污泥進(jìn)行低溫脫水干化過程產(chǎn)生的水叫污泥水，污泥水也是一種高毒性廢水，污泥水總磷總氨超標(biāo)，污泥水包含前期的濃縮池上的清液、反應(yīng)池清液和脫水間清液。污泥水總量只占到廢水一成左右，但是污泥水溫度高，污染物高，處理時(shí)要比一般廢水加入的除磷藥劑等高很多。
　　
　　國家對(duì)于污泥水處理也出臺(tái)相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)，處理不當(dāng)會(huì)違法相關(guān)環(huán)保條例。安峰小編今天就對(duì)污泥水的來源、水質(zhì)特性、處理技術(shù)等方面進(jìn)行普及，希望可以讓大家對(duì)污泥水處理有一個(gè)明確工藝技術(shù)概念。
　　
　　1污泥水來源與水質(zhì)特性
　　
　　不同污水處理廠的污泥水性質(zhì)由于污水處理工藝、污泥來源(初沉池污泥、剩余污泥等)、污泥處理工藝等的不同而存在較大差異。
　　
　　消化污泥水懸浮物(SS)濃度相差很大,這與厭氧消化的排泥方式有關(guān)。消化上清液的SS較低,如果不排放則其污泥水SS可高達(dá)22g/L。各類污泥水含氮污染物濃度均較高,且溶解性氮主要以氨氮形式存在。污泥在機(jī)械濃縮和脫水過程,間隙水被擠出,部分胞外聚合物溶出,所以有機(jī)污染物、氮和磷濃度較高。同時(shí)在濃縮、脫水和厭氧消化的厭氧環(huán)境下污泥中磷又重新釋放,所以污泥水含磷量很高,且大部分以磷酸根形式存在。深度脫水污泥水呈現(xiàn)高pH、高鈣和低磷的特點(diǎn),這主要是因?yàn)槲勰嗾{(diào)理階段石灰和FeCl3的加入,造成磷酸根與Ca2+和Fe3+反應(yīng)生成沉淀而去除。
　　
　　2.1污泥水物化處理技術(shù)
　　
　　2.1.1SS去除技術(shù)
　　
　　由表1知,污泥水SS濃度高,波動(dòng)范圍大,而化學(xué)需氧量(COD)、總氮(TN)和總磷(TP)主要以顆粒態(tài)和膠體態(tài)存在,SS去除是降低污泥水中污染物的關(guān)鍵。劉范嘉等研究了混凝沉淀對(duì)污泥濃縮池上清液和脫水濾液的處理效果,發(fā)現(xiàn)聚丙烯酰胺(PAM)比聚合氯化鋁(PAC)產(chǎn)生的絮團(tuán)大,更容易沉淀,PAM混凝對(duì)SS、COD和BOD5的去除率在90%以上。周振等比較了PAC、聚合氯化鐵(PFC)和PAM對(duì)濃縮脫水污泥水的預(yù)處理效果,發(fā)現(xiàn)投加PAC會(huì)導(dǎo)致污泥沉降性能惡化。而投加PFC和PAM均能改善污泥水沉降性能。
　　
　　2.1.2吹脫法去除氨氮
　　
　　pH>10時(shí),氨氮主要以NH3存在,采用吹脫法可以將其去除。Gu2tin等研究了pH、溫度和氣體流速對(duì)吹脫去除厭氧消化上清液中氨氮的影響,其氨氮和總氮去除率可達(dá)92.2%和88.3%。吹脫法對(duì)高pH、高堿度的深度脫水污泥水的氨氮去除具有更好的效果,并能同步降低污泥水pH,有助于其后續(xù)處理。深度脫水污泥水吹脫時(shí),需要考慮碳酸鈣結(jié)垢問題。
　　
　　2.2污泥水生物脫氮技術(shù)
　　
　　荷蘭應(yīng)用水研究基金會(huì)的研究表明,與回流至污水處理工藝相比,單獨(dú)處理高氨氮的污泥水(見表1)對(duì)污水處理廠升級(jí)和節(jié)省處理費(fèi)用具有重要意義。
　　
　　2.2.1傳統(tǒng)脫氮技術(shù)
　　
　　由表1知,污泥水BOD5/TN低于4,不能滿足常規(guī)硝化-反硝化脫氮的碳源要求。于莉芳等采用序批式反應(yīng)器(SBR)處理污泥厭氧消化液時(shí),氨氮去除率可達(dá)99.3%,但碳源不足導(dǎo)致其TN去除率僅為38.1%。陳青青等采用SBR處理污泥厭氧消化液時(shí),氨氮和TKN去除率可達(dá)99.3%和97.4%,但TN去除率僅為24.3%。劉范嘉等采用膜-生物反應(yīng)器(MBR)強(qiáng)化脫氮除磷中試系統(tǒng)處理混凝沉淀后的濃縮脫水污泥水時(shí),出水COD、BOD5、氨氮、TN和TP濃度分別可達(dá)70.8mg/L、8.7mg/L、15.1mg/L、29.7mg/L和0.38mg/L。
　　
