摘要: 城市污水污泥產(chǎn)量巨大且成分復雜， 如何對它進行合理利用已越來越受人們關(guān)注。綜述了污泥調(diào)理技術(shù)的研究進展，介紹了化學調(diào)理、物理調(diào)理、化學調(diào)理和物理調(diào)理聯(lián)用技術(shù)以及微生物絮凝調(diào)理技術(shù)，展望了今后污泥調(diào)理技術(shù)的發(fā)展方向。

1  污泥的來源及理化性質(zhì)

1.1  污泥的來源

在人們的生活和生產(chǎn)中， 主要產(chǎn)生幾大類型的污泥：污水污泥、 給水污泥、 水體清淤污泥、 給排水管網(wǎng)污泥。 此外， 部分工業(yè)廢水處理中產(chǎn)生一些含有特種廢物的污泥， 如放射性污泥等， 通常被納入有害廢物管理。 在上述幾類污泥中， 產(chǎn)量最大、 污染程度最高的、 危害最大、 最難處理的當屬污水污泥。近年來， 隨著城市污水的處理率迅速提高，污水污泥的產(chǎn)生量也不斷提高， 現(xiàn)行的污水處理技術(shù)是通過微生物的代謝作用及物理化學方法， 將污水中的污染物大量轉(zhuǎn)移到剩余污泥中， 其實質(zhì)是污染物的相轉(zhuǎn)移，即可溶性的污染物變成不可容的固體。 在水質(zhì)得到凈化的同時， 污水中的污染物質(zhì)作為污泥被分離出來。

1.2  污泥理化性質(zhì)

 污泥性質(zhì)對污泥處理過程有明顯影響， 表征污泥性質(zhì)的常用指標是含水（固）率、 密度、 比阻、 可壓縮性、 水力特性等。 污泥減量化技術(shù)的選擇通常是基于其污泥性質(zhì)。 化學性質(zhì)決定了污泥資源化利用的方向， 一般包括pH、有機物、營養(yǎng)成分含量、熱值、有毒有害物質(zhì)含量等。 不同類別城市污泥由于組成不同， 其理化性質(zhì)有較大的差異。 同時， 因為污泥可能的處理方法不同， 污泥性質(zhì)分析重點相應(yīng)有所不同[1]。

2  污泥調(diào)理方法及應(yīng)用

目前我國污泥處理費用已占污水處理廠總運行費用的20％～50％， 有效解決污水污泥處理處置問題刻不容緩。 污泥調(diào)理是污泥處理處置的關(guān)鍵， 其通過克服電性排斥作用和水合作用，改善污泥的理化性質(zhì)， 減少與水的親和力， 增強凝聚力， 增大顆粒尺寸改善污泥的脫水性能， 提高其脫水效果， 使污泥減容， 減少運輸費用和后繼處置費用。

污泥調(diào)理技術(shù)主要包括化學調(diào)理、物理調(diào)理、化學調(diào)理和物理調(diào)理聯(lián)用、微生物絮凝調(diào)理技術(shù)。

2.1  化學調(diào)理

化學調(diào)理， 即加入一定量調(diào)節(jié)劑， 它在污泥膠體顆粒表面起化學反應(yīng)， 中和污泥顆粒電荷， 增大凝聚力、 粒徑， 從而促使水從污泥顆粒表面分離出來。 化學調(diào)理法因其效果可靠， 設(shè)備簡單， 操作方便， 被長期廣泛適用�；瘜W調(diào)理通常通過投加化學絮凝劑實現(xiàn)，但其缺點是投加量多， 產(chǎn)泥量大, 并且產(chǎn)生的化學污泥不易被生物降解, 排放到水體對人體健康和水環(huán)境生態(tài)都有潛在的危害作用， 因而它的使用受到一定的限制。 一般認為，絮凝劑對膠體粒子的作用包括靜電中和、 吸附架橋和卷掃絮凝3種， 化學調(diào)理是3種作用綜合的結(jié)果，只是不同絮凝劑起不同的作用。 無機絮凝劑以電性中和及卷掃作用為主， 非離子和陰離子有機高分子絮凝劑以架橋作用為主， 陽離子有機絮凝劑中低分子絮凝劑以靜電中和為主, 高分子絮凝劑同時有中和及吸附架橋。 由于污泥膠體顆粒帶有負電荷， 而陽離子絮凝劑的絮凝作用是由吸附架橋作用和電中和作用兩種機制產(chǎn)生, 可以中和污泥中更多的膠體，  使得出水上清液的濁度更低。 目前應(yīng)用較多的是聚丙烯酰胺類陽離子絮凝劑。 但最近幾年也出現(xiàn)了藥劑聯(lián)用調(diào)理污泥和非傳統(tǒng)化學調(diào)理劑調(diào)理污泥。

