蘇振宇+卓陳雅+鄭東丹+林榮斌

【摘 要】本文簡(jiǎn)單的介紹了當(dāng)前我國(guó)污水處理和污泥產(chǎn)量居高不下的現(xiàn)狀。針對(duì)此現(xiàn)狀提出了一種SPT原位消減生活污水污泥產(chǎn)量的技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)構(gòu)建一個(gè)小型的人工生態(tài)系統(tǒng)來(lái)處理生活污水，從而在源頭上控制污泥的產(chǎn)生。結(jié)果表明，通過(guò)一定條件的控制，在保證污水達(dá)標(biāo)排放的前提下，系統(tǒng)污泥的排放量基本能做到零排放。在一定程度上，為我國(guó)城鎮(zhèn)污水的污泥減量提供一個(gè)新的方法。

【關(guān)鍵詞】 原位 ?污泥降解 ?生態(tài)系統(tǒng)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科技水平的發(fā)展，城市污水的處理率逐年提高，城市污水處理廠的污泥產(chǎn)量也急劇增加[1]。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示2010年，城市污水處理能力已到達(dá)1.22億m3，城鎮(zhèn)污水廠已達(dá)2600多座，十二五期間污水處理能力還將增大900萬(wàn)m3，在建和增建的城鎮(zhèn)污水處理廠達(dá)1800多座。同樣我國(guó)污泥產(chǎn)量現(xiàn)狀：以含水量80%計(jì)算，2003年時(shí)我國(guó)污泥產(chǎn)量已達(dá)到1280萬(wàn)t/年[2]。目前我國(guó)城市污水處理廠每年排放城市污泥約為180萬(wàn)t（干重），并以年增長(zhǎng)率>16%的速度遞增[3]。根據(jù)廣東省環(huán)保廳數(shù)據(jù)顯示，僅廣東省2010年全省污泥日產(chǎn)生量達(dá)8000t，全省城鎮(zhèn)污水處理廠污泥產(chǎn)生總量約為216.4萬(wàn)t。按照預(yù)測(cè)，到2020年我國(guó)污泥產(chǎn)量將突破6000萬(wàn)t[2]。污泥中含有大量的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及有機(jī)物、病毒微生物、寄生蟲(chóng)卵、重金屬等有毒有害物質(zhì)，所以如此龐大的污泥產(chǎn)量如果不經(jīng)有效的治理，將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。

我國(guó)污泥處理處置的總體目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化。常用的處置方法有：堆肥、焚燒、低溫?zé)峤狻⑻盥?。但這些技術(shù)均是對(duì)污泥進(jìn)行末端治理，且處理和處置的成本高，及二次污染等?；诖斯P者介紹了一種利用生態(tài)學(xué)原理原位消減生活污水污泥產(chǎn)量的方法。它能從源頭控制污泥的產(chǎn)生，且能耗低，運(yùn)行費(fèi)用省、無(wú)二次污染為解決我國(guó)城鎮(zhèn)污水的污泥處理和處置提供新的方法。

1 原理

SPT機(jī)器原位消減生活污水污泥產(chǎn)量技術(shù)是依據(jù)生態(tài)學(xué)原理和熱力學(xué)第二定律，模仿水生生態(tài)系統(tǒng)。在一個(gè)特制的方型設(shè)備內(nèi)，構(gòu)建一個(gè)具有不同生態(tài)位的菌、藻、原生動(dòng)物（輪蟲(chóng)）及后生動(dòng)物（如線蟲(chóng)）組成的較長(zhǎng)生物鏈。同時(shí)在設(shè)備內(nèi)部通過(guò)不同的空間結(jié)構(gòu)分割，添加特制的比表面積大的多螺旋載體填料，來(lái)吸附生長(zhǎng)的生物膜使污泥停留時(shí)間延長(zhǎng)，促進(jìn)形成更長(zhǎng)食物鏈的微生態(tài)系統(tǒng)[4]。由于低效的生物轉(zhuǎn)換，能量在從低營(yíng)養(yǎng)級(jí)（細(xì)菌）向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)（原水動(dòng)物和后生動(dòng)物）的傳遞過(guò)程中會(huì)發(fā)生損失。所以人工構(gòu)建較長(zhǎng)的生物鏈促進(jìn)了物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，理想狀況下實(shí)現(xiàn)了能量損失最大生物產(chǎn)生量最小。加速了污水中污染物和污泥的消化分解，生活污水從原來(lái)的“末端處理”轉(zhuǎn)變成了“源頭控制”[5]。

2 試驗(yàn)材料與方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)備與基地

試驗(yàn)設(shè)備SPT機(jī)器由賽特環(huán)保有限公司自主發(fā)明。試驗(yàn)基地選取了珠海市蓮洲鎮(zhèn)蓮江村、廣州市蘿崗街逕子村、中山市凱茵新城別墅區(qū)三點(diǎn)。對(duì)這三個(gè)試點(diǎn)的水環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和分析后，發(fā)現(xiàn)處理前的生活污水水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化程度高，發(fā)黑發(fā)臭，常常未得到有效處理便排放到自然水體，污染周?chē)h(huán)境，急需得到有效的污水處理。

