國(guó)足出線讓所有國(guó)人激動(dòng)了一把，曾經(jīng)國(guó)足贏一場(chǎng)或平一場(chǎng)就出線仿佛就是一句讖語(yǔ)，讓多少人夢(mèng)碎。而這次國(guó)足王者附體，終于提前鎖定出線，對(duì)于一位偽球迷來(lái)說(shuō)，也是激動(dòng)了一把，可以看出，我國(guó)“中國(guó)夢(mèng)”在逐漸的實(shí)施，而“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”的勝利也是早晚的事情。
　　
　　污泥零排放是近年才被提出的概念，以前企業(yè)重水輕泥，隨著污泥體量的增加，污泥零排放工藝也在被逐漸重視。安峰環(huán)保目前提出一種“零污泥排放”工藝，并非沒(méi)有污泥排放，而是污泥排放量達(dá)到一種達(dá)標(biāo)狀態(tài)。本文將對(duì)污泥零排放工藝案例進(jìn)行著重分析。
　　
　　一、成因分析
　　
　　形成“零污泥排放”的主要原因?yàn)椋河袡C(jī)負(fù)荷非常低，微生物在曝氣池內(nèi)長(zhǎng)期處于內(nèi)源呼吸，增長(zhǎng)的污泥量大部分自身氧化，剩余污泥量很少；有少量的剩余污泥隨沉淀池出水帶出，從而形成生化處理系統(tǒng)無(wú)剩余污泥排放的表象。表1為2個(gè)基本無(wú)剩余污泥排放的生物處理工程實(shí)例數(shù)據(jù)分析。
　　
　　表1基本無(wú)污泥排放生物處理工程實(shí)例
　　
　
　　
　　由Monod有機(jī)底物降解與微生物增長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)方程得：
　　
　　△X＝Y(jié)(So-Se)Q－KdVXv(1)
　　
　　△X—每日增長(zhǎng)的揮發(fā)性污泥量(VSS)，kg/d；
　　
　　(So-Se)Q—每日有機(jī)底物降解量(BOD5)，kg/d；
　　
　　VXv—曝氣池混合液中揮發(fā)性污泥總量，kg/d；
　　
　　Y—產(chǎn)率系數(shù)；
　　
　　Kd—活性污泥微生物內(nèi)源呼吸自身氧化率，d－1；
　　
　　So、Se—進(jìn)水、出水BOD5濃度，mg/L；
　　
　　Q—日處理污水量，t/d；
　　
　　活性污泥法BOD5污泥負(fù)荷Nrs表達(dá)式為：
　　
　　Nrs＝(So-Se)Q/VXv，(2)
　　
　　將式(2)代入式(1)并整理得：
　　
　　△X＝(So-Se)Q（Y－Kd/Nrs）(3)
　　
　　由式(3)可知，對(duì)于某一確定的污水，其So、Se、Q、Y、Kd相應(yīng)確定，增長(zhǎng)污泥量是污泥負(fù)荷Nrs的函數(shù)。以生活污水為例，取Y＝0.58，Kd＝0.075d－1,當(dāng)進(jìn)水BOD5濃度So＝200mg/L，出水BOD5濃度Se＝20mg/L，處理流量Q＝600m3/d，其增長(zhǎng)揮發(fā)性污泥量為：
　　
　　△X＝108（0.58－0.075/Nrs）
　　

　　其增長(zhǎng)污泥量與污泥負(fù)荷之間的關(guān)系如圖1所示。

　　
　　式(3)中，當(dāng)Y≤Kd/Nrs時(shí)，表明增長(zhǎng)的微生物量與微生物內(nèi)源呼吸減少量相等；但微生物通過(guò)內(nèi)源呼吸，理論上被氧化成無(wú)機(jī)物的極限值為80%，仍有20%為不能分解的殘留物質(zhì)，再加上進(jìn)水?dāng)y帶入的無(wú)機(jī)性固體與不可生物降解有機(jī)物，系統(tǒng)必然還是有很少量的剩余污泥產(chǎn)生，與出水帶出的SS量基本相等時(shí)，系統(tǒng)顯示出無(wú)污泥排放的表象。
　　
　　以表1某印染廠為例，類似印染廢水[1]試驗(yàn)得到Y(jié)＝0.74，Kd＝0.053d－1,其增長(zhǎng)揮發(fā)性污泥量（VSS）為：
　　
　　△X＝0.74(186-10)1900×10-3-0.053×1800×2100×10-3＝47.12kg(VSS)/d；