2.1.1  無機絮凝劑

無機絮凝劑按金屬鹽可分為鋁鹽系及鐵鹽系兩類；按陰離子可分為鹽酸鹽系和硫酸鹽系；按分子量分為普通無機鹽和高分子系兩大類嘲。 最早應(yīng)用于聚集懸浮污泥顆粒的無機絮凝劑出現(xiàn)在1920年。當時，鐵鹽、鋁鹽單獨使用或聯(lián)合石灰一起使用， 此類方法被廣泛應(yīng)用于污泥的混凝、絮凝過程中。但是近年來， 有機絮凝劑開始取代無機絮凝劑應(yīng)用于污泥脫水和增稠過程。主要原因是由于無機絮凝劑用量很大， 污泥脫水后體積增大， 污泥中無機成分的比例提高， 且易產(chǎn)生二次污染， 增加了后續(xù)工藝的投資成本， 降低了處理效率。同時， 無機絮凝劑的應(yīng)用條件比較苛刻， 一般都有規(guī)定使用的pH范圍和離子強度范圍， 而且在水中的形態(tài)也較難確定， 從而限制了它的使用。

2.1.2  有機絮凝劑

將無機絮凝劑和有機絮凝劑的優(yōu)缺點進行比較， 得出了工業(yè)處理上一般選擇有機絮凝劑的原因：對于同一種污泥， 達到同一處理效果， 所需有機絮凝劑的用量比無機絮凝劑要少得多， 無形中節(jié)約了成本；如果污泥最終處置方法采取焚燒法， 使用有機絮凝劑不會降低污泥泥餅的燃燒熱值； 使用有機絮凝劑可以得到更高的固體回收率， 在很多污泥處理設(shè)備中產(chǎn)生了高固體含量的泥餅。

（1）天然高分子改性型

天然高分子改性型絮凝劑包括淀粉、纖維素、甲殼素、多糖類和蛋白質(zhì)等類別的衍生物。制備方法主要是以天然高分子鏈為主鏈，運用各種聚合方法接枝上丙烯酰胺類物質(zhì)，然后進行改性，引入陽離子基團。這類絮凝劑的研究開發(fā)為天然資源的利用和生產(chǎn)無毒絮凝劑開辟了新的途徑，有利于原材料的充分利用，價格低廉、技術(shù)簡單，可二次降解，產(chǎn)品絮凝性能好，是一種理想的污泥脫水劑。

鄒鵬等[2]通過污泥比阻的測定， 分析絮凝劑劑量對污泥脫水性能的影響。同時對三氯化鋁、陽離子聚丙烯酰胺、殼聚糖以及復合絮凝劑的絮凝效果進行比較。結(jié)果表明， 無論是無機絮凝劑和有機絮凝劑都存在最佳劑量， 小于或大于最佳投加量， 絮凝效果都不好。陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)、殼聚糖、三氯化鋁的最佳投加質(zhì)量濃度分別為O.2、10.0、35.0 g/L。與三氯化鋁相比, 陽離子聚丙烯酰胺的藥劑消耗量要低得多。殼聚糖與CPAM相比，在達到相同的絮凝效果時, 殼聚糖的用量大于CPAM 的用量。將殼聚糖與氯化鋁復合， 用兩段法應(yīng)用于污泥調(diào)理， 研究這種復合絮凝劑的脫水性能， 實驗表明殼聚糖和三氯化鋁復合，能大大提高污泥的脫水性能。

