張家港一體化農村生活廢水處理設施品質為本

　　當前，污泥的最終處置方式主要包括焚燒和土地填埋處理等。污泥焚燒所需的設備和運行費用都比較高，且焚燒過程中會對周圍大氣帶來很大程度的污染。而污泥用于填埋處理時要求比較高，很多污水處理廠對污泥進行處理后，污泥穩(wěn)定化和干化率較低，若不對其進行有效處理，必將對環(huán)境造成嚴重的污染。

　　活性污泥中含有大量的糖類、脂肪和蛋白質等有機物質，這些有機物能夠在厭氧條件下發(fā)生水解，生成易生物利用的溶解性小分子物質，如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸等揮發(fā)性短鏈脂肪酸。這些物質可作為有機碳源補充加入污水處理過程中，不僅降低了投資成本，還減少了污泥產量，故污泥發(fā)酵產酸成為當前研究的熱點。

　　1、亞硝酸預處理對污泥發(fā)酵產酸性能的影響

　　亞硝酸作為一種很強的殺生劑，能夠分解糖、蛋白質、脂肪和脫氧核糖核酸等有機絮體，亞硝酸在隨后的脫氮過程中轉化為氮氣，是一種環(huán)保性較好的物質。

　　馬斌等通過用亞硝酸預處理污泥對其發(fā)酵產酸進行研究，結果表明，當亞硝酸含量從0mg/L增加到2.04mg/L時，可溶性化學需氧量產量持續(xù)增加。與未經處理的污泥相比，內部碳源的產量增加了50%，反硝化效率提高了76%，污泥量減少了87.5%。

　　由于亞硝酸最后轉化為氮氣，故使用亞硝酸預處理污泥使系統(tǒng)同時發(fā)生發(fā)酵和反硝化，使污泥減量的同時提高系統(tǒng)的反硝化效率。另外，亞硝酸作為一種污水處理的副產物，通過亞硝化很容易獲得，故在實際工程中具有很高的應用價值。

　　2、表面活性劑對污泥發(fā)酵產酸性能的影響

　　表面活性劑不但具有"兩親"作用，而且還有"增溶"作用。表面活性劑能夠使一些脫離污泥表面的大分子物質的水溶性增強，使糖類和蛋白質等大分子有機物溶解，這些物質通過微生物產生的水解酶進一步水解，形成小分子的有機物。微生物的水解過程不斷往復進行，直到水解產物可以直接被微生物所吸收。被微生物吸收的有機物進入酸化發(fā)酵階段，最終被轉化為脂肪酸。因此，表面活性劑可以用來提高污泥的水解速率，為產酸菌提供更多的發(fā)酵底物，從而大幅度地提高水解產物在微生物作用下生產有機酸的量。

　　羅靜陽等將烷基糖苷應用到污泥發(fā)酵過程中。結果表明：在APG的作用下，不僅增加了揮發(fā)酸的產生量，同時也縮短了發(fā)酵時間。當APG量為0.3g/gTS時，短鏈脂肪酸在第4d時達到，產酸量為空白樣的7.9倍。

　　吳慶林等將表面活性劑鼠李糖脂用于污泥發(fā)酵產酸，結果表明，單獨鼠李糖脂存在條件下，揮發(fā)酸在第4d時達到，比污泥空白產算量多出75%，極大提高了污泥產酸率。

　　3、過硫酸鹽對污泥發(fā)酵產酸性能的影響

　電鍍廢水處理期間會產生許多固體廢棄物，而這些固體廢棄物就是電鍍污泥?，F(xiàn)階段，我國大部分電鍍廠處理廢水時都添加堿液，而后就產生了沉淀，這就是電鍍污泥的來源。而將堿液加入電鍍廢水中，使其沉淀，其間會產生大量的金屬氫氧化物，經過壓濾、脫水就出現(xiàn)了電鍍污泥。除了加堿液以外，還可以添加酸、堿、還原劑等，由于可加入的藥劑有很多種，所以電鍍污泥的成分比較復雜。

