文 彪

（桂林市排水工程管理處，廣西 桂林 541000）

由于傳統(tǒng)帶式脫水機處理剩余污泥的含水率較高，其儲存空間占地面積較大，運輸困難，運輸成本也較高（每1t的泥混合了4t水，體積至少為4m3）。而且隨著存放時間延長，持續(xù)吸附水分使含水率持續(xù)增高，因此厭氧堆肥較為麻煩，而由于使用的藥劑問題，脫水出來的污泥不能進行直接的土地利用，又不可進行衛(wèi)生填埋，所以在中小城市的生活污水處理廠里污泥的處理成了最大的問題。

1 生物瀝浸工藝原理

生物瀝浸工藝是利用污泥生物瀝浸干化處理技術(shù)，通過特異專利微生物菌群對污泥進行改性和實現(xiàn)機械高干度脫水，并去除部分重金屬，實現(xiàn)污泥減量化、無害化、資源化。污泥生物瀝浸專用微生物是復(fù)合菌群，主要工作菌是數(shù)株嗜酸性自養(yǎng)菌和耐酸性異養(yǎng)菌，主要工作原理是通過耐酸性異養(yǎng)菌的代謝作用快速降解污泥中對嗜酸性自養(yǎng)菌有毒害和抑制作用的小分子水溶性有機物，使嗜酸自養(yǎng)菌能更高效地利用市政污泥微生物營養(yǎng)劑中的能源物質(zhì)和合成自身細胞結(jié)構(gòu)的營養(yǎng)元素，通過微生物作用打破原始污泥穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使得污泥部分結(jié)合水向自由水轉(zhuǎn)變，從而改善污泥的沉降和脫水性能，污泥經(jīng)生物瀝浸后可在不添加任何絮凝劑的條件下，直接機械脫水至含水率60%以下。生物瀝浸復(fù)合菌群中，除少量耐酸性異養(yǎng)菌降解污泥中水溶性有機物外，嗜酸性自養(yǎng)菌以外源添加能源物質(zhì)和營養(yǎng)元素完成新陳代謝和合成自身細胞結(jié)構(gòu)，幾乎不利用和降解污泥中有機物。因此，經(jīng)生物瀝浸和脫水后污泥有機質(zhì)基本不變，為后續(xù)資源化利用提供了更多途徑。壓濾出水可直接排入污水處理廠再處理，不影響污水廠運行。

污泥生物瀝浸是一個微生物學(xué)過程，其促進污泥脫水性能提高的機制主要包括三個方面：（1）微生物替代效應(yīng)：隨著生物瀝浸進行，生物瀝浸復(fù)合微生物逐步替代原始污泥中活性污泥菌體，從而打破原有污泥體系菌膠團，將部分毛細結(jié)合水轉(zhuǎn)換成自由水而釋放出來；同時，個體較小的嗜酸性自養(yǎng)菌相對異養(yǎng)菌會分泌更少的具有親水性的胞外多聚物（EPS），從而改善脫水性能；（2）生物酸化效應(yīng)：生物瀝浸復(fù)合微生物通過對營養(yǎng)物質(zhì)的利用促使污泥體系pH下降，污泥表面負電荷被H+中和至近電中性，使得污泥相互排斥力減弱，促進污泥聚沉和脫水；（3）二價陽離子及次生礦物效應(yīng)：污泥本身含有以及營養(yǎng)劑中少量的二價陽離子中和污泥顆粒表面負電荷，同時和營養(yǎng)劑中K、N等元素共同作用生成羥基次生礦物（如施氏礦物等），降低污泥壓縮系數(shù)而改善污泥脫水效果。

2 應(yīng)用案列

廣西某生活污水處理廠引用生物瀝浸工藝對本廠的剩余污泥進行深度處理，總處理量2.6t/日（最大絕干污泥計算），進泥含水率為98%左右。主要操作單元有濃縮池、生物瀝浸反應(yīng)池、加藥系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、污泥脫水車間。

（1）濃縮池：當(dāng)初始的剩余污泥經(jīng)槽架進入濃縮池的中心部位某一深度處，料漿做均勻輔射狀向周邊緩慢流動。開始時由于濃度較低，顆?；旧献髯杂沙两?，沉速較快，繼而沉入濃集帶、沉速較慢。最后沉到最下部一沉積帶，也是濃度較高的壓縮區(qū)，水份從沉降顆粒的間隙中不斷析出。在耙架連續(xù)回轉(zhuǎn)時，耙齒對該部沉積物沿池底的錐形坡面逐級推向池底的中心處，最后由該處的排料口排出。在耙齒推進沉積物時，也是刮板對沉積物的一個壓縮過程，這也大大地促進析水作用的加強。濃縮池的濃縮機由橋架、傳動機構(gòu)、豎向柵條、刮泥耙等組成。濃縮池的出泥含水率應(yīng)控制在97.5%-98.2%比較好，若低于97%應(yīng)該進行絕干泥量的換算，控制好每次進泥量。

（2）生物瀝浸反應(yīng)池：生物瀝浸池總共6格，對于單格池子是完全混合式，單組池子是推流式，每組瀝浸池可以單獨運行，待處理污泥和營養(yǎng)劑均由泵打入生物瀝浸反應(yīng)前端的第1格池中，回流接種瀝浸泥采用汽提裝置從最后1格送入第1格瀝浸池。充分混合后依次流過各格反應(yīng)池，最后從反應(yīng)器最后1格排出。經(jīng)生物瀝浸改性后的污泥溢流進入污泥均質(zhì)池（設(shè)有攪拌器），至此完成整個污泥的反應(yīng)過程。污泥反應(yīng)周期一般為3-5天。