KARMAKAR等 [3]利用鈰離子單引發(fā)體系以直鏈淀粉為骨架， 接枝上丙烯酰胺長鏈， 并以赤鐵礦礦石粉末為研究對象， 進行了絮凝實驗的研究， 發(fā)現(xiàn)在低pH下絮凝效果非常好。 由于此類接枝共聚物的穩(wěn)定性優(yōu)于聚丙烯酰胺， 所以在高剪切力條件下，此類物質(zhì)的絮凝效率要明顯優(yōu)于聚丙烯酰胺類物質(zhì)。

（2）合成型

應(yīng)用于污泥脫水的合成型絮凝劑品種繁多， 按可離解基團電離出的電荷類型， 一般可分為非離子型、陰離子型、陽離子型和兩性型；按其合成方法可分為溶液聚合、乳液聚合、反相乳液聚合和分散聚合等；產(chǎn)品規(guī)格可分為粉末狀、粒狀、球狀和薄片狀。

劉千鈞等[4]以造紙工業(yè)副產(chǎn)物--木質(zhì)素磺酸鈣為原料， 通過接枝共聚和曼尼希反應(yīng)合成了兩性木素絮凝劑(LSDC)。對生物活性污泥的絮凝脫水性能的研究結(jié)果表明， LSDC在提高沉降速度、降低污泥含水率和污泥過濾比阻方面有明顯效果，優(yōu)于對比樣CPAM。 將木素絮凝劑LSDC應(yīng)用于生物活性污泥的脫水處理研究發(fā)現(xiàn)： LSDC可使污泥的平均沉降速度由原始污泥的1.86 mL/min提高至2.33 mL/min，是原始污泥沉降速度的1.25倍。 過濾比阻則降低至原始污泥的40％左右。無論在提高污泥沉降速度方面， 還是在降低污泥含水率和污泥比阻方面性能均優(yōu)于對比樣CPAM。

2.1.3  藥劑聯(lián)用

對絮凝劑進行合理的復合使用， 不僅可以降低污泥調(diào)理的綜合費用， 還可以發(fā)揮各種絮凝劑的優(yōu)點， 提高脫水生能。 如無機絮凝劑和兩性聚合物復合使用時，可先添加無機絮凝劑， 通過電中和作用使污泥脫穩(wěn)，然后加入兩性高分子絮凝劑進行脫水，這樣可以降低兩性有機高分子絮凝劑的投加量，形成高強度的絮凝體；陽離子型聚合物和非離子型聚合物聯(lián)合使用時，先加入陽離子型聚合物，使其吸附在污泥表面，形成初級絮體，再加入非離子型聚合物，通過水的親和力和范德華力，吸附在初級絮體上，形成更大的絮體。由于陽離子型、兩性型絮凝劑都有較好的脫水效果，為了進一步降低投加量，提高絮凝性，可以采用兩類絮凝劑聯(lián)用的方法進行污泥脫水。

聚合氯化鋁(PAC)與殼聚糖(CTS)都具有調(diào)理作用，均能改善污泥的脫水性能，減少污泥與水的親合力，二者復合使用，比阻降低的幅度將增加，能夠更好地發(fā)揮無機和有機絮凝劑各自的優(yōu)點又避免了兩者的不足，污泥比阻最先達到低點，濾速較快而且有助于減少金屬污泥的生成。劉秉濤等[5]考察了聚合氯化鋁、殼聚糖以及復合絮凝劑對活性污泥的調(diào)理作用，結(jié)果表明，它們都有助于改善活性污泥的脫水，通過比較污泥比阻的變化，觀察試驗中的礬花生成現(xiàn)象，表明聚合氯化鋁/殼聚糖復合絮凝劑在污泥調(diào)理中不僅效果明顯，污泥比阻最先達到低點3×1012 m/kg，濾速較快，而且有助于減少金屬污泥的生成，是較佳的調(diào)理劑。

