一般來講，為了不造成環(huán)境的二次污染，需要在污水處理的二級(jí)處理之后添加一道污泥處理工藝。污水處理的目標(biāo)通過把水中雜質(zhì)濃縮成固體形態(tài)再從流體中分離而實(shí)現(xiàn)。這種濃縮質(zhì)變稱為污泥，因包含了大量的有害物質(zhì)，需要妥善處置。污泥處理設(shè)備大約占污水處理廠的40%-60%基建投資，污泥處理則占50%左右的處理費(fèi)用，同時(shí)也造成了和其經(jīng)濟(jì)費(fèi)用不成比例的處理難度。
首先，原污泥通過污泥泵由二沉池打到另一個(gè)池子中從而和上清液分離。因?yàn)樵勰嗟暮释ǔＤ苓_(dá)到99.5%，所以污泥必須濃縮，有多種可行的方法用于減少污泥的體積。例如真空過濾和離心等機(jī)械處理的方法通常用于將污泥以半固體形式處置之前。通常這些方法是污泥焚燒處理的準(zhǔn)備工作。如果計(jì)劃采用生物處理，則多數(shù)才用重力沉降或者是氣浮的方法進(jìn)行濃縮。這兩種情況所對(duì)應(yīng)的污泥仍然是流態(tài)的。
重力濃縮池的設(shè)計(jì)和運(yùn)行類似于污水處理中的二沉池。濃縮功能是主要的設(shè)計(jì)參數(shù)，為了滿足更大的濃縮能力，濃縮池基本上比二沉池要深。一個(gè)設(shè)計(jì)正確，運(yùn)行良好的重力濃縮池至少能提高兩倍的污泥含泥量。也就是說，污泥的含水率可以有99.5%減少到98%，或者更少。這里值得一提的是，重力濃縮池的的設(shè)計(jì)要盡量基于中式結(jié)果的分析，因?yàn)楹线m的污泥負(fù)荷率與污泥的屬性的有很大關(guān)系的。
如果采用溶氣氣浮濃縮，需要有一小部分的水，通常是二沉池出水，在400kPa的壓力下充氣。這種過飽和的液體通入罐底，而污泥在大氣壓下通過。氣體以小氣泡的形式和污泥中的固體顆粒黏附，或則是被包圍，從而帶動(dòng)固體顆粒上浮到表面。濃縮了的污泥的上部被除去，而液體由底部流回溶氣罐充氣。
體積減少后，污泥中含有大量的有害成分，在處置之前需要將之轉(zhuǎn)化為惰性成分。zui常用的方法是生物降解穩(wěn)定。因?yàn)檫@個(gè)過程目的在于將物質(zhì)轉(zhuǎn)化為zui終無菌產(chǎn)物，所以常應(yīng)用消化的方法。污泥消化既能進(jìn)一步的減少污泥體積也能使所含固體轉(zhuǎn)化為惰性物質(zhì)并且大體的上沒有病菌。通過厭氧消化或好養(yǎng)消化都能達(dá)到污泥消化目的。
污泥含有多種有機(jī)物，因此需要多種微生物來分解。有關(guān)資料將厭氧消化中的微生物分為兩類：產(chǎn)酸菌和甲烷菌。所以，我們也能把厭氧消化分為兩步。*步，由兼性厭氧菌和厭氧菌組成的產(chǎn)酸菌通過水解作用溶解有機(jī)固體。接著溶解質(zhì)由發(fā)酵作用轉(zhuǎn)化為酒精和低分子量分子。第二步，有嚴(yán)格厭氧菌組成的甲烷菌將乙酸、酒精、水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。因?yàn)閮煞N菌群只能在無氧的環(huán)境下存活，所以厭氧消化的反應(yīng)器必須是密閉的。設(shè)計(jì)容器的時(shí)候同時(shí)也要考慮另外的一些因素，例如：溫度、pH值和混合物攪拌。
污泥也可以通過好氧消化穩(wěn)定。這種消化基本上只能用于可生化污泥而不能用于初沉池污泥，伴隨著二沉池和污泥濃縮池中污泥體積的減少，這個(gè)工藝需要不斷的鼓氣。好氧消化多應(yīng)用于深度曝氣系統(tǒng)。再者，好氧消化對(duì)環(huán)境條件不敏感，也不局限有流行變化。
污泥消化以后，污泥中的有機(jī)物能被去除并且能進(jìn)一步的減少污泥體積。接下來，污泥需要處置。多種方法可以用來有效的處置污泥。其中包括焚燒、衛(wèi)生填埋和用作化肥以及土壤改良劑。原污泥可以用來焚燒，可以有效地減少含水率。添加燃料可以用來引起和維持燃燒，城市垃圾也可能用來達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。原污泥和消化污泥也可以用衛(wèi)生填埋來處置。污泥的土地應(yīng)用實(shí)踐了好幾年，而現(xiàn)在只限于處理消化污泥。污泥的營(yíng)養(yǎng)成分有利于植物成長(zhǎng)，而其顆粒特性可用于土地改良。這些應(yīng)用局限有飼料作物和非人類消費(fèi)，而運(yùn)用于支持可食用植物的可能性正在研究中。污泥土地應(yīng)用的主要限制因素為植物富集金屬毒性和水體富營(yíng)養(yǎng)污染。污泥的應(yīng)用可通過在流態(tài)時(shí)由噴淋器噴淋、溝渠導(dǎo)流或直接注入土壤。去水污泥可以由傳統(tǒng)農(nóng)用機(jī)械鋪設(shè)在土地之上在和培養(yǎng)土壤。