　　除碳源匱乏外,傳統(tǒng)的濃縮脫水污泥水往往面臨堿度不足的問題。Hu等研究發(fā)現(xiàn),向污泥水處理MBR中投加碳酸氫鈉堿度能夠?qū)⑵銫OD去除和硝化效率分別提高14.6%和38.3%,并能緩解膜污染,實(shí)現(xiàn)硝化菌的富集。為了降低成本,也可以將高pH的深度脫水污泥水作為堿度和碳源來源,形成一種經(jīng)濟(jì)有效的污泥水脫氮模式。
　　
　　2.2.2生物添加富集硝化菌的強(qiáng)化硝化技術(shù)
　　
　　(1)接種強(qiáng)化硝化技術(shù)。接種強(qiáng)化硝化技術(shù)是向生物處理系統(tǒng)中引入具有特定功能的微生物,改善原有系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)污染物的去除效果。瑞典皇家工學(xué)院開發(fā)的污泥水單獨(dú)處理污泥回流生物強(qiáng)化技術(shù),通過側(cè)流反應(yīng)器處理污泥水,將富集培養(yǎng)的硝化菌以一定的濃度連續(xù)投加到主流污水處理系統(tǒng)以增強(qiáng)其硝化能力,實(shí)現(xiàn)短污泥齡硝化。與傳統(tǒng)活性污泥法相比,接種強(qiáng)化不但能提高難降解COD和氨氮的去除效果,還能改善污泥性能。
　　
　　(2)InNitri工藝。InNitri工藝是最早利用污泥消化液培養(yǎng)硝化菌投加污水處理主系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)化硝化的工藝。InNitri采用單獨(dú)反應(yīng)器(容積為主系統(tǒng)中曝氣池的3%)處理污泥消化液(30~35℃,300~900mg/L氨氮)和一部分初沉池出水,在10℃時(shí)硝化污泥齡僅需7~10d,明顯低于傳統(tǒng)脫氮工藝的13~18d。InNitri工藝對(duì)污水處理廠升級(jí)改造投資可降低10%~15%。然而,由于InNitri工藝中僅發(fā)生硝化,需外加大量堿度,且出水中高濃度的NO3--N也不利于沉淀池運(yùn)行和系統(tǒng)除磷,因此其尚未有實(shí)際工程應(yīng)用的報(bào)道。
　　
　　(3)BABE工藝。針對(duì)污泥水高氨氮的水質(zhì)特性,Salem等[5]開發(fā)了在污泥回流管線富集硝化菌的反應(yīng)器,從而形成側(cè)流富集硝化菌、主流強(qiáng)化硝化能力的BABE工藝。與InNitri工藝相比,BABE工藝存在二沉池污泥回流,這既可以利用回流污泥中的堿度,又可保證富集培養(yǎng)的硝化菌與主系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位的硝化菌在種群、生態(tài)環(huán)境等方面的一致性,而且硝化菌包含在生物絮體中,不易被主流處理系統(tǒng)中原生動(dòng)物捕食。此外,較小的回流污泥量和較短的停留時(shí)間也能使反應(yīng)器保持較高的溫度,從而獲得較高的硝化速率。荷蘭Garmerwolde污水處理廠采用BABE技術(shù)后,出水氨氮由9.9~13.3mg/L降低至5.2mg/L。當(dāng)然,也有報(bào)道認(rèn)為外部培養(yǎng)會(huì)形成特殊的硝化菌群,并不一定能適應(yīng)主體污水處理系統(tǒng)的環(huán)境。
　　
　　2.2.3短程硝化反硝化與厭氧氨氧化
　　
　　由于污泥水C/N較低,短程硝化反硝化工藝首先在有氧條件下利用亞硝化菌將NH4+氧化成NO2-,然后在缺氧條件下將NO2-反硝化為N2,該工藝較傳統(tǒng)工藝可節(jié)省25%的供氧和40%的碳源。在較短的HRT和30~40℃的條件下,亞硝化菌可通過種群競爭成為優(yōu)勢種群,利用污泥消化液較高的溫度和污泥齡控制能夠?qū)崿F(xiàn)短程硝化反硝化。Sharon工藝成功應(yīng)用于荷蘭Dokhaven和U-trecht污水處理廠污泥消化液處理,脫氮率高于90%。
　　
　　污泥減量處理成行業(yè)熱門，相信污泥水處理問題也會(huì)得到更多的重視。污泥濃縮、消化、脫水環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的污泥水，濃縮脫水和厭氧消化污泥水具有SS含量高、氮磷含量高、脫氮除磷碳源和堿度相對(duì)不足的特點(diǎn)。化學(xué)混凝能夠有效去除污泥水中的SS和總磷,根據(jù)污泥水水質(zhì)確定合適的混凝劑和成本低廉的除磷劑是今后的主要研究趨勢。