LEE等[6]研究了陽離子型有機絮凝劑和非離子型有機絮凝劑聯(lián)合使用調(diào)理污泥。研究表明， 單獨使用一種絮凝劑容易出現(xiàn)投加量過大導致脫水效果急劇下降，而聯(lián)合使用則避免了這種情況的發(fā)生。陽離子型有機絮凝劑和非離子型有機絮凝劑的聯(lián)合使用也能加強絮體強度。先加入陽離子型聚合物，使其吸附在污泥表面，形成初級絮體；再加非離子型聚合物， 通過水合力和范德華力，吸附在初級絮體上，形成更大的絮體。形成的混合聚合物的吸附層更密集更擴展，聚合物一聚合物的接觸產(chǎn)生了更強的架橋作用，從而加強了絮凝和脫水。

藥劑的聯(lián)用比單一藥劑調(diào)理所取得的效果要好，而且節(jié)省藥劑，降低調(diào)理費用。但對聯(lián)用藥品之間的投加比例和投加順序有一定的要求，當比例或順序不恰當時，效果會適得其反。

2.1.4  非傳統(tǒng)化學調(diào)理劑調(diào)理污泥

NURDAN[7]首次用芬頓試劑調(diào)理污泥。研究表明，芬頓試劑中Fe2+和H202的濃度越高，對污泥脫水性能的影響越好。當Fe2+質(zhì)量濃度為5 g/L和H202質(zhì)量濃度為6 g/L時， 污泥的毛細吸水時間和污泥比阻達到最小，分別為15.7 s和6.149×109 m/kg， 此時脫水性能最好。

YOUNG等 [8]用臭氧調(diào)理活性污泥并對其經(jīng)濟可行性進行分析。研究表明，適當條件下，污泥臭氧化能夠改善污泥的穩(wěn)定性能和脫水性能。每克干污泥臭氧用量為0.5 g時， 能夠去除70％的有機物和減少85％的污泥體積。當臭氧用量低于0.2 g，污泥的過濾性能反而降低，但是在低臭氧濃度下加入化學調(diào)理劑即可提高污泥的過濾性能。經(jīng)濟可行性分析表明，該方法適用于小型污水廠。

2.2  物理調(diào)理

傳統(tǒng)物理調(diào)理主要包括加熱和冷凍調(diào)理。加熱調(diào)理可以破壞污泥細胞結(jié)構(gòu)使污泥間隙水游離，改善污泥脫水性能，提高污泥可脫水程度。冷凍-融化調(diào)理也能充分破壞污泥絮體結(jié)構(gòu)，使污泥結(jié)合水含量大大降低。目前國內(nèi)外對這兩種技術(shù)也有一定的研究，但是由于加熱調(diào)理技術(shù)受經(jīng)濟限制， 冷凍調(diào)理技術(shù)受氣候條件的限制，這兩種技術(shù)難以推廣使用。在物理調(diào)理方面，出現(xiàn)了其他調(diào)理技術(shù)。主要為超聲波調(diào)理技術(shù)、微波調(diào)理技術(shù)以及電離輻射技術(shù)，此外磁場對污泥的研究也在不斷研究中。

2.2.1  超聲波調(diào)理

污泥菌膠團具有良好的親水性、分散性及相對穩(wěn)定的菌膠團網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中包裹大量的結(jié)合水，因此污泥屬于仿塑性非牛頓流體，具有屈服應(yīng)力特征，而屈服應(yīng)力的存在使污泥流動性差，脫水困難。當施加超聲波作用時，由于空化效應(yīng)，空化泡的瞬時崩潰將對污泥菌膠團網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強烈的剪切作用， 最終導致其結(jié)構(gòu)性破壞，降低污泥屈服應(yīng)力，減少污泥結(jié)合水量，減小過濾比阻，從而改善污泥脫水性能。