　　
　　取VSS/MLVSS＝0.75，則全部污泥增長(zhǎng)量為：
　　
　　△X’＝47.12/0.75＝62.83kg(MLSS)/d；
　　
　　相應(yīng)地出水?dāng)y帶出的SS為：
　　
　　△X”＝1900×(21～46)×10-3
　　
　?。?9.9～87.4kg(MLSS)/d；
　　
　　理論計(jì)算污泥增長(zhǎng)量與出水帶出的SS量基本相近。系統(tǒng)從表象上顯示出無(wú)污泥排放的現(xiàn)象。
　　
　　同樣，以表1某生活污水處理站為例進(jìn)行分析。據(jù)有關(guān)研究，生物接觸氧化法BOD5負(fù)荷在1.0kg/(m3.d)以下時(shí)，微生物每降解1kgBOD5所產(chǎn)生的剩余污泥為0.18kgMLSS[2]，則系統(tǒng)從理論上產(chǎn)生的剩余污泥量為：
　　
　　△X’＝600(152-5)×0.15×10-3
　　
　?。?3.23kg(MLSS)/d；
　　
　　相應(yīng)地出水?dāng)y帶出的SS為：
　　
　　△X”＝600×(18～45)×10-3
　　
　?。?0.80～27.0kg(MLSS)/d；
　　
　　理論計(jì)算污泥增長(zhǎng)量與出水帶出的SS量也基本相近。
　　
　　二、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較
　　
　　污水好氧生物處理系統(tǒng)產(chǎn)生的增殖污泥減量化有多種途徑。除低負(fù)荷自身內(nèi)源呼吸減量外，主要有厭氧消化、好氧消化及堆肥等。采用活性污泥法工藝的污水處理廠中，剩余污泥在濃縮后可以進(jìn)行厭氧消化后脫水；對(duì)小型污水處理站，活性污泥法或生物接觸氧化法工藝運(yùn)行中產(chǎn)生的增量污泥，可以進(jìn)入污泥好氧消化池減量化或直接濃縮脫水。這些方法在技術(shù)上都是可行的，但在投資、運(yùn)行成本及管理上存在較大的差異。下面以日處理量為10000m3/d規(guī)模的城市污水處理廠采用不同污泥減量與處理方法進(jìn)行比較分析。
　　
　　2.1工程費(fèi)用
　　
　　采用普通活性污泥法(為比較分析簡(jiǎn)化，不考慮脫氮除磷因素)，BOD5污泥負(fù)荷為0.3kg/(kg.d)，污泥濃度2.0g/L，由微生物增殖產(chǎn)生的含水率為99%的污泥以150m3/d計(jì)；低負(fù)荷活性污泥法BOD5污泥負(fù)荷為0.075kg/(kg.d)，污泥濃度3.5g/L；采用不同污泥減量與處理方案的工程費(fèi)用測(cè)算見表2。
　　
　　表2不同污泥減量與處理方案的工程費(fèi)用測(cè)算（萬(wàn)元）
　　
　　
　　
　　1)低負(fù)荷工藝仍有少量污泥排放，故仍需建污泥池。
　　
　　2)曝氣池土建費(fèi)用以550元/m3容積計(jì)，因供氧增加的鼓風(fēng)設(shè)備投資增加量未計(jì)入。
　　
　　從表2可見，采用低負(fù)荷活性污泥法工藝減少了污泥排放量，但大幅度提高了工程的投資費(fèi)用。以城市污水處理廠常規(guī)1100元/(m3.d)工程造價(jià)估算，整個(gè)工程費(fèi)用方案3比方案1增加了11%左右，比方案2增加了17%左右。
　　
　　2.2運(yùn)行成本
　　
　　供氧耗電成本是污水好氧生物處理成本的主要部分，活性污泥法需氧量計(jì)算式為：
　　
　　O2＝a′(So-Se)Q＋b′VX
　　
　　O2＝(So-Se)Q（a′＋b′/Nrs）(5)
　　
　　一般生活污水取a′＝0.48，b′＝0.15，其負(fù)荷變化與需氧量的關(guān)系式為：
　　
　　O2＝(200－20)10000（0.48＋0.15/Nrs）
　　
　　需氧量與負(fù)荷之間的關(guān)系如圖2所示。
　　
　　同表2各方案工藝參數(shù)相同，采用不同處理方案的供氧耗電成本及其它運(yùn)行成本測(cè)算比較見表3。
　　
