吴浩楠 刘潇广 蒋海林 董晨曦 姜祚贤
青岛理工大学环境与市政工程学院 山东省青岛市 266033
摘 要：污泥是污水处理过程中产生的固体废物。随着污水处理事业的发展，污水处理厂总处理水量和处理程度将不断扩大和提高，污泥的产生量也将会大幅度地增加。同时，污泥处理的投资和运行费用巨大，可占整个污水处理厂投资及运行费用的25%~65%，己成为城市污水处理厂所面临的沉重负担。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；
1 污泥处理过程中的减量化
目前在污水处理厂使用较多的活性污泥处理技术，处理后的剩余污泥含有病原菌和重金属等有害物质，如果处理不当，会造成二次污染，严重威胁排放地的人类健康。而且活性污泥处理技术的运行费用较高，占污水处理厂总投资费用的30%~50%左右。针对这一问题，关于污水处理技术的研究逐渐向无害化、减量化方向发展。由此诞生了污泥浓缩、脱水和稳定化处理等方法。这些处理方法各有优缺点，相比之下，基于污泥源头治理思想的污泥减量新技术更具优势，能够在同等处理效果下，降低污水处理成本，同时减少产生的污泥量。这些污泥减量新技术包括微生物强化技术、固化技术、微型动物处理技术、解偶联技术等，分别通过不同机制，减少污泥产生量，同时降低污泥中的有害物质含量[1]。
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[2]。
2 城市污水中污泥处理的原则
城市的污水来源广泛，包括工业生产、居民的日常生活，导致水中的杂质成分复杂，城市污水中由于污泥的存在，使得城市污水的处理难度加大，同时污泥数量的越来越多，也会对日后的城市建设造成影响。为了实现污泥处理的可持续发展，使其能够取之于地用之于地，城市在进行污泥处理时必须遵循以下四个原则：
2.1遵循污泥处理减量化，如果污泥体积过大，不仅会增加处理成本，还会造成空间环境的损失，因此城市在处理污泥时一定要注意减少污泥的体积，降低污泥堆积数量。
2.2实现污泥处理稳定化，城市在处理污泥时要保证经过处理的污泥的理化性质较为稳定，既不会再生也不会产生质变，不必再进行二次降解，不会对环境造成二次污染[3]。
2.3保证污泥处理无害化，城市处理污泥时一定要注意将污泥中有毒、有害的物质进行充分脱除，保证细菌和病毒在灭活后不会进行二次扩散，避免损害城市居民的身体健康以及破坏环境。
2.4实现污泥处理资源化，污泥的最好处理结果是实现资源的循环利用，所以城市在处理污泥时最好将污泥中含有的毒素全部处理干净，使其能够无毒无害的回归大地，保证大地能够将营养物质完全吸收，保持土壤肥力。
3污水处理中污泥减量新技术的应用
3.1微生物处理技术
微生物处理技术在污水处理中的应用主要表现在微生物强化技术和固化技术两个方面。其中，微生物强化技术是指在污泥生化处理系统中，加入高效酶或微生物，加快微生物的代谢活动，实现去除污染物的目的。在应用微生物强化技术时，要考虑添加的减量菌剂对土著微生物具有一定的包容性，同时满足工艺处理要求。
常用的污泥减量菌剂包括MCMP和EM等。以EM为例，该减量菌剂由光合细菌、酵母菌群、乳酸菌群等5科10属的80余种微生物组成，通过发酵技术结合在一起，各种微生物能够互生共长，最大化的发挥去除污泥污染物的作用。除此之外，在污泥生化系统中加入降COD和降氨氮菌剂，能具备一定的污泥减量作用[4]。
微生物固化技术是通过采用物理或化学方法，对微生物细胞目睹、酶活性进行限制，保留其固有催化活性，从而使其能被重复利用。微生物固化技术可以有选择的固定优势菌种，其稳定性较强，具有较好的环境适应能力，可以有效提高污染物降解效率和反应速度，而且微生物在处理过程中流失较少，能够有效减少剩余污泥[5]。
