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摘要：随着现如今社会的不断飞速发展，城市经济建设的不断进步以及人们生活品质的不断提升，接踵而来的就是城市污水量的直线上升，如对城市污水没有做到及时处理，其内部蕴含的大量有机物、细菌病毒等有害物质就会对人们的日常生活甚至人体健康造成影响。污泥减量化技术作为城市污水处理中常使用的技术处理方式，能够对城市污水中的含泥量有效的控制在合理范围。基于此，本文首先对现今城市污水处理现状进行阐述，进而分析污泥减量化技术。最后探讨污泥减量化技术在城市污水处理过程中的具体应用，以期为日后的城市污水处理提供帮助。

关键词：城市污水处理；污泥减量化技术；技术应用

引言：

我国的水资源相当富裕，与民众生活与经济发展密不可分的一部分，随着社会进步，水资源在城市发展中扮演了极其关键的角色。时至今日，都市居民数量逐渐攀升，工业化进程更是快速展开，致使城市污水的释放量持续上升，进而引发了水环境的污染和水资源的缺少，随着民众对生态保护关注度不断提升，探索一种既安全又高效的处理技术成为众人紧密关注与研究的议题。水资源作为极其关键的一环，它的质量对居民的健康生活和资产安全产生直接的作用，故我们务必要妥善解决水资源中的污水治理问题。目前，环境污染问题受到全球范围的高度重视，各国正根据本国实际情况，研究并推行最适合本土的污泥管理和处理技术。所谓污泥，指的是在使用化学方法、物理方法或生物方法处理污水时形成的沉降物、浮渣及粒状物。这种物质通常呈现为介于固态和液态之间的黏稠状，可通过泵来转移，但无法仅凭沉降作用实现固液分离。污泥中的悬浮物含量常在1%至10%之间，且由于处理污水和固体的方法不尽相同，导致不同来源的污泥性质差异显著。污泥的种类繁多，其分类亦相当繁琐。

1.城市污水污泥概述

在污水处理过程中，众多沉积物质形成，涵盖了固态颗粒、漂浮物、细菌微生物、胶质物等物质集合在一起成为污泥。通常污泥的生成量巨大，一般是处理水总量的0.3%至0.5%。污泥的主要来源包括：首先是来自初沉池的初沉污泥，通过物理方式将可沉降的固体分离出来，其固体物质的总质量比例大约在2%至7%之间。其次是浓缩后形成的二级沉淀污泥，该污泥由泥水分开过程中形成，含有大量微生物增长的产物和难以降解的惰性有机物，其总固体含量一般介于0.5%至1.5%之间[1]。第三类则是由化学物质（比如磷）或悬浮物质沉降形成的化学污泥。举化学除磷过程为例，该过程需要添加一些盐类化学品，这将额外增加约15%的污泥量，且化学污泥的特性将依据所加入的凝结剂种类而有所不同。第四类是所称的“三种泥”，它指的是来自石油化工厂废水处理厂的含油污泥、气浮污渣，以及剩余的活性污泥。这些含油污泥和气浮污渣含油量相对较高且黏度大，并不容易自行沉降和浓缩以及进行脱水处理；另一方面，含有众多活跃微生物的剩余活性污泥则沉降效果良好，较为容易进行浓缩和脱水作业。

因富含有害化学成分，污泥同样被归类为有害废料。评估污泥品质的重要参量包括：水分含量、有害成分、热值、消化能力、灰分比例等。新产生的污泥，其含水量通常在98%至99%之间，体积庞大，不便于立即处理，故而需经过浓缩、消化、去水等基础预处理步骤，如此便可显著缩减其体积。若将水分含量高达99%的污泥通过浓缩和脱水作业降低至80%的水分含量，它的体积能够减少至初始体积的1/20。在大多数情况下，水分含量超过85%的污泥呈现为液态流动的形态；当水分含量介于65%至85%区间，污泥将展现出类似于塑料的可塑性质；水分含量下降至60%以下时，污泥转变为固态；一旦水分含量降至40%以下，污泥则变成粉状物质。