低聲能密度、短時間的超聲波調(diào)理可減小污泥比阻，如聲能密度為0.15 W/mL、超聲波作用時間為2 min時，SRT約為初始值的25％[9]。但高聲能密度、長時間的超聲波調(diào)理反而使SRT增大。 這主要是因為經(jīng)長時間超聲波調(diào)理后的污泥胞外聚合物解體， 污泥顆粒比表面積增大， 表面吸附水， 導致SRT減小、毛細吸水時間延長，污泥的脫水性能降低。

2.2.2  微波調(diào)理

微波調(diào)理污泥本質(zhì)上是加熱調(diào)理污泥， 但是微波并非從物質(zhì)材料的表面開始加熱， 而是從各方向均衡地穿透材料后均勻加熱。 田禹等[10]將微波輻射用于污水污泥預處理， 考察了輻射130 s內(nèi)污泥沉降、過濾脫水性能的變化， 并通過粒度分布及污泥胞外聚合物含量變化探討了相關(guān)機制， 分析了微波輻射對污泥結(jié)構(gòu)的破壞過程。 結(jié)果表明， 適宜的微波輻射可明顯改善污泥結(jié)構(gòu)及脫水性， 900 W微波輻射50 s， SV減少48％，真空抽濾含水率由原泥直接抽濾的85％降為71％。 污泥結(jié)構(gòu)破壞是改善污泥脫水性的重要因素， 胞外糖（以每克MLSS計）為15.8～16.5 mg/g時，污泥脫水性最佳。 核酸能較好地指示微波輻射下污泥細胞壁開始破裂的時間， 過量的微波輻射因破壞污泥的細胞壁結(jié)構(gòu)、導致胞內(nèi)物質(zhì)大量溢出、污泥黏度增加， 脫水性惡化。

2.2.3  電離輻射調(diào)理

電離現(xiàn)象是電離輻射與物質(zhì)相互作用的主要物理效果。電離輻射處理污泥的技術(shù)是在環(huán)境工程領(lǐng)域應(yīng)用的一個方面。早在20世紀60～70年代國外就開始進行這方面的研究， 經(jīng)過幾十年的研究和發(fā)展， 用電離輻射處理污泥的技術(shù)已經(jīng)比較成熟。 電離輻射對污泥的工藝性能，特別是對污泥的脫水性能的改善， 是很顯著的。 電離輻射可以大大改善污泥的過濾能力， 使污泥的比阻減少。 例如經(jīng)電離輻射處理的污泥的比阻為經(jīng)巴氏熱處理消毒的污泥比阻的1/4。 從電泳淌度的測量可知， 污泥膠粒所荷的負電荷， 由于重帶電粒子輻射而減少， 因此使污泥的比阻減少， 從而提高了污泥的脫水性能和過濾性能[11]。 它的特點是處理費用低， 污泥用于農(nóng)田能起到增產(chǎn)增效的效果。 但不足的是處理裝置一次性投資比較大， 而且由于存在核輻射， 安全裝置要求高。盡管如此，一些發(fā)達國家如德國、日本等仍建起了工業(yè)化生產(chǎn)裝置， 運行一直良好。 因此， 此項技術(shù)值得參考借鑒。

2.2.4  磁場調(diào)理

目前國內(nèi)在磁場對污泥的預處理方面的研究很少， 而國外已經(jīng)有人利用磁場來調(diào)理活性污泥的脫水性能，并且發(fā)現(xiàn)磁場的確對污泥的脫水性能有改善作用[12]。國內(nèi)李帥等[13]通過對原污泥和磁化后污泥性質(zhì)的分析， 比較污泥在不同磁場強度、不同磁化時問下的比阻值、抽濾速率和泥餅含水率的變化， 最終得出磁場能夠改善污泥的脫水性能， 并確定出最佳磁化調(diào)理時間。

