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二维液相谱
摘要：通过对城市污水处理厂富磷污泥处理与处置方法的比较,指出经机械浓缩、脱水后,进一步经堆肥或造粒后土地利用,是适合我国目前经济、社会发展水平的技术路线; 在出现严重有机物污染的同时,我国大部分湖泊和部分河流、近海水体还存在严重富营养化的问题;近年来,时有湖泊蓝藻、绿藻等的季节性爆发现象;水质富营养化问题给生态环境造成严重危害,经济损失也十分惨重,甚至影响到供水安全1;
在此情况下,氮、磷污染物控制与去除技术成为水环境污染控制日益紧迫的重要课题,我国城市污水处理技术进入了具有除磷脱氮功能的深度二级生物处理阶段,各地相继建设了一批具有脱氮除磷功能的污水处理厂;有脱氮除磷环节的处理工艺比无此环节的工艺产生更多的污泥,而且,同仅以去除有机污染物为主要目的的工艺相比,污泥处理工艺的选择对污水处理效果的影响尤为明显;
因此,能否解决好污泥问题是污水净化成功与否的决定性因素之一；同时,城市的污泥处理与利用技术体系完善与否对一个城市是否能达到可持续发展战略所要求的环境管理目标有很大的影响;无油烟锅
1富磷剩余污泥的形成机理
在厌氧条件下DO≈0,NOx≈0,兼性细菌将溶解性BOD转化为VFAs低分子发酵产物,聚磷菌吸收VFAs,同化成胞内碳能源存贮物PHB/PHV,所需的能量来源于聚磷的水解以及细胞内糖的降解,并导致磷酸盐的释放;在好氧区,细菌以聚磷的形式存贮超出生长需求的磷量,通过PHB/PHV的氧化代谢产生能量,用于磷的吸收和聚磷的合成,能量以聚磷酸高能键的形式存贮,磷酸盐从液相去除,合成新的贮磷菌细胞,产生富磷污泥,通过剩余污泥排放,将磷从系统中除去2; 2富磷剩余污泥的浓缩
通常情况下,富磷剩余污泥的含水率达到99%以上;因此,污泥处理首先要考虑的问题就是如何降低污泥含水率,从而减小污泥体积,为进一步的处理创造条件,压缩建设与运行费用;
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传统上,我国城市污水处理厂污泥浓缩以重力浓缩为主;由于剩余污泥的重力沉降性能较差,往往将其与初沉污泥混合进行浓缩,对富磷剩余污泥而言,这存在着明显的弊端;
由上述富磷污泥的形成机理可知,污水生物除磷包含两个必要的过程：首先将溶解性含磷物
质转化成不溶性的悬浮颗粒性形态,然后通过悬浮颗粒固体的去除将磷从污水中除去;在污泥的重力浓缩过程中,由于初沉污泥中含有大量的颗粒性有机物,这些有机物在浓缩池经过长时间停留转化为可快速降解有机物；同时,由于较长的浓缩时间,必然在浓缩池中形成厌氧环境,污泥中的磷不像化学污泥中的磷那样稳定,和生物除磷工艺中磷的代谢一样,在厌氧状态下聚磷菌会将体内储存的磷释放出来,从而造成磷的再次溶解和释放,最终都返回到污水处理系统中,增加了水处理系统磷的负荷量;回流磷负荷超过一定限度时,将会使污水处理厂的除磷效果恶化;
因此,为达到稳定地除磷的目的,在富磷污泥的减量化阶段,不宜对其采用重力浓缩,而应针对富磷污泥的特点,相应的采用机械浓缩的方式来达到减容化的目的;青岛市团岛污水处理厂A2/O工艺采用转鼓浓缩机浓缩剩余污泥的运行结果表明,滤液中磷含量等同于二沉池出水中的磷含量,从而在污泥浓缩阶段有效地避免了磷的回溶;
3富磷剩余污泥的稳定
欧美、日本、独联体等国家和地区污泥稳定化处置以中温厌氧消化为主,采用该法处理的污泥约占其所产污泥量的一半以上；污泥的中温厌氧消化法为我国的部分污水处理厂所采用, 它不仅能将污泥中的有机物降解,同时能杀死部分病原菌和寄生虫卵,从而使污泥达到稳定化及部分无害化,而且消化产生的沼气还可做能源回收;但是,以下两个问题的存在,限制了厌氧消化在富磷污泥稳定上的应用;
雪芙蓉冰车3.1厌氧状态下磷的释放
即使大幅度增加了建设投资和运行费用,采用了机械浓缩方式,避免了浓缩阶段磷的再次溶解和释放,但在厌氧消化条件下,包括聚磷菌在内的污水处理微生物死亡、解体,同样将磷释放出来,必将恶化水处理流程除磷效果;
3.2鸟粪石的形成
鸟粪石的主要成分为磷酸氨镁MgNH4PO4沉淀,是污泥厌氧消化中一个公认的问题,而富磷污泥中磷的释放使消化液中PO43-浓度进一步增加,大大加快了磷酸氨镁沉淀的析出速度;通常这些沉淀会在消化池的出泥管线中沉淀出来,尤其是在弯头处,沉淀的逐渐积累最终会导致出泥管线的堵塞,从而使消化池无法正常运行;
辐射取暖器因此,对富磷污泥的稳定不宜采用厌氧消化的方式;
4适合我国国情的富磷污泥处理与处置技术
建国以来,我国化肥工业迅猛发展,氮肥和磷肥的产量目前分别排在世界第二和第三位,农作物施肥结构也已发生根本变化;70年代以前,农家肥料和化学肥料的比例是7︰3,到了80年代末期,其比例已改变为3︰7;由于化学肥料用量猛增,导致土壤有机质不断减少,土壤肥力下降;如何解决养地和用地的矛盾,实现有机质的还田,增施有机肥料已成为实现农业可持续发展亟待解决的问题4;与此同时,随着人民生活水平的提高,城市绿化面积迅速增长,在长年的养护过程中,所施肥料也以化肥为主,同样存在土壤养分含量低、有机质贫乏、土壤肥力严重不足问题;而富磷污泥中除了有机物外,还含有大量植物生长所必需的肥分氮、磷、钾、微量元素及土壤改良剂有机腐殖质;青岛市团岛污水处理厂富磷污泥的植物养分见表1;同化肥相比,污泥中的腐殖质可有效改善土壤的团粒结构,增强土壤的保水保肥能力,是一种良好的土壤改良剂；污泥灰分中的一些矿物质使植物生长茂盛、木质部增大,同时还起形成叶绿素、防止病害的作用;并且,污泥中的单元素释放缓慢,有助于植物长时间的利用,同时污泥还有助于为植物提供一个健康的微生物落,防止作物出现病害;磷能促进植物根部的生长,加速成熟和增加对病虫害的抵抗力;因此,对于我国这样一个发展中国家来说,有机污泥的根本出路和基本方向应该是资源化,使有机质还田,使污泥纳入生态良性循环,既可以解决环境污染问题,又可
为农业、园艺业开辟有机肥源.
表1青岛市团岛污水处理厂富磷污泥的植物养分单位：%
在看到富磷污泥作为肥料的巨大利用价值的同时,也必须考虑到其中所含的重金属可能带来的危害;如果富磷污泥所含重金属浓度及有毒有害物质符合农田肥用的标准,则可以经堆肥或造粒后,施用于农田；即使重金属浓度超标,仍可用于城市绿化,以避免在农作物中重金属的富集;青岛市团岛污水处理厂富磷污泥的重金属含量见表2;
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