2.城市污水中污泥处理现状及原则

2.1污泥处理现状

在我国境内，污泥处理的经济性尚未获得有力与充足的保障，众多制造商持不愿亲力亲为的态度，对于斥资购买处理污泥所需的设备犹豫不决。鉴于此，诸多的重工业企业在污泥处理的流程中缺乏主动推进动力，无法独立进行创新以及全方位提升污泥处理技术。

2.2污泥处理原则

城市污水的成因涵盖了产业活动和市民家庭生活排泄的污水，这些污水中充斥着各类结构错综复杂的杂质[2]。持续的污水沉淀导致都市排水系统积累了大量的污泥，这对城镇的构筑和进展产生了负面效应。为了使污泥处置能够持续性地发展，并达到最大程度地资源化利用，在城市的污水处理过程中，必须坚持实施四大处理原则。

2.2.1污泥处理的减量化

在面对数量庞大或体积巨大的污泥时，处理它们会导致成本的上升。因此，城镇在处理污泥的过程中应当致力于减轻污泥产生的量，同时减少污水的释放，以此来减少污泥积累的总量。

2.2.2污泥处理后的稳定状态

处理城市污泥时，须确保其经过处理后物理和化学性质保持恒定，避免引起复苏活动或发生根本改变。如此处理的污泥就无须重复生物分解过程，也不会对生活环境带来进一步污染。

2.2.3确保污泥处理的无害化

处理污泥过程中，必须充分去除其中的毒害成分，从而确保处理后的微生物和病原体无法重新散播，维护群众的身体健康及生态环境安全。

2.2.4利用优质资源处理污水

在处理污水过程中，去除污泥内的所有有害物质至无害状态，转化为洁净土质，进而让地面充分摄取营养并维持土壤的肥沃。对于市政污水处理而言，首当其冲的是提升都市废水处理工艺，运用尖端技术有效回收污泥内的碳素与营养成分，大幅减少污泥处置的整体费用，因此，为了促进城市污水处理及其生产过程实现绿色可持续性发展，有关当事方需实施有效方略，加以回收并再利用污水所含的碳和养分。

3.污泥减量化技术分析

3.1臭氧接触技术

臭氧接触技术是污泥减量化技术的关键部分，鉴于臭氧这种极强的氧化性质，与污泥里众多的化学物质相遇后能产生直接或间接的化学反应。这种反应基于瓦解细胞外壁的前提，导致细胞内物质的释放，还可把水不溶的高分子物质降解为水溶性的小分子物质。数据分析表明，臭氧在对污泥执行直接氧化的情况占比超过30%，余下约60%的部分则是回流至曝气池中，由微生物吸收利用后分解。城镇污水的净化流程中，尽管臭氧接触技术带来一定益处，它亦不免缺陷，最主要的问题在于生成臭氧时耗能较大，并需提高通气量以确保氧化池达到预期氧化效果[3]。不过，实践经验表明，城市污水经臭氧接触法处理后，其积极效应是超越消极影响的。合理运用臭氧接触技术，不仅大幅减少了污水的污泥量，同时对于缩减污泥总量也有明显成效。

3.2代谢解偶联技术

污泥减量的关键技术之一，即代谢解偶联方法（见图1），涉及以代谢为总称的生物化学变化过程。这一过程包括分解代谢与合成代谢两大类，它们通常通过ATP与ADP的互相转换实现相互联系。然而，在一些特定条件下，例如温度不正常或重金属攻击等情况下，尽管氧化作用正在进行，ATP的大量合成并未发生，或者合成后很快以其他方式散发出去。因此，在这种情况下产生了分解与合成代谢的脱钩现象。解偶联作用主要分为能量型与物质型两大类。具体而言，其发生可以由以下几点因素引起：首先是干扰ATP形成的特定物质的介入；其次是能量积累过剩的情况；第三是生长环境温度不理想，尽管如此环境下仍能维持生长；第四是生物体非恒定的生长状态；最后是供体物质受到限制。应用代谢解偶联技术，微生物在分解底物过程中能降低能量转换效率，一方面维持其生理活动，另一方面减少产生的污泥数量，达到削减污泥量的效果。