2.3  物理化學聯(lián)用

基于單獨的物理調(diào)理或化學調(diào)理技術(shù)有一定的缺陷性， 近年來出現(xiàn)了物理調(diào)理和化學調(diào)理聯(lián)用技術(shù)。

朱書卉等[14]研究了超聲波結(jié)合復合絮凝劑促進剩余生物污泥脫水及其作用機制。實驗結(jié)果表明， 復合絮凝劑PAM-PAFC的投加比(質(zhì)量比)為1:1、投加量為污泥干基0.7%時， 其絮凝效果優(yōu)于單一絮凝劑，再經(jīng)20 kHz、400 W/m2超聲處理2.5 min后， 污泥體積縮小86％左右，含水率可降至79％， 比無超聲作用時污泥干基含水率減少7％左右。 通過電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，小功率超聲可促進污泥中小團塊的碰撞， 增加污泥的絮凝性；投加PAFC后，污泥絮體呈現(xiàn)較為平坦的均勻絮狀形態(tài)， 存在孔洞；再投加PAM后， 絮體具有起伏不平的鏈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成比表面較大的復雜形體的絮體， 脫水效果優(yōu)于單獨投加PAFC；再經(jīng)超聲處理后， 污泥絮體比未加超聲時團聚性增強， 孔洞增大， 脫水性能更佳， 脫水效果優(yōu)于單獨投加PAFC-PAM。

此外， WATANABE[15]將超聲波與電解聯(lián)用調(diào)理污泥的研究結(jié)果表明： 超聲波輸出能量、電解電流、污泥懸浮性固體濃度等是影響超聲波與電解聯(lián)用調(diào)理污泥效果的主要因素；與超聲波單獨調(diào)理相比， 超聲波與電解聯(lián)用調(diào)理不僅可加速污泥水解， 還可節(jié)省超聲波能耗， 如超聲波頻率為20 kHz、電解電流為400 mA時， 可比超聲波單獨調(diào)理節(jié)省55％的能耗；在進行超聲波與電解聯(lián)用調(diào)理前， 先進行短時間的電解調(diào)理， 更能有效加速污泥SCOD的釋放和進一步減少超聲波能耗。

污泥物理調(diào)理和化學藥劑聯(lián)合調(diào)理污泥， 取得比單獨使用污泥物理凋理或化學藥劑取得的效果好， 既節(jié)約物理調(diào)理所需要的能量又節(jié)約化學藥劑， 降低了化學藥劑對環(huán)境的污染。 但由于一些污泥調(diào)理技術(shù)的機制還未完全清晰， 物理化學聯(lián)用技術(shù)目前在國內(nèi)應(yīng)用還是比較少。

2.4  微生物絮凝調(diào)理

微生物絮凝調(diào)理技術(shù)是使用微生物絮凝劑進行污泥調(diào)理的技術(shù)， 其研制始于20世紀70年代， 但是近年來才用于污泥調(diào)理。 它包括直接用微生物細胞作為絮凝劑、 微生物細胞提取物質(zhì)作為絮凝劑和微生物細胞的代謝產(chǎn)物作為絮凝劑3類。

楊阿明等[16]從活性污泥中篩選出一株高效微生物絮凝劑產(chǎn)生茵TJ-l， 經(jīng)165rDNA相似性分析鑒定為奇異變形桿茵(Proteus mirabilis)。 將TJ-l在優(yōu)化培養(yǎng)條件下所產(chǎn)絮凝劑(MBF)用于污泥脫水， 并與PAM、PAC進行了脫水效果對比。正交試驗結(jié)果表明， 該微生物絮凝劑用于污泥脫水的最佳條件為： pH=6.5， 1％（質(zhì)量分數(shù)）的CaC12投加量為4％(體積分數(shù))， MBF的投加量為6％(體積分數(shù))； 在此條件下污泥脫水率可達82％， 比單獨投加PAC和PAM的脫水效果好。 同時， 還研究了該微生物絮凝劑在最佳條件下的污泥脫水動力學，并得到了脫水動力學經(jīng)驗方程。

