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剩余污泥去除预处理方法有哪些？
来源：广州超禹膜分离技术有限公司
发布时间：2023-12-08 09:27
一、概述 :
随着我国城镇化进程的加快，城市污水处理量快速增长，相应地污泥产生量也急剧增加，污泥出路成为一大问题。剩余污泥产量大且成分复杂，含有大量有机物质、病原体和重金属。如不经妥善处理，将剩余污泥直接投入周围环境，必将带来二次污染，对自然环境和人类健康产生严重影响。厌氧消化是一种常用且高效的剩余污泥处理方法，但是，由于剩余污泥中有大量微生物细胞，使得污泥生物降解存在困难。水解是厌氧消化限速阶段，因此提高污泥厌氧消化效率的关键就是使污泥中的微生物细胞壁(膜)破碎，提高水解速率，从而缩短厌氧消化周期。目前国内外的许多学者探究出了一些物理、化学、生物的预处理方法来提高剩余污泥的脱水性能和稳定化程度，使剩余污泥达到减量化、稳定化和资源化。本文主要介绍了联合预处理方法在剩余污泥处理的应用。
二、预处理方法联用 :
① 微波与H2O2联用 :微波或H2O2单独作用时对微生物细胞均具有较强的处理效果，两者联合使用时微波还能促进H2O2分解成OH-，从而增强H2O2的氧化能力。在用微波-H2O2联合作用处理污泥时，发现污泥溶解比例随着污泥初始pH值的提高而增加。康威等人在微波和H2O2联合使用实验中发现当污泥pH值为7.0，H2O2的投加量为3%，微波时间10min，微波功率600W时，污泥含水率可以降至71.4%；污泥SS和VSS去除率分别为35.1%和39.6%，释放SCOD1284mg/L。
① 微波与H2O2联用 :微波或H2O2单独作用时对微生物细胞均具有较强的处理效果，两者联合使用时微波还能促进H2O2分解成OH-，从而增强H2O2的氧化能力。在用微波-H2O2联合作用处理污泥时，发现污泥溶解比例随着污泥初始pH值的提高而增加。康威等人在微波和H2O2联合使用实验中发现当污泥pH值为7.0，H2O2的投加量为3%，微波时间10min，微波功率600W时，污泥含水率可以降至71.4%；污泥SS和VSS去除率分别为35.1%和39.6%，释放SCOD1284mg/L。
② 微波与碱联用 :微波与碱联合预处理可以加快有机物的水解速率，可以使污泥细胞在短时间内实现裂解，提高污泥的溶解性。实验中将微波与碱联合预处理分成了先碱后微波和先微波后碱，在pH为12时，碱处理120min和微波处理条件863W，处理2min后，先碱后微波预处理的SCOD/TCOD最大，达到了34.95%，而先微波后碱的效果最差，甚至不如碱和微波单独处理的效果。但是微波与碱联合预处理后，污泥的CST会明显提高，对污泥的脱水性能不利。
③ 超声波与碱联用 :超声波与碱联合预处理的方式可以提高污泥的水解速率，会使污泥两相厌氧消化中的VS去除率大大提高，大量有机物被去除，使污泥趋于稳定化。在超声波声能密度为1W/ml时，实验各组(pH分别为8、9、10、11)的SCOD随超声波处理时间的增加而增加，从超声波处理5min时的SCOD含量可知，当pH从9提升至10时，SCOD的溶出量提高了两倍，而提升至11时，SCOD溶出量为pH为10的两倍。污泥中的碳水化合物的变化与pH是一致的。但pH为11时，污泥最高产酸量发酵时间比较长，因此最佳pH为10。
④ 碱与臭氧联用 :碱与臭氧预处理剩余污泥可以分为先碱后臭氧和先臭氧后加碱。用碱与臭氧预处理剩余污泥，对污泥的破解程度，污泥厌氧发酵效能，平均产酸量，平均产气量做了研究，发现都是先臭氧后加碱>先碱后臭氧。确定了最佳条件为pH12，臭氧投加量0.3gO3/gSS。当pH为12时，臭氧投加量为0.12gO3/gSS时，先臭氧后加碱的产气量最多，是剩余污泥产气量的1.94倍，甲烷含量约占48.8%，比未处理的污泥产甲烷含量多了27.6%。先用臭氧后加碱处理中SCOD产量是剩余污泥的10.64倍，且其SCOD的最大去除率可达77.2%。还发现臭氧与碱预处理SS的去除率最大为50.2%，VSS去除率为54.5%。TCOD去除率为41.8%，较原剩余污泥分别提高了16%，12.2%，14.7%。但总体污泥减量效果不好，对粒径的影响较小。
⑤ 碱与热联用 :热-碱水解是一种有效的污泥预处理技术，可以有效破解污泥，改善污泥的脱水性能，提高污泥的厌氧消化性能以及厌氧生物产气量。在对碱-热预处理污泥的影响研究中发现170℃、pH为13处理75min后，SCOD/TCOD达65%，而不加碱时仅为47%，提高了18%。郑镇等研究了碱-热序列处理法和碱热同步法，结果表明经碱-热序列预处理的污泥SCOD去除率是同步法的1.06~1.31倍，且产气量是同步法的1.08~1.31倍。虽然热碱处理可以有效改善污泥的厌氧消化性能，但需要投加药剂，价格较高，且不利于后续处理。
⑥ 酸与碱联用 :酸碱联合预处理方法可以有效促进污泥微生物中胞内物质的释放，提高污泥的厌氧消化性能，提高产气量。研究发现，虽然单独碱处理时SCOD释放量大于酸和碱联合处理，但酸-碱预处理后污泥混合液的碳氮磷比值对后续厌氧消化更有利。先酸(pH值4.0，4d)后碱(pH值10.0，4d)处理，乙酸产量为74.4mg/g，这比单独碱(pH值10.0，8d)处理产乙酸效果好，更利于后续厌氧消化。
三、结论与展望 :
联合预处理方法还处于发展阶段，是目前研究的热点，也是主要研究方向之一。每一种联合预处理各有其利弊，联合预处理的研究效果往往比单一的研究效果要好。虽然联合预处理的效果较好，但是其能耗或药耗的付出也比单一预处理的要多，不一定得到相应的回报。因此，将不同的联合预处理方法进行优化，找到最佳的预处理条件，得到最优的研究效果，是目前较好的研究方向之一。实际的工程应用应综合考虑，能耗低、效益高的预处理方法应成为研究重点，使联合预处理方法更具有工业化应用的意义。
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