壤

　　电镀污泥中有许多有害重金属物质逐渐向土壤渗透，会使许多微生物逐渐被杀死，这就会导致土壤质量下降，使农作物出现减产甚至枯死等现象，也破坏了生态平衡。除此之外，土壤当中的有害重金属物质，还可能会被农作物吸收，而后通过食物链进入人体，直接影响人体健康。

　　1.2 危害水资源

　　如果电镀厂没能妥善处理电镀污泥，大量污染物会逐渐渗入自然水体中，直接影响许多水体生物。同时，电镀污泥中的重金属会以食物链或大气等方式进入人体，威胁人体健康，可能会导致呼吸道、皮肤等方面的病症，甚至严重影响神经系统。

　　2、电镀污泥的处理工艺

　　2.1 固化处理技术

　　在电镀污泥处理中，固化处理技术往往应用在最后的环节，其目的是将重金属控制在惰性状态，从而降低其危险性，而后进行填埋处置。所谓固化就是使用大量添加剂，让电镀污泥处于比较紧凑而无法流动的固体状态，通过改变电镀污泥的强度和渗透性等来实现。常用的添加剂有石灰、水泥、玻璃等。其中，水泥固化较为常见，其对电镀污泥和重金属废物的处理效果好，材料廉价，相关投入和运行的成本比较低，操作相对简单，稳定性较好，使得人们对固化处理技术的关注度随之增加。

　　固化处理技术操作流程如下：提前运用干燥、破坏氧化物等方法对电镀污泥进行处理;在电镀污泥中添加大量固化剂;等待其凝固，而后将其混合;最后对其进行处理，也就是填埋处理。

　　电镀污泥处理技术发展呈现多样化，其固化效果也比较稳定，但是占地面积较大，重金属在固化体中具有不稳定性。因此，对于危险废物，人们已经提出用高效稳定剂来进行无害化处理的理念。

　　2.2 热处置技术

　　对电镀污泥进行热处置，就是熔融和深度氧化的过程，而利用热处理能够降低电镀污泥中的部分有毒物质，实现对电镀污泥的有效治理。热处置技术主要利用焚烧法，使电镀污泥体积减小，同时将电镀污泥对环境的危害降到。但是相关研究表明，热处置技术的能耗比较高，还需要特定的焚烧设备，许多小型电镀厂无法承担高额的费用，所以热处置技术的推广效果不是很好。

　　2.3 铁氧体化处理技术

　　铁氧体化处理技术是指在电镀废水中加入铁盐，调节pH值，同时加入絮凝剂，以产生沉淀物，所以电镀污泥大多含有铁离子。人们可以运用适当的技术，将其变成复合铁氧体，将铁离子束缚在Fe3O4上，实现消除二次污染的目的。

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　3、电镀污泥资源化利用技术

　　资源化利用技术，是一种操作简单、效果好、成本较低的电镀污泥资源化回收方式。其中比较常见的有浸出提取、火法提取、制造建材法和电解法等。

　　3.1 浸出提取

　　浸出提取就是运用化学反应，将电镀污泥中的重金属物质进行有效分离，保持重金属的稳定性。常见的浸出剂有酸、碱、中性三种。电镀污泥中的重金属常以氢氧化物的形式而存在，因此中性浸出液的应用不常见。碱性浸出液(如碳酸钠和氨水)的应用率反而比较高，其缺点是无法使所有金属浸出;常见的酸性浸出液主要有盐酸、硫酸，由于酸度不同，所以浸出结果也不同，这就说明电镀厂要按照电镀污染的实际特点，选择适合的浸出液，使浸出提取法的效果达到最佳。其在电镀污泥重金属回收中的应用也比较广泛，例如，电镀污泥经过处理，镍的回收率能够达到92%。

　　3.2 高温提取

　　通过高温处理电镀污泥，人们能回收其中的重金属。常用的方法有煅烧法、微波法、焚烧法和碳加热法等。高温处理能使电镀污泥的体积有效减少，同时能降低部分有害物质。除此之外，通过高温处理，重金属物质会发生反应，形成单质化合物。综合运用浸出法和高温法，可以显著提升电镀污泥中重金属的提取效果。但要注意的是，高温提取要通过加热来实现，其间会产生严重的大气污染，所以电镀厂一定要高度重视这一点。

　　3.3 制造建材法

　　制造建材法就是将电镀污泥有效转换为建筑材料。例如，电镀污泥可以用作水泥原料，这不影响水泥的使用性能，而且成本较低，但目前还没有实现推广应用。之前，已经有人将电镀污泥应用到红砖制作中，但是红砖中重金属的毒性能否达到相关标准，这直接影响制造建筑法的实际应用。

　　3.4 电解法

　　电解法是指运用电流将电镀废液中的金属离子还原成金属。值得注意的是，人们要根据电镀溶液中的金属离子析出电势的差异性，控制施加电压的大小，从而达到还原效果。与浸出提取相比，电解法不需要添加任何药剂，操作流程比较简单，设备占地面积较小，但是回收的金属纯度丝毫不会受到影响。

　　向污泥中加入过硫酸盐，系统中会产生硫酸根自由基，硫酸根自由基的强氧化性能够使污泥絮体结构遭到破坏，进而将污泥所包含的水分进行浓缩，极大地提高了污泥脱水性能。研究发现，过硫酸盐不仅对污泥脱水有很强的效果，还可促进污泥发酵。这是由于过硫酸盐能够破解污泥絮体中的细胞壁，使絮体胞内的多糖、蛋白质和脂肪等有机物质释放到胞外，为污泥进行厌氧消化提供较为充足的有机物质。贞光音等通过使用二价铁激活过硫酸盐来处理污泥，结果发现，污泥经二价铁和过硫酸盐处理后，消化过程中产生的甲烷气体大幅度减少，这是过硫酸盐能够被二价铁激活产生硫酸根自由基，硫酸根自由基具有很强作用，能够破坏产甲烷菌的细胞膜，从而间接地提高系统产算量。

　　4、发展前景

　　污泥中含有很多易生物降解的有机物，其主要成分是蛋白质、多糖等，它们作为微生物生存所必需的营养物质，能够在特定的环境条件下，通过微生物的的分解形成有机酸。且在污水脱氮除磷工艺中，若进水COD浓度较低，不能达到反硝化菌和除磷菌生存所需时，就必须在生化处理系统中投加额外的碳源。而污泥发酵过程中产生的短链脂肪酸可作为碳源直接加入系统中，不仅减少了额外碳源的投资成本，也减少了污泥的排放量，具有非常重要的研究价值。

　　今后的研究中，应试图将两种或多种物质结合应用到污泥发酵产酸过程中，进一步缩短污泥发酵时间，同时提高系统中短链脂肪酸的产生量。