張家港一體化農(nóng)村生活廢水處理設(shè)施品質(zhì)為本

　　當(dāng)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(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用都比較高，且焚燒過(guò)程中會(huì)對(duì)周圍大氣帶來(lái)很大程度的污染。而污泥用于填埋處理時(shí)要求比較高，很多污水處理廠對(duì)污泥進(jìn)行處理后，污泥穩(wěn)定化和干化率較低，若不對(duì)其進(jìn)行有效處理，必將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

　　活性污泥中含有大量的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等有機(jī)物質(zhì)，這些有機(jī)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(zhì)，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(zhì)可作為有機(jī)碳源補(bǔ)充加入污水處理過(guò)程中，不僅降低了投資成本，還減少了污泥產(chǎn)量，故污泥發(fā)酵產(chǎn)酸成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

　　1、亞硝酸預(yù)處理對(duì)污泥發(fā)酵產(chǎn)酸性能的影響

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

　　馬斌等通過(guò)用亞硝酸預(yù)處理污泥對(duì)其發(fā)酵產(chǎn)酸進(jìn)行研究，結(jié)果表明，當(dāng)亞硝酸含量從0mg/L增加到2.04mg/L時(shí)，可溶性化學(xué)需氧量產(chǎn)量持續(xù)增加。與未經(jīng)處理的污泥相比，內(nèi)部碳源的產(chǎn)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(zhuǎn)化為氮?dú)?，故使用亞硝酸預(yù)處理污泥使系統(tǒng)同時(shí)發(fā)生發(fā)酵和反硝化，使污泥減量的同時(shí)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(chǎn)物，通過(guò)亞硝化很容易獲得，故在實(shí)際工程中具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

　　2、表面活性劑對(duì)污泥發(fā)酵產(chǎn)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(zhì)的水溶性增強(qiáng)，使糖類和蛋白質(zhì)等大分子有機(jī)物溶解，這些物質(zhì)通過(guò)微生物產(chǎn)生的水解酶進(jìn)一步水解，形成小分子的有機(jī)物。微生物的水解過(guò)程不斷往復(fù)進(jìn)行，直到水解產(chǎn)物可以直接被微生物所吸收。被微生物吸收的有機(jī)物進(jìn)入酸化發(fā)酵階段，最終被轉(zhuǎn)化為脂肪酸。因此，表面活性劑可以用來(lái)提高污泥的水解速率，為產(chǎn)酸菌提供更多的發(fā)酵底物，從而大幅度地提高水解產(chǎn)物在微生物作用下生產(chǎn)有機(jī)酸的量。

　　羅靜陽(yáng)等將烷基糖苷應(yīng)用到污泥發(fā)酵過(guò)程中。結(jié)果表明：在APG的作用下，不僅增加了揮發(fā)酸的產(chǎn)生量，同時(shí)也縮短了發(fā)酵時(shí)間。當(dāng)APG量為0.3g/gTS時(shí)，短鏈脂肪酸在第4d時(shí)達(dá)到，產(chǎn)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(chǎn)酸，結(jié)果表明，單獨(dú)鼠李糖脂存在條件下，揮發(fā)酸在第4d時(shí)達(dá)到，比污泥空白產(chǎn)算量多出75%，極大提高了污泥產(chǎn)酸率。

　　3、過(guò)硫酸鹽對(duì)污泥發(fā)酵產(chǎn)酸性能的影響

　電鍍廢水處理期間會(huì)產(chǎn)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(guó)大部分電鍍廠處理廢水時(shí)都添加堿液，而后就產(chǎn)生了沉淀，這就是電鍍污泥的來(lái)源。而將堿液加入電鍍廢水中，使其沉淀，其間會(huì)產(chǎn)生大量的金屬氫氧化物，經(jīng)過(guò)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(fù)雜。

　　1、電鍍污泥的危害

　　電鍍廢水含有復(fù)雜的物質(zhì)，想要降解也比較難，其性質(zhì)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(xué)、合理地對(duì)電鍍污泥進(jìn)行處理，電鍍污泥會(huì)帶來(lái)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(zhì)嚴(yán)重影響土壤質(zhì)量，水資源受到污染，危害動(dòng)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(zhì)逐漸向土壤滲透，會(huì)使許多微生物逐漸被殺死，這就會(huì)導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降，使農(nóng)作物出現(xiàn)減產(chǎn)甚至枯死等現(xiàn)象，也破壞了生態(tài)平衡。除此之外，土壤當(dāng)中的有害重金屬物質(zhì)，還可能會(huì)被農(nóng)作物吸收，而后通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，直接影響人體健康。

　　1.2 危害水資源

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

　　2、電鍍污泥的處理工藝

　　2.1 固化處理技術(shù)

　　在電鍍污泥處理中，固化處理技術(shù)往往應(yīng)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(xiǎn)性，而后進(jìn)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(wú)法流動(dòng)的固體狀態(tài)，通過(guò)改變電鍍污泥的強(qiáng)度和滲透性等來(lái)實(shí)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(jiàn)，其對(duì)電鍍污泥和重金屬?gòu)U物的處理效果好，材料廉價(jià)，相關(guān)投入和運(yùn)行的成本比較低，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性較好，使得人們對(duì)固化處理技術(shù)的關(guān)注度隨之增加。

　　固化處理技術(shù)操作流程如下：提前運(yùn)用干燥、破壞氧化物等方法對(duì)電鍍污泥進(jìn)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(duì)其進(jìn)行處理，也就是填埋處理。