微生物絮凝劑具有無毒、 無二次污染、 可生物降解、 污泥絮體密實、 對環(huán)境和人類無害等優(yōu)點， 但是目前國內(nèi)外對其研究水平較低：制備成本較高， 絮凝機制尚無明確解釋，且針對性不強， 所以目前微生物絮凝劑主要還是和傳統(tǒng)絮凝劑聯(lián)用調(diào)理污泥。 今后應(yīng)提高其絮凝性能， 對其種類、 成分與處理污泥類型之間關(guān)系作進一步的研究， 使其能夠單獨使用于污泥調(diào)理中， 并取得良好效果， 做到真正的無二次污染。

2.5. 其他污泥調(diào)理技術(shù)

2.5.1  化學污泥和活性污泥聯(lián)用

CHANG等 [17]和LAI等[18]對化學污泥和活性污泥以一定比例混合進行脫水性能研究。 研究表明，單獨的化學污泥即使是加入絮凝劑后，其脫水仍非常困難； 但將其與活性污泥以1:1（體積比，下同）或1:2比例進行聯(lián)合調(diào)理時，化學污泥的脫水性能明顯得到提高， 但活性污泥脫水性能有一定程度的下降；當混合比例為1:4，混合污泥的脫水性能相當于活性污泥的脫水性能， 混合污泥所需最佳絮凝劑量小于活性污泥所需量， 結(jié)合水含量明顯減少。 認為化學污泥作為污泥的骨架而減少混合污泥的可壓縮性，增強其脫水能力；同時，絮凝劑用量對結(jié)合水的去除也有重要的影響。 雖然化學污泥和活性污泥的聯(lián)合調(diào)理脫水節(jié)約了絮凝劑， 但其使化學污泥中的無機物進入液相, 破壞活性污泥的穩(wěn)定性， 限制了污泥作為資源再次被利用。

2.5.2  制革污泥中鉻的生物脫除及其對污泥的調(diào)理

周立祥等[19]主要是通過構(gòu)建一個以70 L生物淋濾反應(yīng)器為主體的制革污泥生物除鉻的工藝來進行試驗。實際運行結(jié)果表明， 采用特異的硫桿菌TS6， 反應(yīng)6 d， 制革污泥中Cr溶出率可達到87.4％。 隨后進行的污泥沉降與離心脫水試驗表明， 生物淋濾具有顯著的污泥調(diào)理功效， 顯著提高污泥沉降與機械脫水性能。 生物淋濾處理的污泥， 經(jīng)12 h的靜置沉降， 污泥體積可減少57.2％， 并且無需添加任何絮凝劑， 即可取得良好的機械脫水效果。 生物淋濾處理導致的污泥體系pH的下降與Fe3+ 濃度的上升可能是污泥沉降與脫水性能得以改善的主要原因。

據(jù)推測， 經(jīng)生物淋濾處理， 隨體系pH的下降， 污泥膠體顆粒的負電荷逐漸被中和，電位下降， 膠粒之間雙電層排斥作用的降低， 而使膠粒脫穩(wěn)、 膠體粒子相互碰撞形成較緊實凝聚體， 但這一推測需要進一步試驗證實。 據(jù)LEE等報道， 經(jīng)過酸調(diào)理(HClO4)活性污泥， 其脫水性能明顯提高。 生物淋濾處理具有調(diào)理功能的另一個原因可能是， 淋濾過程鐵氧化菌氧化產(chǎn)生的較高質(zhì)量濃度的Fe3+(600 mg/L )，這些Fe3+及其水解產(chǎn)物不但可在帶負電的污泥顆粒問充當“橋架”角色， 而且還可將污泥絮狀物包埋于氫氧化鐵的沉淀中， 從而達到污泥脫穩(wěn)的目的。

2.5.3  膜生物反應(yīng)器技術(shù)