3.3微生物净化技术

微生物强化技术构成了污泥减量技术中的一个重要环节。这种技术主要是针对微生物使用水体内的溶解性有机质作为营养源，进而分解那些难以溶解的有机物质。细菌增效即是在自然存在的微生物种群上进行优化提升，从而最大限度地利用其处理效能。换言之，有选择性地投放特殊菌群或引入基因优化后的菌种至处理系统，旨在提升微生物的密度与代谢功效。于是，在城镇污水净化程序中，采纳了利用微生物技术以提高效率，这使得微生物得以在城市废水中发挥其完整的再生处理作用。须知道，不同的微生物各具了特殊的功能，并且污泥成份多样，自然要以不同的微生物应对。因此，仔细筛选适宜的微生物加入至系统是关健，只有这样，才能确保微生物净化技术发挥出最优效用。

3.4酸碱及氯气

除了先前提到的三个主流污泥减量技术外，还包含了以下几个关键技术领域：一方面，应用氯来减轻污泥的量也能取得相似成效，这与运用臭氧在功能上略有交集。然而，尽管氯的成本相对臭氧更经济，它的弊端不容忽视，在使用中它可能带来污泥沉降性能的恶化、升高出水的化学需氧量并且可能激发起泡问题，因此，在城市污水处理过程中，使用氯需谨慎考虑。从另一个角度来看，无论是酸性或碱性的物质，这些在我们日常环境中所普遍存在的化合物，其作用本质上在于压制细胞的生命力，同时加速细胞膜的解体，以致释出细胞内的成分。这一过程不但便于有机生物膜对这些物质的摄取，而且有效地增强了处理过程的成效。

4.城市污水处理中污泥减量化技术应用

4.1代谢解偶联技术在城市污水处理中的应用

在城市污水处理领域，利用代谢解偶联技术需立足于对污泥减量的具体需求，综合评估微生物降解作用及生物合成过程的影响，进而推动污水处理过程中污泥量的有效降低[4]。要实现优异的成效，须充分利用代谢解偶联技术的潜力，具体做法包括：首先，遵循个案分析的原则，着眼于城市污水处理对污泥减量的具体需求，投放适当量的解偶联剂，在确保环保安全的前提下对其用量实行精准调控；其次，以提高城市污水处理效能为宗旨，优化好氧与厌氧沉积过程的应用，强化细菌的分解能力，旨在达到污泥减量的目标。

4.2臭氧接触技术在城市污水处理中的应用

城市污水管网通过恰当运用臭氧接触技术，能显著推动多个发展领域。其操作流程主要包括把部分待处理的污泥返回给曝气池，并且对剩余部分在臭氧的影响下进行净化，然后将净化后的残留物重定向至特定区域。据此分析，城市污水处理采纳臭氧接触技术后，显著推进了污泥减量的成效。为了臭氧接触技术的效果最大化，需实施如下策略：首要，鉴于制取臭氧所耗费的能量较高，必须精准控制臭氧的加入量保持在适合的水平，并在此条件下优化利用臭氧接触技术；次之，亦应优化臭氧添加的具体方式，以便臭氧接触技术在处理城镇污水方面发挥最佳效用，进而驱动整体水平的提升。

结语

将污泥减量化的关键技术科学地运用于城市污水处理领域，不单能显著削减污泥产量，还能有效降低污水处理的总体费用。这种做法既稳固了城市污水处理的技术进程，也有助于城市环境的持续健康成长。

参考文献

[1] 刘伟.污泥减量技术在城市污水处理中的运用[J].工程建设与设计，2020，（08）：155-156.2020.04.270.

[2] 代林昕.污泥减量技术在城市污水处理中的运用[J].环境与发展，2018，30（06）：55-56.2018.06.032.

[3] 汪鲁，强志民，董慧峪，等.城市污水处理厂污泥臭氧减量技术研究[J].环境科学学报，2014，34（02）：363-369.2014.02.021.

[4] 张雷，洪瑛，李昭，等.城市污水处理的污泥减量技术[J].市政技术，2005，（05）：314-317.