國足出線讓所有國人激動了一把，曾經(jīng)國足贏一場或平一場就出線仿佛就是一句讖語，讓多少人夢碎。而這次國足王者附體，終于提前鎖定出線，對于一位偽球迷來說，也是激動了一把，可以看出，我國“中國夢”在逐漸的實施，而“藍天保衛(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，并非沒有污泥排放，而是污泥排放量達到一種達標狀態(tài)。本文將對污泥零排放工藝案例進行著重分析。
　　
　　一、成因分析
　　
　　形成“零污泥排放”的主要原因為：有機負荷非常低，微生物在曝氣池內(nèi)長期處于內(nèi)源呼吸，增長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)無剩余污泥排放的表象。表1為2個基本無剩余污泥排放的生物處理工程實例數(shù)據(jù)分析。
　　
　　表1基本無污泥排放生物處理工程實例
　　
　
　　
　　由Monod有機底物降解與微生物增長動力學(xué)方程得：
　　
　　△X＝Y(jié)(So-Se)Q－KdVXv(1)
　　
　　△X—每日增長的揮發(fā)性污泥量(VSS)，kg/d；
　　
　　(So-Se)Q—每日有機底物降解量(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污泥負荷Nrs表達式為：
　　
　　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，對于某一確定的污水，其So、Se、Q、Y、Kd相應(yīng)確定，增長污泥量是污泥負荷Nrs的函數(shù)。以生活污水為例，取Y＝0.58，Kd＝0.075d－1,當進水BOD5濃度So＝200mg/L，出水BOD5濃度Se＝20mg/L，處理流量Q＝600m3/d，其增長揮發(fā)性污泥量為：
　　
　　△X＝108（0.58－0.075/Nrs）
　　

　　其增長污泥量與污泥負荷之間的關(guān)系如圖1所示。

　　
　　式(3)中，當Y≤Kd/Nrs時，表明增長的微生物量與微生物內(nèi)源呼吸減少量相等；但微生物通過內(nèi)源呼吸，理論上被氧化成無機物的極限值為80%，仍有20%為不能分解的殘留物質(zhì)，再加上進水攜帶入的無機性固體與不可生物降解有機物，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，系統(tǒng)顯示出無污泥排放的表象。
　　
　　以表1某印染廠為例，類似印染廢水[1]試驗得到Y(jié)＝0.74，Kd＝0.053d－1,其增長揮發(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，則全部污泥增長量為：
　　
　　△X’＝47.12/0.75＝62.83kg(MLSS)/d；
　　
　　相應(yīng)地出水攜帶出的SS為：
　　
　　△X”＝1900×(21～46)×10-3
　　
　?。?9.9～87.4kg(MLSS)/d；
　　
　　理論計算污泥增長量與出水帶出的SS量基本相近。系統(tǒng)從表象上顯示出無污泥排放的現(xiàn)象。
　　
　　同樣，以表1某生活污水處理站為例進行分析。據(jù)有關(guān)研究，生物接觸氧化法BOD5負荷在1.0kg/(m3.d)以下時，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)地出水攜帶出的SS為：
　　
　　△X”＝600×(18～45)×10-3
　　
　?。?0.80～27.0kg(MLSS)/d；
　　
　　理論計算污泥增長量與出水帶出的SS量也基本相近。
　　
　　二、技術(shù)經(jīng)濟分析比較
　　
　　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行厭氧消化后脫水；對小型污水處理站，活性污泥法或生物接觸氧化法工藝運行中產(chǎn)生的增量污泥，可以進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行比較分析。
　　
　　2.1工程費用
　　
　　采用普通活性污泥法(為比較分析簡化，不考慮脫氮除磷因素)，BOD5污泥負荷為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；低負荷活性污泥法BOD5污泥負荷為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用測算見表2。
　　
　　表2不同污泥減量與處理方案的工程費用測算（萬元）
　　
　　
　　
　　1)低負荷工藝仍有少量污泥排放，故仍需建污泥池。
　　
　　2)曝氣池土建費用以550元/m3容積計，因供氧增加的鼓風(fēng)設(shè)備投資增加量未計入。
　　
　　從表2可見，采用低負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用。以城市污水處理廠常規(guī)1100元/(m3.d)工程造價估算，整個工程費用方案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行成本測算比較見表3。
　　
　　從表3可見，盡管低負荷工藝省卻了多項污泥處理費用，但其供氧電耗增加量很大，最終的運行費用還是明顯超過了普通負荷工藝。
　　
　　表3不同污泥減量與處理方案運行成本測算（元/d）
　　
　　方案 濃縮 消化 脫水 填埋 運輸 供氧 污水處理合計(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地；方案3曝氣池占地面積較大，但總體上低負荷工藝占地面積更大。
　　
　　管理上，方案3最簡單，它省去了管理要求嚴格的污泥厭氧消化工藝，降低了運行管理要求。
　　
　　污泥處置上，方案3避免了尋找污泥處置場地以及組織運輸?shù)倪^程，使污泥處置過程簡單化。
　　
　　三、適用范圍及技術(shù)進步探討
　　
　　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，而且從運行管理上而言也較困難；另一方面，由于規(guī)模小，采用低負荷工藝增加的投資和運行費用絕對值較低，經(jīng)濟上實際增加的負擔有限，而在管理上能克服諸多困難，使處理設(shè)施能有效運行。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)的管理水平來確定。規(guī)模小、增量污泥少、企業(yè)管理水平較薄弱時，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，則會較大地增加工程投資與運行費用，經(jīng)濟上的可行性較差。
　　
　　3.3污水處理廠
　　
　　污水處理廠由于規(guī)模較大，又有專業(yè)的管理力量實施科學(xué)管理，顯然采用此工藝會較大幅度增加工程投資與運行費用，根據(jù)中國的國情，是欠合適的。除非在污泥出路特別困難的場合可以考慮采用。
　　
　　3.4技術(shù)進步
　　
　　據(jù)報道，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率，從而達到低剩余污泥排放量，這一類型的工藝有待于一定規(guī)模的工程實踐。另外有報道，對某些特定類型的有機廢水，通過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)濟合理的情況下實現(xiàn)基本無剩余污泥排放。因此，隨著技術(shù)進步，研究技術(shù)可行、經(jīng)濟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。
　　

　　國足都進球了，中國夢在一步步的實現(xiàn)。而我們的藍天白云計劃也在緊密進行中。2019中央將進行二次環(huán)境督查小組，相信企業(yè)對于污泥的重視度也越來越高。