　　1、電鍍污泥的危害

　　電鍍廢水含有復雜的物質，想要降解也比較難，其性質又不穩(wěn)定，使電鍍行業(yè)成為重度污染的行業(yè)之一。如果不能科學、合理地對電鍍污泥進行處理，電鍍污泥會帶來人們難以想象的危害。例如，電鍍污泥中的有毒、有害重金屬物質嚴重影響土壤質量，水資源受到污染，危害動植物的健康。

　　1.1 危害土壤

　　電鍍污泥中有許多有害重金屬物質逐漸向土壤滲透，會使許多微生物逐漸被殺死，這就會導致土壤質量下降，使農作物出現(xiàn)減產甚至枯死等現(xiàn)象，也破壞了生態(tài)平衡。除此之外，土壤當中的有害重金屬物質，還可能會被農作物吸收，而后通過食物鏈進入人體，直接影響人體健康。

　　1.2 危害水資源

　　如果電鍍廠沒能妥善處理電鍍污泥，大量污染物會逐漸滲入自然水體中，直接影響許多水體生物。同時，電鍍污泥中的重金屬會以食物鏈或大氣等方式進入人體，威脅人體健康，可能會導致呼吸道、皮膚等方面的病癥，甚至嚴重影響神經系統(tǒng)。

　　2、電鍍污泥的處理工藝

　　2.1 固化處理技術

　　在電鍍污泥處理中，固化處理技術往往應用在最后的環(huán)節(jié)，其目的是將重金屬控制在惰性狀態(tài)，從而降低其危險性，而后進行填埋處置。所謂固化就是使用大量添加劑，讓電鍍污泥處于比較緊湊而無法流動的固體狀態(tài)，通過改變電鍍污泥的強度和滲透性等來實現(xiàn)。常用的添加劑有石灰、水泥、玻璃等。其中，水泥固化較為常見，其對電鍍污泥和重金屬廢物的處理效果好，材料廉價，相關投入和運行的成本比較低，操作相對簡單，穩(wěn)定性較好，使得人們對固化處理技術的關注度隨之增加。

　　固化處理技術操作流程如下：提前運用干燥、破壞氧化物等方法對電鍍污泥進行處理;在電鍍污泥中添加大量固化劑;等待其凝固，而后將其混合;最后對其進行處理，也就是填埋處理。

　　電鍍污泥處理技術發(fā)展呈現(xiàn)多樣化，其固化效果也比較穩(wěn)定，但是占地面積較大，重金屬在固化體中具有不穩(wěn)定性。因此，對于危險廢物，人們已經提出用高效穩(wěn)定劑來進行無害化處理的理念。

　　2.2 熱處置技術

　　對電鍍污泥進行熱處置，就是熔融和深度氧化的過程，而利用熱處理能夠降低電鍍污泥中的部分有毒物質，實現(xiàn)對電鍍污泥的有效治理。熱處置技術主要利用焚燒法，使電鍍污泥體積減小，同時將電鍍污泥對環(huán)境的危害降到。但是相關研究表明，熱處置技術的能耗比較高，還需要特定的焚燒設備，許多小型電鍍廠無法承擔高額的費用，所以熱處置技術的推廣效果不是很好。

　　2.3 鐵氧體化處理技術

　　鐵氧體化處理技術是指在電鍍廢水中加入鐵鹽，調節(jié)pH值，同時加入絮凝劑，以產生沉淀物，所以電鍍污泥大多含有鐵離子。人們可以運用適當?shù)募夹g，將其變成復合鐵氧體，將鐵離子束縛在Fe3O4上，實現(xiàn)消除二次污染的目的。