2.2 試驗(yàn)方法及測(cè)試項(xiàng)目

2.2.1 試驗(yàn)方法

選取三個(gè)生活污水試驗(yàn)點(diǎn)（珠海，蘿崗，中山），每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)都裝上SPT機(jī)器。生活污水不經(jīng)加藥處理，直接經(jīng)潛水泵按0.4m3/h流量抽到試驗(yàn)裝置中，作為營(yíng)養(yǎng)液。污水凈化前期，設(shè)備內(nèi)部需花一周時(shí)間曝氣馴化培養(yǎng)從而創(chuàng)立一個(gè)多相生物流化床，建立多元化的微生物生態(tài)系統(tǒng)。待機(jī)器內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定后，既可按0.4m3/h進(jìn)水流量進(jìn)行全天24小時(shí)連續(xù)不斷處理生活污水，月處理可達(dá)到300t左右。經(jīng)系統(tǒng)處理的水檢測(cè)達(dá)到合理排放標(biāo)準(zhǔn)后排入自然水體。試驗(yàn)過(guò)程每個(gè)月定期抽取進(jìn)出水樣，送往賽特檢測(cè)有限公司檢測(cè)水樣中的總磷，氨氮，COD，和SS指標(biāo)。每個(gè)月的月末進(jìn)行一次系統(tǒng)污水殘?jiān)欧帕繙y(cè)定并記錄數(shù)據(jù)，工藝流程見(jiàn)圖1。試驗(yàn)于2014年4-9月進(jìn)行，歷經(jīng)6個(gè)月。

2.2.2 測(cè)試項(xiàng)目的方法

排渣量測(cè)定：通過(guò)每個(gè)月定期排放殘?jiān)?，然后過(guò)濾烘干稱重計(jì)算排渣干重;水質(zhì)懸浮物，化學(xué)需要量，總磷，氨氮的測(cè)定分別利用國(guó)標(biāo)（GB11901-89）;國(guó)標(biāo)（GB11914-89）;國(guó)標(biāo)（GB11893-89）;國(guó)標(biāo)（GB7479-87）。

3 結(jié)果與討論

3.1 殘?jiān)欧帕?/p>

三個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)每個(gè)月的SPT系統(tǒng)排放的殘?jiān)芍財(cái)?shù)據(jù)如圖2，從圖上可以看出運(yùn)行過(guò)程中每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)排放的殘?jiān)芍亓孔兓?dòng)較低，且都能維持較低排放水平。按進(jìn)水流量0.4m3/h計(jì)算，蓮江村，逕子村，和雅居樂(lè)三個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，每個(gè)月平均處理生活污水水量300t左右，其中殘?jiān)芍仄骄欧帕糠謩e為9.41g，10.1g，9.6g。換算成處理一萬(wàn)噸污水處理量，總共的排渣干重也只有300g左右，與污水廠處理一萬(wàn)噸廢水污泥產(chǎn)生量平均值2.7t（干重）相比基本達(dá)到了零排放。

3.2 進(jìn)水和出水的水質(zhì)變化情況

在實(shí)驗(yàn)期間，每個(gè)月對(duì)三個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)處理的進(jìn)出水定時(shí)檢測(cè)，監(jiān)測(cè)處理的水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。監(jiān)測(cè)的結(jié)果表明三個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)處理后的排放水均達(dá)到了GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A類標(biāo)準(zhǔn)。表1展示的是蓮江村6個(gè)月的檢測(cè)數(shù)據(jù)，從表中可知實(shí)驗(yàn)期間該方法對(duì)污水中各相關(guān)指標(biāo)去除率高，且穩(wěn)定。出水達(dá)到了GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A類標(biāo)準(zhǔn)。其中尤以SS和COD的去除率最高能分別都能達(dá)到90%以上。做到了處理水不經(jīng)沉淀直接就可以排放的污水處理技術(shù)，處理工藝省去污水處理廠中的二層池和剩余污泥處理設(shè)施，從而減少了污水廠的占地就面節(jié)省了剩余污泥的處理費(fèi)用。

4 影響因素

4.1 溫度

不同季節(jié)生活污水的水溫不一樣，而水溫是影響污水處理的一個(gè)重要因素。生態(tài)鏈中各種生物的生長(zhǎng)及相應(yīng)的代謝情況都與溫度的變化息息相關(guān)。從圖2可以看出在6個(gè)月的處理過(guò)程中水溫的變化浮動(dòng)不大基本保持在25℃到29℃，這可能與試驗(yàn)基地的地理位置有關(guān)。珠海地處中國(guó)華南地區(qū)，一年當(dāng)中較長(zhǎng)的時(shí)間氣候溫暖。所以在寒冷地區(qū)低溫條件下，需增加保溫裝置。