SPT原位消减生活污水污泥产量技术的应用与探讨

苏振宇+卓陈雅+郑东丹+林荣斌

【摘 要】本文简单的介绍了当前我国污水处理和污泥产量居高不下的现状。针对此现状提出了一种SPT原位消减生活污水污泥产量的技术。该技术通过构建一个小型的人工生态系统来处理生活污水，从而在源头上控制污泥的产生。结果表明，通过一定条件的控制，在保证污水达标排放的前提下，系统污泥的排放量基本能做到零排放。在一定程度上，为我国城镇污水的污泥减量提供一个新的方法。

【关键词】 原位  污泥降解  生态系统

随着国民经济和科技水平的发展，城市污水的处理率逐年提高，城市污水处理厂的污泥产量也急剧增加[1]。据有关数据显示2010年，城市污水处理能力已到达1.22亿m3，城镇污水厂已达2600多座，十二五期间污水处理能力还将增大900万m3，在建和增建的城镇污水处理厂达1800多座。同样我国污泥产量现状：以含水量80%计算，2003年时我国污泥产量已达到1280万t/年[2]。目前我国城市污水处理厂每年排放城市污泥约为180万t（干重），并以年增长率>16%的速度递增[3]。根据广东省环保厅数据显示，仅广东省2010年全省污泥日产生量达8000t，全省城镇污水处理厂污泥产生总量约为216.4万t。按照预测，到2020年我国污泥产量将突破6000万t[2]。污泥中含有大量的氮、磷等营养物质以及有机物、病毒微生物、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质，所以如此庞大的污泥产量如果不经有效的治理，将对环境产生严重的危害。

我国污泥处理处置的总体目标是实现污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化。常用的处置方法有：堆肥、焚烧、低温热解、填埋。但这些技术均是对污泥进行末端治理，且处理和处置的成本高，及二次污染等。基于此笔者介绍了一种利用生态学原理原位消减生活污水污泥产量的方法。它能从源头控制污泥的产生，且能耗低，运行费用省、无二次污染为解决我国城镇污水的污泥处理和处置提供新的方法。

1 原理

SPT机器原位消减生活污水污泥产量技术是依据生态学原理和热力学第二定律，模仿水生生态系统。在一个特制的方型设备内，构建一个具有不同生态位的菌、藻、原生动物（轮虫）及后生动物（如线虫）组成的较长生物链。同时在设备内部通过不同的空间结构分割，添加特制的比表面积大的多螺旋载体填料，来吸附生长的生物膜使污泥停留时间延长，促进形成更长食物链的微生态系统[4]。由于低效的生物转换，能量在从低营养级（细菌）向高营养级（原水动物和后生动物）的传递过程中会发生损失。所以人工构建较长的生物链促进了物质循环和能量流动，理想状况下实现了能量损失最大生物产生量最小。加速了污水中污染物和污泥的消化分解，生活污水从原来的“末端处理”转变成了“源头控制”[5]。

2 试验材料与方法

2.1 试验设备与基地

试验设备SPT机器由赛特环保有限公司自主发明。试验基地选取了珠海市莲洲镇莲江村、广州市萝岗街迳子村、中山市凯茵新城别墅区三点。对这三个试点的水环境进行详细的调查和分析后，发现处理前的生活污水水质富营养化程度高，发黑发臭，常常未得到有效处理便排放到自然水体，污染周围环境，急需得到有效的污水处理。

2.2 试验方法及测试项目

2.2.1 试验方法

选取三个生活污水试验点（珠海，萝岗，中山），每个试验点都装上SPT机器。生活污水不经加药处理，直接经潜水泵按0.4m3/h流量抽到试验装置中，作为营养液。污水净化前期，设备内部需花一周时间曝气驯化培养从而创立一个多相生物流化床，建立多元化的微生物生态系统。待机器内生态系统稳定后，既可按0.4m3/h进水流量进行全天24小时连续不断处理生活污水，月处理可达到300t左右。经系统处理的水检测达到合理排放标准后排入自然水体。试验过程每个月定期抽取进出水样，送往赛特检测有限公司检测水样中的总磷，氨氮，COD，和SS指标。每个月的月末进行一次系统污水残渣排放量测定并记录数据，工艺流程见图1。试验于2014年4-9月进行，历经6个月。

2.2.2 测试项目的方法

排渣量测定：通过每个月定期排放残渣水，然后过滤烘干称重计算排渣干重;水质悬浮物，化学需要量，总磷，氨氮的测定分别利用国标（GB11901-89）;国标（GB11914-89）;国标（GB11893-89）;国标（GB7479-87）。

3 结果与讨论

3.1 残渣排放量

三个试验点每个月的SPT系统排放的残渣干重数据如图2，从图上可以看出运行过程中每个试验点排放的残渣干重量变化浮动较低，且都能维持较低排放水平。按进水流量0.4m3/h计算，莲江村，迳子村，和雅居乐三个试验点，每个月平均处理生活污水水量300t左右，其中残渣干重平均排放量分别为9.41g，10.1g，9.6g。换算成处理一万吨污水处理量，总共的排渣干重也只有300g左右，与污水厂处理一万吨废水污泥产生量平均值2.7t（干重）相比基本达到了零排放。

3.2 进水和出水的水质变化情况

在实验期间，每个月对三个试验点处理的进出水定时检测，监测处理的水是否达到排放标准。监测的结果表明三个试验点处理后的排放水均达到了GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A类标准。表1展示的是莲江村6个月的检测数据，从表中可知实验期间该方法对污水中各相关指标去除率高，且稳定。出水达到了GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A类标准。其中尤以SS和COD的去除率最高能分别都能达到90%以上。做到了处理水不经沉淀直接就可以排放的污水处理技术，处理工艺省去污水处理厂中的二层池和剩余污泥处理设施，从而减少了污水厂的占地就面节省了剩余污泥的处理费用。

4 影响因素

4.1 温度

不同季节生活污水的水温不一样，而水温是影响污水处理的一个重要因素。生态链中各种生物的生长及相应的代谢情况都与温度的变化息息相关。从图2可以看出在6个月的处理过程中水温的变化浮动不大基本保持在25℃到29℃，这可能与试验基地的地理位置有关。珠海地处中国华南地区，一年当中较长的时间气候温暖。所以在寒冷地区低温条件下，需增加保温装置。