上述文字指的是一般污泥的處理。因?yàn)槲勰嗄茉斐森h(huán)境的污染，所以我們需要盡zui大的努力使之無害化。現(xiàn)在，很多導(dǎo)致類型污染的具有不同特性污泥正在研究中。在本文中，我將敘述一種來自于人類產(chǎn)油和石油工業(yè)的污泥，這個(gè)代表性污泥稱之為含油污泥。
大量的污泥產(chǎn)生，而這種污泥中含有相當(dāng)大量的油，必須在zui終處置之前將之去除。煉油廠產(chǎn)生的污泥不能被安全的處置，除非將其含油量去除到一定程度。此外，在煉油廠的油水分離系統(tǒng)和儲(chǔ)油罐中因?yàn)楹驮系睦鄯e而產(chǎn)生的污泥的處理費(fèi)用很高，并且對(duì)環(huán)境造成很嚴(yán)重的污染。石油是一種疏水混合物例如：烷烴，芳香烴，樹脂和瀝青。許多化合物是有毒性的，致突變的和致癌的。它們的排放的受到嚴(yán)格控制的，因?yàn)樗鼈儗?duì)人體健康和環(huán)境的負(fù)面影響，它們被美國(guó)環(huán)保部門分類并列為環(huán)境污染物優(yōu)先。
有很多種方法可以用來處理含油污泥。化學(xué)和物理的方法例如：焚燒、氯氧化、臭氧氧化和燃燒，生物的處理方法例如：生物修復(fù)、傳統(tǒng)堆肥法等等。現(xiàn)在，隨著技術(shù)的發(fā)展，含油污泥的低溫冷處理和生物修復(fù)成為了兩條有效的處理途徑。
低溫冷處理技術(shù)作為一種物理的處理方法能有效地增加污泥的脫水性質(zhì)，改變絮凝劑的結(jié)構(gòu)形式并減少污泥周圍的水含量。比較那種“初沉降”，冷處理能夠除掉溶液中的雜質(zhì)，因此達(dá)到更好濃縮目的，zui近就是在討論冷處理的這種好處。據(jù)我們所知，現(xiàn)在的資料中沒有討論冷處理技術(shù)來分離油泥中的油的可行性。但是，如果在自然條件允許的許多國(guó)家里，冷處理技術(shù)提供了一種有效的處理含油污泥的處理和處置的方法。
通過比較常規(guī)方法處理和冷處理之后污泥，我們可以發(fā)現(xiàn)，冷處理之后的樣品上面浮了一層油。zui后我們可以發(fā)現(xiàn)試管中分三層：zui上面的一層是清的浮油，底層是一層深色的沉降物，中間一層是清水。原始的污泥經(jīng)過24小時(shí)的沉降，可以看見上浮液和底部沉降物，但是沒有可見的油相。通過上面的敘述的現(xiàn)象揭示了簡(jiǎn)單的冷處理能有效分離油泥中的油。
物理化學(xué)的方法可以用來處理油泥，但是費(fèi)用卻是很高的。堆肥和通過接種降解油類菌種或激活原有生物進(jìn)行生物修復(fù)被看為兩種經(jīng)濟(jì)的方法來對(duì)付油污染。堆肥有些看得見的優(yōu)點(diǎn)例如：基建和維護(hù)費(fèi)用低、設(shè)計(jì)和運(yùn)行簡(jiǎn)單并能去處部分的油。然而，堆肥處理基本上不能達(dá)到現(xiàn)在環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)了。
油泥中含有的大部分油是難于生物降解的。很多研究證明了生物修復(fù)對(duì)含油土壤的處理，但是只是針對(duì)含油量高的污染物。大部分實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，而行業(yè)應(yīng)用的很少。生物修復(fù)才剛剛開始，這個(gè)意味著的處理技術(shù)。
一個(gè)關(guān)于油泥處理的研究于2004年在中國(guó)進(jìn)行。添加生物添加劑的生物修復(fù)法和傳統(tǒng)的堆肥進(jìn)行對(duì)比。含油污泥和油污染的土壤取之于油田。干污泥的總碳?xì)浠衔锖繛?27.7 －371.2 g·kg-1，和油污染的土壤的總碳?xì)浠衔锖繛?51.0 g·kg-1。在運(yùn)用添加劑之前，在污泥和土壤中添加不同比例的秸梗、木屑、沙子和純油并混合均勻。這些污泥和土壤組分用來無控制處理和通過激活原有微生物處理。而在堆肥中，糞肥和木屑添加到污泥中，總碳?xì)浠衔锖繛?01.4 g·kg-1。生物添加劑每2周用一次，而實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度下持續(xù)56天。污泥每3天加水?dāng)嚢枰槐椤Ｔ谔砑?次生物添加劑以后，含油污泥和土壤中的總碳?xì)浠衔锖拷档?6-53%，在激活原有微生物法處理后，總碳?xì)浠衔锖拷档?3-23%，無控制處理則沒有油的降解。通過堆肥，則含油污泥中總碳?xì)浠衔锖拷档土?1%。上述現(xiàn)象表明，生物修復(fù)可作為一種有效同樣經(jīng)濟(jì)的方法處理含油污泥的方法。
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