9.3.3.1 生物法污泥零排放技术

(1)膜生物反应器(MBR)处理工艺一种理想的污水处理方法就是在去除废水中有机物的同时使产生的污泥也能降解，使处理水的悬浮物不经沉淀直接排放的浓度低于相关的排放标准。膜生物反应器可以将生物污泥全部截留在反应器内，从而延长污泥停留时间，污泥龄理论上达到无限长，提高了污泥内源呼吸率，有助于降低污泥的表观产率系数，从而污泥产量极少。例如，传统活性污泥法的污泥产率为60%(以1kgBOD产生0.6kg污泥计)，而一体式膜生物反应器的污泥产率为0～30%。

(2)新型多孔微生物载体废水处理技术延长污泥泥龄的另一种简便方法是使用多孔微生物载体，在流动状态下将污泥微生物捕获。同时利用一定尺寸的多孔微生物载体可以实现好氧、厌氧微生物的共存，更有利于利用不同微生物之间协同作用的产生根据类似原理，日本学者提出了一种操作简便的剩余污泥原位降解(全分解)型污水生物处理方法，这种方法是在一种推流式固定床反应器中使用多孔微生物载体和间隔曝气装置，这样不仅可以在反应器中增加微生物的停留时间，而且在污水流动方向上形成好氧-厌氧反复耦合的过程。目前该反应器的处理机理被推测为：当废水和其中的悬浮固体混合液(包括剩余污泥)流经固定床时，悬浮污泥由于流速差产生的颗粒捕获原理被收集在球形多孔载体内部，载体内部的环境由好氧变为厌氧，污泥在多孔载体的内部逐渐被浓缩、消化，最终消化液由于曝气流出载体，载体内变空后又有悬浮污泥进入。因此在载体和水平流动方向上，形成好氧-厌氧高度发达的微生物协同作用，其结果使废水中的有机物和悬浮固体有机物(包括剩余污泥)被完全分解，最终被转化成无害气体和水，这种方法不需要污泥回流，操作简单。运用该处理装置对食品加工业的污水进行1a的处理，实验表明：生化需氧量(BOD₅)的去除率高达99%，SS的去除率高达97.5%，反应器没有发生污泥的溢流，污泥几乎全部降解。但是这种方法对于磷的去除效果不佳，因为磷在污泥降解过程中又被重新释放出来。因该项污水处理技术不产剩余污泥，采用此项技术将节省污泥处理费用59亿元(全国，按剩余污泥的处理费用占生物污水处理总费用的50%计算)，如果考虑已污染的河流和湖泊环境治理，市场规模更大。因此，该项污水处理技术的经济效益、环境效益、社会效益是巨大的。但目前对于这种好氧-厌氧反复耦合的机理及其关键工艺了解甚少，需要进一步地深入研究。

9.3.3.2 化学法污泥零排放技术

主要是利用高级氧化技术进行污泥减量，主要包括臭氧氧化、氯气氧化、光-Fenton试剂氧化、超临界水氧化和湿式氧化法等。

(1)臭氧氧化臭氧具有很强的氧化性，是很好的细胞溶解剂，强化细菌的隐性生长。由于臭氧在常用的水处理氧化剂中氧化能力最强，并且臭氧氧化反应的生成物是氧气，无二次污染，这使得臭氧在污泥减量技术中备受青睐，常用工艺是将臭氧氧化与生物处理工艺相结合，例如臭氧-活性污泥工艺、臭氧-A/O工艺、臭氧-SBR工艺、臭氧-MBR工艺等。

(2)氯气氧化利用氯气实现污泥减量的原理和臭氧相同，即利用氧化性使微生物细胞破裂，促进隐性生长。

(3)光-Fenton试剂氧化光-Fenton反应用于污泥减量化时，污泥一部分矿化为CO₂和H₂O，另一部分溶解为可生物降解的有机物，这是由于反应破坏了细菌的细胞膜，使蛋白质、油脂和多糖等物质从中释放出来，从而提高有机物的生物降解性能。

相关链接：解偶联减量剩余污泥技术

文章来源：《水处理新技术、新工艺与设备》

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