　　從表3可見，盡管低負(fù)荷工藝省卻了多項(xiàng)污泥處理費(fèi)用，但其供氧電耗增加量很大，最終的運(yùn)行費(fèi)用還是明顯超過(guò)了普通負(fù)荷工藝。
　　
　　表3不同污泥減量與處理方案運(yùn)行成本測(cè)算（元/d）
　　
　　方案 濃縮 消化 脫水 填埋 運(yùn)輸 供氧 污水處理合計(jì)(元/m3)
　　
　　濃縮＋厭氧消化＋脫水 65.0 94.5 114.0 45.0 90.0 1260.0 0.18
　　
　　濃縮＋脫水 65.0 - 114.0 90.0 180.0 1260.0 0.17
　　
　　低負(fù)荷污泥自身氧化 － － － － － 3150.0 0.32
　　
　　2.3其它方面
　　
　　占地上，方案1增加了污泥消化與濃縮脫水的場(chǎng)地；方案3曝氣池占地面積較大，但總體上低負(fù)荷工藝占地面積更大。
　　
　　管理上，方案3最簡(jiǎn)單，它省去了管理要求嚴(yán)格的污泥厭氧消化工藝，降低了運(yùn)行管理要求。
　　
　　污泥處置上，方案3避免了尋找污泥處置場(chǎng)地以及組織運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程，使污泥處置過(guò)程簡(jiǎn)單化。
　　
　　三、適用范圍及技術(shù)進(jìn)步探討
　　
　　3．1小型生活污水處理站
　　
　　通常情況下，小型生活污水處理站規(guī)模小，一般為物業(yè)管理部門監(jiān)管，管理力量很薄弱，采用污泥脫水等設(shè)備不僅占地，影響周圍環(huán)境，而且從運(yùn)行管理上而言也較困難；另一方面，由于規(guī)模小，采用低負(fù)荷工藝增加的投資和運(yùn)行費(fèi)用絕對(duì)值較低，經(jīng)濟(jì)上實(shí)際增加的負(fù)擔(dān)有限，而在管理上能克服諸多困難，使處理設(shè)施能有效運(yùn)行。因此，一般而言小型生活污水處理站采用“零污泥排放”或低污泥量排放好氧生物處理工藝是可行的。
　　
　　3.2工業(yè)廢水處理站
　　
　　工業(yè)廢水處理站宜視處理規(guī)模、產(chǎn)生污泥量的大小及企業(yè)的管理水平來(lái)確定。規(guī)模小、增量污泥少、企業(yè)管理水平較薄弱時(shí)，采用“零污泥排放”或低污泥量排放好氧生物處理工藝是合理的。反之，則會(huì)較大地增加工程投資與運(yùn)行費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)上的可行性較差。
　　
　　3.3污水處理廠
　　
　　污水處理廠由于規(guī)模較大，又有專業(yè)的管理力量實(shí)施科學(xué)管理，顯然采用此工藝會(huì)較大幅度增加工程投資與運(yùn)行費(fèi)用，根據(jù)中國(guó)的國(guó)情，是欠合適的。除非在污泥出路特別困難的場(chǎng)合可以考慮采用。
　　
　　3.4技術(shù)進(jìn)步
　　
　　據(jù)報(bào)道，一些新開發(fā)的復(fù)合微生物菌群具有相互共生的增殖體系和低污泥增長(zhǎng)率，從而達(dá)到低剩余污泥排放量，這一類型的工藝有待于一定規(guī)模的工程實(shí)踐。另外有報(bào)道，對(duì)某些特定類型的有機(jī)廢水，通過(guò)濃縮污泥的微生物水解、酸化，提高污泥在系統(tǒng)中的氧化分解效果，在經(jīng)濟(jì)合理的情況下實(shí)現(xiàn)基本無(wú)剩余污泥排放。因此，隨著技術(shù)進(jìn)步，研究技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的低剩余污泥排放生物處理工藝，將是努力和發(fā)展的方向。
　　

　　國(guó)足都進(jìn)球了，中國(guó)夢(mèng)在一步步的實(shí)現(xiàn)。而我們的藍(lán)天白云計(jì)劃也在緊密進(jìn)行中。2019中央將進(jìn)行二次環(huán)境督查小組，相信企業(yè)對(duì)于污泥的重視度也越來(lái)越高。