（3）加藥系統(tǒng)：主要分為兩步。a.藥粉的溶解，按照一定的計算比例將一定量的藥劑投加至溶藥池，投加完畢后開啟池內(nèi)攪拌器進行攪拌。溶藥濃度控制在10%-15%左右為宜，如遇特殊情況，溶藥最高濃度不得高于25%。b.利用加藥泵將攪拌均勻的藥液注入生物瀝浸反應(yīng)前端的第1格池中。投加量均按照污泥絕干量的百分比計算：加藥量=污泥量×（1-污泥含水率）×加藥比，加藥比為20%-30%，目前廠內(nèi)加藥比的確定主要根據(jù)污泥有機質(zhì)含量調(diào)整，當(dāng)有機質(zhì)含量≤40%時，加藥比設(shè)定為20%，隨著有機質(zhì)含量的增高，加藥比也隨之升高，當(dāng)有機質(zhì)含量>70%時加藥比也需調(diào)整到>30%。

（4）曝氣系統(tǒng)：由鼓風(fēng)機和管道組成。由于菌群為好氧菌，因此需24小時不間斷曝氣，鼓風(fēng)機也是一用一備。是否曝氣會直接影響到生物瀝浸反應(yīng)進程。在曝氣過程中還需注意風(fēng)壓，正常風(fēng)壓在0.06-0.07Mpa，若風(fēng)壓<0.06Mpa，則表示生物瀝浸池的污泥含水率>98%，當(dāng)風(fēng)壓>0.07Mpa時需注意生物瀝浸池進泥量是否過多，是否造成生物瀝浸系統(tǒng)過反應(yīng)。

（5）污泥脫水車間：主要采用景津的板框壓濾機對經(jīng)生物瀝浸改性后的污泥進行壓榨。該廠選用為過濾面積300m2的板框機，單批次進泥絕干量不能低于0.5t。物料未進滿時禁止壓榨，否則會造成濾板空腔鼓膜損壞濾板，禁止空腔鼓膜。使用期間需注意：a.板框壓濾機需對濾布進行及時的清洗（一般配有自動清洗裝置），因經(jīng)常壓榨污泥會使小顆粒污泥堵塞濾布影響后續(xù)污泥的壓榨效率；b.濾布的更換，因一些較硬金屬或塑料顆粒會戳壞濾布或是濾布已到使用年限（一般為1.5年）則需及時更換。

3 工藝流程（見圖1）

圖1

4 應(yīng)用分析

具體應(yīng)用分析見表1。

表1

生物瀝浸系統(tǒng)的判斷指標(biāo)：

（1）pH值：生物瀝浸池最后1格內(nèi)取樣測其pH值需<4.5。

（2）抽濾：生物瀝浸池最后1格內(nèi)取50ml樣測其抽濾需<3min。

（3）顏色：正常污泥顏色為黃褐色，異常時為灰黑色。

（4）進出泥含水率：檢測濃縮池到生物瀝浸池第1格的進泥含水率，控制進泥量（干泥）；檢測生物瀝浸均質(zhì)池污泥含水率，計算出泥量（干泥）。

（5）有機質(zhì)含量：檢測進泥有機質(zhì)含量，確定加藥比，再根據(jù)加藥量控制進泥量多少。

（6）風(fēng)壓：風(fēng)壓為0未曝氣檢查鼓風(fēng)機，風(fēng)壓偏高>0.08Mpa檢查進泥濃度是否過高，進泥量大于出泥量。

5 結(jié)束語

以處理量2.6t絕干污泥/日為限，與原帶式脫水機相比較生物瀝浸工藝在電耗上要高出3-4倍，而約60%的電耗主要是用于曝氣系統(tǒng)24h的不間斷曝氣。構(gòu)筑物占地面積上也要高出4倍，設(shè)備損耗及維護也要高出1倍。藥劑費用帶式脫水機每處理1t干泥約消耗5kg絮凝劑，每千克35元，滿負荷運行每日455元；生物瀝浸工藝每處理1t干泥約消耗250kg營養(yǎng)藥劑，每千克4元，滿負荷運行每日2600元。因此可看出生物瀝浸工藝一次性投資額較大。但在水耗上因板框機采用循環(huán)水壓榨，水耗主要體現(xiàn)在定期的反沖洗上，不像帶式脫水機需同步時沖洗，所以可節(jié)省3/4的水耗。運輸上80%的污泥主要呈現(xiàn)液態(tài)，運輸極不方便，容易拋灑，核載8.5t的貨車受裝載體積限制無法滿載運輸，生物瀝浸工藝壓榨出的污泥含水率<60%，呈現(xiàn)固態(tài)，方便裝載，而且等量的干泥量體積只是80%污泥的1/3，所以運輸成本也降了2/3。在最終處置方面帶式脫水機處理的污泥必須經(jīng)過再次專項處理，且處理每噸干泥費用約900元，每日需2340元。再次處理完成后才能進行土地利用或衛(wèi)生填埋；生物瀝浸工藝處理的污泥則只需簡單的自然堆肥好氧發(fā)酵就可將其資源化形成有機肥（出苗率可達90%）或焚燒發(fā)熱。因此從長遠利益及對環(huán)境的影響來看，生物瀝浸工藝還是值得應(yīng)用于一些因污泥得不到有效處置的生活污水處理廠里。