　　電鍍污泥處理技術(shù)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(duì)于危險(xiǎn)廢物，人們已經(jīng)提出用高效穩(wěn)定劑來(lái)進(jìn)行無(wú)害化處理的理念。

　　2.2 熱處置技術(shù)

　　對(duì)電鍍污泥進(jìn)行熱處置，就是熔融和深度氧化的過(guò)程，而利用熱處理能夠降低電鍍污泥中的部分有毒物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電鍍污泥的有效治理。熱處置技術(shù)主要利用焚燒法，使電鍍污泥體積減小，同時(shí)將電鍍污泥對(duì)環(huán)境的危害降到。但是相關(guān)研究表明，熱處置技術(shù)的能耗比較高，還需要特定的焚燒設(shè)備，許多小型電鍍廠無(wú)法承擔(dān)高額的費(fèi)用，所以熱處置技術(shù)的推廣效果不是很好。

　　2.3 鐵氧體化處理技術(shù)

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

張家港一體化農(nóng)村生活廢水處理設(shè)施品質(zhì)為本

　3、電鍍污泥資源化利用技術(shù)

　　資源化利用技術(shù)，是一種操作簡(jiǎn)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(jiàn)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(yùn)用化學(xué)反應(yīng)，將電鍍污泥中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行有效分離，保持重金屬的穩(wěn)定性。常見(jiàn)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(yīng)用不常見(jiàn)。堿性浸出液(如碳酸鈉和氨水)的應(yīng)用率反而比較高，其缺點(diǎn)是無(wú)法使所有金屬浸出;常見(jiàn)的酸性浸出液主要有鹽酸、硫酸，由于酸度不同，所以浸出結(jié)果也不同，這就說(shuō)明電鍍廠要按照電鍍污染的實(shí)際特點(diǎn)，選擇適合的浸出液，使浸出提取法的效果達(dá)到。其在電鍍污泥重金屬回收中的應(yīng)用也比較廣泛，例如，電鍍污泥經(jīng)過(guò)處理，鎳的回收率能夠達(dá)到92%。

　　3.2 高溫提取

　　通過(guò)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(shí)能降低部分有害物質(zhì)。除此之外，通過(guò)高溫處理，重金屬物質(zhì)會(huì)發(fā)生反應(yīng)，形成單質(zhì)化合物。綜合運(yùn)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(guò)加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)，其間會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的大氣污染，所以電鍍廠一定要高度重視這一點(diǎn)。

　　3.3 制造建材法

　　制造建材法就是將電鍍污泥有效轉(zhuǎn)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(méi)有實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用。之前，已經(jīng)有人將電鍍污泥應(yīng)用到紅磚制作中，但是紅磚中重金屬的毒性能否達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這直接影響制造建筑法的實(shí)際應(yīng)用。

　　3.4 電解法

　　電解法是指運(yùn)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?nèi)芤褐械慕饘匐x子析出電勢(shì)的差異性，控制施加電壓的大小，從而達(dá)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(jiǎn)單，設(shè)備占地面積較小，但是回收的金屬純度絲毫不會(huì)受到影響。

　　向污泥中加入過(guò)硫酸鹽，系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生硫酸根自由基，硫酸根自由基的強(qiáng)氧化性能夠使污泥絮體結(jié)構(gòu)遭到破壞，進(jìn)而將污泥所包含的水分進(jìn)行濃縮，極大地提高了污泥脫水性能。研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)硫酸鹽不僅對(duì)污泥脫水有很強(qiáng)的效果，還可促進(jìn)污泥發(fā)酵。這是由于過(guò)硫酸鹽能夠破解污泥絮體中的細(xì)胞壁，使絮體胞內(nèi)的多糖、蛋白質(zhì)和脂肪等有機(jī)物質(zhì)釋放到胞外，為污泥進(jìn)行厭氧消化提供較為充足的有機(jī)物質(zhì)。貞光音等通過(guò)使用二價(jià)鐵激活過(guò)硫酸鹽來(lái)處理污泥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，污泥經(jīng)二價(jià)鐵和過(guò)硫酸鹽處理后，消化過(guò)程中產(chǎn)生的甲烷氣體大幅度減少，這是過(guò)硫酸鹽能夠被二價(jià)鐵激活產(chǎn)生硫酸根自由基，硫酸根自由基具有很強(qiáng)作用，能夠破壞產(chǎn)甲烷菌的細(xì)胞膜，從而間接地提高系統(tǒng)產(chǎn)算量。

　　4、發(fā)展前景

　　污泥中含有很多易生物降解的有機(jī)物，其主要成分是蛋白質(zhì)、多糖等，它們作為微生物生存所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，能夠在特定的環(huán)境條件下，通過(guò)微生物的的分解形成有機(jī)酸。且在污水脫氮除磷工藝中，若進(jìn)水COD濃度較低，不能達(dá)到反硝化菌和除磷菌生存所需時(shí)，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(guò)程中產(chǎn)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?jī)r(jià)值。

　　今后的研究中，應(yīng)試圖將兩種或多種物質(zhì)結(jié)合應(yīng)用到污泥發(fā)酵產(chǎn)酸過(guò)程中，進(jìn)一步縮短污泥發(fā)酵時(shí)間，同時(shí)提高系統(tǒng)中短鏈脂肪酸的產(chǎn)生量。