3.2解偶联处理技术
微生物处理过程中的分解代谢和合成代谢会通过ATP和ADP转化偶联在一起，底物被分解时，会合成一定比例的生物体，在某些情况下，底物氧化的同时ATP可以通过其他途径释放，或不进行大量合成，是细菌在完成底物分解后不与合成代谢偶联，从而减慢其自身合成速度，达到污泥减量的目的。解偶联技术就是利用这一原理，通过组织细菌合成，减少污泥产量。具体可通过以下途径实现解偶联：添加解偶联剂、采用好氧-沉淀-厌氧工艺等[6]。
3.3强化隐性生长处理技术
隐形生长是指微生物基于细胞溶解的二次基质生长方式，具体包括溶胞和生长两个过程。强化隐形生长处理技术就是将部分沉淀池排除的污泥回流到曝气池，通过采用促细胞溶解技术，加快细菌死亡，使其分解为基质，被其他细菌所利用。目前该技术已经在污泥减量中得到广泛应用，具体溶胞方法有物理、化学、生物和联合方法等。其中物理方法是通过采用机械法、超声波或加热方法，对细胞壁造成破坏，使其内涵物质释放到水中。化学方法是采用臭氧、氯气、过氧乙酸和酸碱试剂等，与污泥化合物进行反应，都达到破坏细胞壁、释放内质物质的目的。生物溶胞技术则是通过添加分泌胞外酶细菌，加快溶胞过程。此外，还可以通过延长曝气时间等，促进细胞自溶，减少污泥产量。在实际处理工程中，可以上述方法进行联合使用，比如热处理技术与生物溶胞技术的融合等。
3.4微型动物处理技术
微型动物处理技术也在污泥减量方面得到了一定应用，主要是发挥微型动物的摄取、消化和捕食作用，从而达到减少污泥产量的目的。常用的微型动物包括纤毛虫、轮虫和蚓类等，这些微型动物具有摄食和消化固体悬浮物的能力，比如蚓类体内可以分泌蛋白质、木质纤维和脂肪的降解酶，从而对污泥污染物进行讲解。此外，微型动物还可以与微生物进行铁通作用，分布在蚓类消化道的细菌可随其倡导向后移动，使种群数量倍数增长，最终排泄到处理环境中，加快有机物质分解速率。合理搭配使用各种污泥减量技术，可以有效降低污水处理过程中的污泥产量。
4 结语
综上所述，城市污水处理是国家的发展和建设的重要一环，它关系着城市的美好和健康的发展，而且是我国可持续发展的构成之一，所以要对城市污水处理的可持续发展加强研究。污水的治理不单单是政府的事情，它与所有的居民都息息相关，在城市的建设中避免不了产生工业污水和生活污水，群众需要在污水产生的源头进行控制，合理用水，减少污水的数量，污水治理需要提高污水处理的工艺，在处理技术上进行改进和创新，了解污泥自身成分和理化性质的基础，不断的完善内部管理，引进新的技术和工艺，做到有营养资源的回收利用，将污泥内部的有害资源的灭活杀菌，才能让国家的污水处理健康而稳步的发展。污水处理可持续的发展是实现生态文明、绿色城市的一部分，也是我国实现可持续发展的不可或缺的组成。
参考文献：
[1]李勤生.人造生物膜——强化污水处理及污泥减量新技术及应用[J].中国水利,2016(05):66-67.
[2]闫家怡，聂丽曼.废水处理中污泥减量化技术研究进展[J].科技信息，2010，（24）：340-341.
[3]陈曦.工业废水处理过程污泥减量化研究[J].环境工程，2007，25（5）：97-99.
[4]储兰，朱世云，陆婷婷等.臭氧氧化法在活性污泥减量化中的应用初步研究[J].环境科学与技术，2009，32（12）：157-159.
[5]邱丹.废水处理中污泥减量技术现状及发展研究[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（17）：3910-3911.
[6]肖晶晶,牛奕娜,陈曦,李昌春,于明.污水处理中的污泥源头减量技术研究及应用进展[J].北方环境,2013,25(02):66-70.