膜生物反應(yīng)器是近幾年發(fā)展起來的一種新型的處理技術(shù)。 由于膜生物反應(yīng)器的高截留率并將濃縮液回流到生物反應(yīng)器內(nèi)， 使反應(yīng)器內(nèi)具有很高的微生物濃度和相對較底的污泥負荷并有很長的污泥停留時間， 因而具有很高的出水水質(zhì)， 使有機物全部被氧化。 有關(guān)的實驗表明， 應(yīng)用膜生物反應(yīng)器不僅可以使高負荷率的污泥得到處理， 而且污泥可以完全被截留并由生物降解。 據(jù)有關(guān)資料報道， 在錯流式膜生物反應(yīng)器中如果污泥被完全截留，污泥中無機組分沒有過大的積累， 而碳的去除率達90％， 凱式氮通過反硝化作用轉(zhuǎn)化為氮氣。 目前日本和英國已經(jīng)將這一技術(shù)成功地應(yīng)用于小型的污水處理廠。 使用膜生物反應(yīng)器處理污泥， 目前的難題是膜的堵塞和膜材料的成本。 膜的堵塞使污泥的有效滲水率下降，需要采用適當?shù)姆椒_洗膜， 使膜恢復通透能力。 隨著新材料的不斷涌現(xiàn)， 低廉的膜系統(tǒng)的實現(xiàn)將成為可能。 Kubota公司已研制出耐高溫高壓的陶瓷平板膜系統(tǒng)， 并已進入實用化階段。

2.5.4  濕式氧化技術(shù)

濕式氧化對在高溫（臨界溫度為150～370 ℃）和一定壓力下處理高濃度有機廢水和生物處理效果不佳的廢水是很有效的。 由于剩余污泥的物質(zhì)結(jié)構(gòu)上與高濃度有機廢水是十分相似的， 因此濕式氧化法也可以用于處理剩余污泥。

濕式氧化處理剩余污泥置于密閉反應(yīng)器中， 自高溫、 高壓條件下通入空氣或氧氣作氧化劑， 按浸沒燃燒原理使物泥中有機物氧化分解， 將有機物轉(zhuǎn)為無機物， 包括水解、 裂解和氧化過程。 在污泥濕式氧化過程中污泥結(jié)構(gòu)與成分被改變， 脫水性能大大提高。 濕式氧化可使剩余污泥中80％～90％的有機物被氧化， 故又稱為部分焚燒或濕式焚燒。

楊琦等[20]在2 L高壓釜中用氧氣進行了濕式氧化處理城市污水廠活性污泥的研究, 并對處理后的污泥上清液中氮、磷、重金屬變化規(guī)律和剩余污泥中揮發(fā)分、熱量、有機物含量的變化規(guī)律進行了分析。 試驗結(jié)果表明, 處理后污泥的沉降脫水性能極佳, 對污泥中固體的去除結(jié)果也較好。

3  展  望

從污泥調(diào)理技術(shù)的研究進展來看， 應(yīng)往以下方向發(fā)展：(1)藥劑聯(lián)用調(diào)理技術(shù)應(yīng)采用無二次污染的調(diào)理劑， 并針對污泥的性質(zhì)對藥劑的投加順序和投加比例作定量分析；(2)開發(fā)無污染的污泥調(diào)理劑， 進一步提高微生物絮凝劑的絮凝性能， 降低成本， 并對其種類、成分與污泥類型之間的關(guān)系作進一步研究；(3)在物理調(diào)理方面， 應(yīng)向降低其能耗方面發(fā)展， 并對其調(diào)理機制作進一步的研究；(4)加快物理和化學聯(lián)用調(diào)理的步伐，并將其盡快應(yīng)用于實際。

總的來說，提高污泥的調(diào)理效果， 降低成本， 減少其對環(huán)境的危害是污泥調(diào)理技術(shù)今后發(fā)展的主要方向。 近年出現(xiàn)的污泥調(diào)理技術(shù)目前還處于實驗階段， 今后應(yīng)加快其研究步伐， 盡快應(yīng)用于實際， 同時應(yīng)致力于對其機制的研究， 為其應(yīng)用提供可靠的依據(jù)。

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