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未来污水处理情境下
污泥问题的变化趋势
王洪臣
中国人民大学
低碳水环境技术研究中心
环境学院
二零一五年五月
未来污水处理情境下
污泥问题的变化趋势
(一)污泥处理处置困难的本质原因
(二)未来污水处理情境下污泥问题的变化趋势
未来污水处理情境下
污泥问题的变化趋势
西方国家七十年代末期全面开始污泥处理处置。
三十多年来,
在污泥处理处置以及资源化方面成果显著,
但污泥问题仍未根本解决。
中国则处于起步阶段。
世界范围内,污泥问题还没有解决。
未来污水处理情境下
污泥问题的变化趋势
美国年产 750 万吨干污泥;
欧洲年产 1000 万吨干污泥;
中国年产 500 万吨干污泥;
全球年产 3000 万吨干污泥,折合湿污泥 1.5 亿吨。
偌大一个世界,这点污泥怎么就成了一个问题?
未来污水处理情境下
污泥问题的变化趋势
1.5 亿吨无机物(渣土)?不难;1.5 亿吨有机物?也不难。
难在:是含有1.5 亿吨高比例的 “活性有机物”,活性污泥!
这些活性污泥,减容难、稳定化难!
减容:难以浓缩、难以脱水、难以干化(50% - 55%的粘滞区)
稳定化:厌氧消化、好氧发酵,稳定化程度低。
未来污水处理情境下
污泥问题的变化趋势
活性污泥是以活细胞形态存在的
有机物-水的特殊水和结构:
自由水(free):不受固体颗粒影响。
束缚水(bound):受到束缚。
间隙水(interstitial ):絮体间毛细作用束缚的水;
表层水(vicinal):絮体粘滞力束缚的水;
结合水(hydration):结构水、内部水、细胞内部水。
污泥中存在大量活细胞。大量水分和有机物都被 “吸附”在细胞外、或
“包裹”在细胞内,导致脱水难、不易降解,成了污水处理的 “累赘”!
未来污水处理情境下
污泥问题的变化趋势
活性污泥法污水处理过程,产生了活性污泥。
未来污水处理情境下
污泥问题的变化趋势
1914年4月3日,Ardern 和 Lockett 在英国皇家化学学会年会上宣读
了论文 《无需滤池的污水氧化试验》,被认为是活性污泥法正式诞生。
未来污水处理情境下
污泥问题的变化趋势
此后,Ardern 和 Lockett 又在化工学会会刊陆续发表了3篇论文,
系统论述了活性污泥法。
Ardern, E., Lockett, W.T. (1914a) Experiments on the Oxidation of
Sewage without the Aid of Filters. J. Soc. Chem. Ind., 33, 523 .
Ardern, E., Lockett, W.T. (1914b) Experiments on the Oxidation of
Sewage without the Aid of Filters, Part II. J . Soc. Chem. Ind., 33, 1122.
Ardern, E., Lockett, W.T. (1915) Experiments on the Oxidation of
Sewage without the Aid of Filters, Part III. J. Soc. Chem. Ind., 34, 937.
这些文章均指出:活性污泥法处理污水效果好,
但留下了难以处理的活性污泥! 时至今日,仍是问题!
未来污水处理情境下
污泥问题的变化趋势
活性污泥法还将服务下一个百年吗?
目前,世界同时面临着水污染、缺水、气候变化、能源危机以及资源枯竭等许
多危及人类社会可持续发展的重大问题,而污水处理与这些人类社会重大问题
密切相关。必须看到,人类社会可持续发展对城镇污水处理存在多目标要求:
提高出水水质,满足水污染控制和水资源可持续循环利用的需要;节能降耗、
控制碳排放,实现低碳污水处理;开发污水潜能,提高能源自给率,并逐步实
现清洁能源的净输出;回收有机和无机资源,实现资源的循环利用。但是,活
性污泥法实现污水处理功能是以高能耗为代价,这些能耗被用于为微生物供氧
分解污水中的有机物,而这些有机物本身却是能量载体。因此,活性污泥法被
形象地表述为“以能量摧毁能量”的技术,也是“减排水污染物、增排温室气
体”的技术。
基于以上分析,虽然活性污泥法还会惯性地为人类继续服务,但我们有理由认
为,它不
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