剩余污泥减量化与资源化应用研究

尹逸龙 徐约珥 王重阳

摘 要：我国剩余污泥量非常大，有效利用存在诸多难题，挥发性脂肪酸（VFA）是剩余污泥厌氧发酵的重要产物，也是一种有极高利用价值的有机碳源。本文主要阐述了剩余污泥中微生物厌氧消化的过程及产物和参与厌氧消化反应的微生物情况，总结了处理剩余污泥的方法，指出资源化处理剩余污泥的重要性，并对污泥高温条件下产生的VFA浓度数据进行了分析，最后对城市的剩余污泥处理方式进行探讨和展望。

关键词：挥发性脂肪酸;剩余污泥;微生物;厌氧发酵;影响因素

中图分类号：X703    文献标识码：A   文章编号：1003-5168（2021）21-0083-03

VFA Production by Anaerobic Digestion of Excess Sludge

YIN Yilong    XU Yueer    WANG Chongyang

（School of Henan University， Miami College， Kaifeng Henan 475004）

Abstract： There is a large quantity of excess sludge in China and it is very difficult to be effectively utilized. Volatile fatty acid （VFA） is an important product of anaerobic digestion of excess sludge. Also it is a source of organic carbon with high utilization value. This thesis mainly expounds the process and product of microbial anaerobic digestion in excess sludge， the species of microbial which participate in anaerobic digestion reaction process. Summarizes the treatment methods of excess sludge， the importance of resource treatment of excess sludge， analyzing the concentration data of VFA produced by the excess sludge under high temperature conditions. Take the prospect of the treatment methods of excess sludge.

Keywords： VFA; excess sludge; microbe; anaerobic digestion; influencing factors

如今，我国城市发展迅速，城市污水量不断攀升。为保障日益增长的城市污水得到及时有效处理，各城市污水处理厂数量不断增加。截至2016年，我国废水产生量已经超过784亿t[1]。活性污泥作为污水处理中的重要成分之一，我国目前大约90%的污水处理厂使用的污水处理工艺是与活性污泥法相关的。研究表明，活性污泥法可以经济有效去除污水中的杂质（如BOD，N，P等），但随着活性污泥处理量的增加，势必会产生大量富含微生物及相关营养组分的剩余污泥。据统计，预计到2025年，我国剩余污泥年产量将突破6 000万t[2]。这些富含大量微生物及营养物质的剩余污泥，如处置不当，势必导致严重的二次污染，产生直接或潜在的环境危害。

同时，剩余污泥具有一定的生物毒性。如果把剩余污泥当作肥料直接进行施用，将导致农作物产量的减少。此外，剩余污泥中还含有很多有害成分，如病原菌、某些寄生卵和重金属等，有的还含有很多难以降解的有毒有害物质和致癌物质[4]，如多氯联苯、二噁英等，如剩余污泥堆放和处置不合理，將导致有毒有害污染物的泄露，从而引发严重的环境污染问题。

需要指出的是，剩余污泥的含水量普遍较高，成为剩余污泥处理处置的一大困难，导致处理费用较高的原因之一。在剩余污泥处理工艺中，污泥的处理和清理费用占了总污水处理费用的40%～60%。剩余污泥本身具有高浓度的有机质，如果得到合理的处理处置和资源化利用，使之变废为宝，既降低了污水处理的成本，又可获得一定的效益。截至目前，剩余污泥处理处置研究，主要围绕“减量化”和“资源化”两方面展开。其中，减量化包括破解技术、热解处理、化学和热化学水解、电处理、添加酶制剂的酶水解等技术;资源化包括热解制油、厌氧消化、MFC等技术。目前，剩余污泥资源化处理技术仍处于小试阶段和实验室研究阶段，尚未得到工业化处理大规模应用。

1 剩余污泥减量化和资源化处理技术

1.1 国内剩余污泥处理技术现状

随着我国城市新建污水处理厂数量的增加，污水处理过程所产生的剩余污泥量连创新高。目前，采用浓缩、消化、脱水、干化等工艺处理后再利用焚烧和填埋等方法，是我国处置剩余污泥的通常方法[3]。在此过程中，大多采取简单焚烧等处理，这种非资源化处理处置，不仅浪费了大量人力、物力和财力，污染了环境，而且还浪费掉污泥中大量有价值的物质，致使有效利用率偏低。随着科技发展和时代进步，人们对剩余污泥进行减量化、稳定化、无害化处理越来越重视，资源化回收利用获得更广泛应用。同事，通过现代化机械和生物化学方法有机结合，优化污泥处理、处置系统，探索高效、经济处理模式。

1.2 剩余污泥的减量化处理技术