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科技之光|污泥“大胃王”炼成记

2016-12-05 央视科教 央视科教

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  随着城市人口的增加和工农业生产的发展,污水排放量日益增加,水体污染愈发严重。其中的固体垃圾和处理产生的污泥,更是多得惊人,而且至今没有完美的解决方案。不过看到这可能你会问了:“污泥”难道不算固体垃圾吗?怎么就难处理了呢?别急,往下看你就知道了。

  污泥是什么,又是怎样产生的呢?原来,污水在处理过程中,要先用转轮分离除去固体废物,再进行生物处理,这个过程有三个阶段:厌氧处理、缺氧处理、好氧处理。经过生物处理的污水会产生大量微生物和有机质,也就是污泥。这时候污泥和水还是混合的,需要经过巨大的圆池进行沉淀,然后才能进入消毒系统,最后排放。目前,国内的污水处理水平和工艺都可以达到国家要求,但最难处理的就是污泥,要把沉淀分离出来的污泥和之前的固体泥沙进行混合、脱水、压成泥饼,才能出厂。

  但这些污泥无法直接利用,常规处理方法就是填埋或焚烧,多数污水处理厂都会选择填埋,因为填埋的成本是最低的。可是,随着污水处理量的增加,污泥的产生量也在不断加大,填埋的方法已经快要行不通了。以前污泥的成本费用将近一百块钱,今年随着土地资源的大量占用,填埋费用翻升,以后还会有不断提升的趋势。而且能够填埋污泥的地方也越来越少,继续这样填埋下去,用不了几年就能填满一座小的城市。污泥处理已经刻不容缓,全国都在做着不同的尝试。

  中山大学环境学院的孙连鹏教授一直在研究这方面课题,经过十多年的实验,他终于找到了一种效果较好方法,从源头控制污泥产生的量。他认为既然微生物的增长繁殖产生污泥,那么如果能找到一种长得比较慢但是污染物去除效果比较好的微生物,那就比较合适。假如这种微生物占了主导地位,污泥产生量自然会少下来。所以说我们的污泥“大胃王”并不是真正“消化”污泥,而是通过“节食”达到了“减肥”效果。

  这种方法可不可行呢?我们先到实验室看一看。学生配制出了水质接近生活污水的实验用水,分别加入两个污水处理系统中。这两套系统就是模拟污水厂的污水处理流程而建造的,而二号系统加了特制的厌氧反应器,可以自动调整溶液酸碱度和氧化还原电位,营造最适合慢速微生物增长的环境。

  两桶污水依次进入厌氧、缺氧跟好氧系统,也就是通常所说的生物处理。二号系统中一小部分污泥回流到特制的厌氧反应器。在厌氧反应器里,一部分微生物因为经过交替厌氧跟好氧环境,就成为了慢速增长微生物。

  这套工艺真的能减少污泥排量吗?孙教授分别在两套系统的排泥口取出等量的污水。经过10分钟的沉淀,我们可以很清晰地看出,从2号系统取出的样本污泥量明显较少。也就是说,在实验阶段,增加了厌氧装置的2号系统完全可以达到从源头减少污泥的目的。

  那么,经过改良系统处理的污水,能达到国家要求的排放标准吗?经过检测,1号系统的出水氨氮浓度为每升0.01毫克,2号系统为每升1.02毫克,均达到国家一级A,即每升5毫克的标准。

  目前,这个工艺可以让污泥的量从源头产生时就减少30%-70%,但这只是在实验室的效果。为了验证这项技术的实际应用效果,孙教授把他的厌氧罐扩大之后搬到了佛山的污水厂。两年时间下来,它已经为这座污水厂减少了2000多吨污泥,足足减量27.8%。

  然而,污泥减量百分之三十是方法,剩下的百分之七十如何处理才是目标。污泥也是一种资源,单纯填埋既占用土地资源,也浪费资源。次生危害一直是环保工作中的难题,很多人都在着眼于回收再利用。如何有效综合利用这些废弃的资源,在未来将是我们环保工作者们探索的主要方向。

科技之光

《为“泥”减压》

播出时间:12月5日 16:43 

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