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5、基于多种机理的污泥过程减量技术
随着对污泥过程减量技术及机理的不断深入研究和探讨,人们发现某些污泥减量工艺是基于上述四种机理中的多种减量机理,而非单单一种。目前主要有以下两种工艺。
5.1好氧-沉淀-厌氧(OSA)工艺
OSA工艺主要是使传统活性污泥不断处于交替好氧和厌氧环境,从而实现污泥减量。与传统活性污泥工艺相比,该工艺污泥产率可降低20%-65%,并能提高COD和总磷的去除率,改善污泥沉降性能。德国Siemens公司开发的商业化污泥减量技术Cannibal工艺与OSA具有类似之处,已被成功应用于意大利Levico地区的 Levico Terme废水处理厂内,其固体物含量下降了50%。最初的研究认为OSA是基于代谢解偶联的污泥减量工艺,但近几年的研究发现污泥衰减是其污泥减量的决定性原因,占减量效果的66.7%左右;而能量解偶联只占污泥减量的7.5%左右;此外低污泥产率厌氧反应(如缺氧反硝化、厌氧释磷、硫酸盐还原等)也使OSA工艺的污泥产率下降,其减量效果占23%左右。因此,OSA工艺的机理尚不完全清楚,仍需进一步的深入探讨。
5.2 SPRASTM污水处理过程污泥减量工艺
SPRAS(Sludge Process Reduction Activated Sludge)技术是在传统活性污泥工艺前端增加高污泥浓度的好氧/厌氧交替运行工艺段来实现污泥减量。该工艺已在山东多个日处理2万吨的污水处理厂内成功应用,污泥减量效果达90%以上。当高浓度好氧/厌氧污泥减量单元与脱氮除磷活性污泥工艺相结合时,出水水质可完全达到国家一级A类排放标准。虽然该工艺的污泥减量段与OSA一样都采用好氧/厌氧交替运行,可以推测其机理也可能包括污泥衰减、能量解耦联、低污泥产率厌氧反应等,但是由于该工艺采用高污泥浓度的运行条件,而且好氧/厌氧交替过程中污泥并不外排从而构成较长的污泥龄,这就与OSA形成较大的差异,因此其污泥减量机理也可能存在长泥龄的维持代谢,具体情况有待分析研究。
综合OSA和SPRAS这两种工艺,都已经实现了生产性规模应用,根据我国目前污水处理工艺80%都采用传统活性污泥法,这两种工艺具有很广阔的市场应用前景。然而,由于目前污泥减量机理尚不明确,还处于初始阶段,尤其对于SPRAS工艺来说,文献报道几乎没有,从而影响其推广应用,因此迫切需要对各种可能的机理进行探索。
6、结论
(1)基于四种机理的污泥减量技术都或多或少存在一定的技术弊端,若要推广应用,都需要解决一些关键问题,其中氮磷是重点,因此脱氮除磷工艺与污泥减量工艺的优化组合有可能解决实际污水处理厂的污泥减量问题。
(2)虽然部分技术已在实际污水处理厂得到成功应用,并且取得了明显的减量效果,但污泥减量原因和机理还不完全清楚,需进一步深入探讨,同时还需要对这些技术的经济性进一步评价,从而为技术推广提供支持。
(3)虽然国内外研究已经证实在污水处理过程中能够实现污泥减量,然而污泥减量工艺中碳、氮、磷等物质的转化途径尚无太多的研究,这也成为今后污泥过程减量技术研究的热点。
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