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　3、電鍍污泥資源化利用技術

　　資源化利用技術，是一種操作簡單、效果好、成本較低的電鍍污泥資源化回收方式。其中比較常見的有浸出提取、火法提取、制造建材法和電解法等。

　　3.1 浸出提取

　　浸出提取就是運用化學反應，將電鍍污泥中的重金屬物質進行有效分離，保持重金屬的穩(wěn)定性。常見的浸出劑有酸、堿、中性三種。電鍍污泥中的重金屬常以氫氧化物的形式而存在，因此中性浸出液的應用不常見。堿性浸出液(如碳酸鈉和氨水)的應用率反而比較高，其缺點是無法使所有金屬浸出;常見的酸性浸出液主要有鹽酸、硫酸，由于酸度不同，所以浸出結果也不同，這就說明電鍍廠要按照電鍍污染的實際特點，選擇適合的浸出液，使浸出提取法的效果達到。其在電鍍污泥重金屬回收中的應用也比較廣泛，例如，電鍍污泥經過處理，鎳的回收率能夠達到92%。

　　3.2 高溫提取

　　通過高溫處理電鍍污泥，人們能回收其中的重金屬。常用的方法有煅燒法、微波法、焚燒法和碳加熱法等。高溫處理能使電鍍污泥的體積有效減少，同時能降低部分有害物質。除此之外，通過高溫處理，重金屬物質會發(fā)生反應，形成單質化合物。綜合運用浸出法和高溫法，可以顯著提升電鍍污泥中重金屬的提取效果。但要注意的是，高溫提取要通過加熱來實現(xiàn)，其間會產生嚴重的大氣污染，所以電鍍廠一定要高度重視這一點。

　　3.3 制造建材法

　　制造建材法就是將電鍍污泥有效轉換為建筑材料。例如，電鍍污泥可以用作水泥原料，這不影響水泥的使用性能，而且成本較低，但目前還沒有實現(xiàn)推廣應用。之前，已經有人將電鍍污泥應用到紅磚制作中，但是紅磚中重金屬的毒性能否達到相關標準，這直接影響制造建筑法的實際應用。

　　3.4 電解法

　　電解法是指運用電流將電鍍廢液中的金屬離子還原成金屬。值得注意的是，人們要根據(jù)電鍍溶液中的金屬離子析出電勢的差異性，控制施加電壓的大小，從而達到還原效果。與浸出提取相比，電解法不需要添加任何藥劑，操作流程比較簡單，設備占地面積較小，但是回收的金屬純度絲毫不會受到影響。

　　向污泥中加入過硫酸鹽，系統(tǒng)中會產生硫酸根自由基，硫酸根自由基的強氧化性能夠使污泥絮體結構遭到破壞，進而將污泥所包含的水分進行濃縮，極大地提高了污泥脫水性能。研究發(fā)現(xiàn)，過硫酸鹽不僅對污泥脫水有很強的效果，還可促進污泥發(fā)酵。這是由于過硫酸鹽能夠破解污泥絮體中的細胞壁，使絮體胞內的多糖、蛋白質和脂肪等有機物質釋放到胞外，為污泥進行厭氧消化提供較為充足的有機物質。貞光音等通過使用二價鐵激活過硫酸鹽來處理污泥，結果發(fā)現(xiàn)，污泥經二價鐵和過硫酸鹽處理后，消化過程中產生的甲烷氣體大幅度減少，這是過硫酸鹽能夠被二價鐵激活產生硫酸根自由基，硫酸根自由基具有很強作用，能夠破壞產甲烷菌的細胞膜，從而間接地提高系統(tǒng)產算量。

　　4、發(fā)展前景

　　污泥中含有很多易生物降解的有機物，其主要成分是蛋白質、多糖等，它們作為微生物生存所必需的營養(yǎng)物質，能夠在特定的環(huán)境條件下，通過微生物的的分解形成有機酸。且在污水脫氮除磷工藝中，若進水COD濃度較低，不能達到反硝化菌和除磷菌生存所需時，就必須在生化處理系統(tǒng)中投加額外的碳源。而污泥發(fā)酵過程中產生的短鏈脂肪酸可作為碳源直接加入系統(tǒng)中，不僅減少了額外碳源的投資成本，也減少了污泥的排放量，具有非常重要的研究價值。

　　今后的研究中，應試圖將兩種或多種物質結合應用到污泥發(fā)酵產酸過程中，進一步縮短污泥發(fā)酵時間，同時提高系統(tǒng)中短鏈脂肪酸的產生量。