由于两类微生物复配，因此需要匹配特殊的营养物质。除了氮磷钾钙镁之外还需要包括硫代硫酸盐、硫粉等能源物质，也需要添加少量特殊的有机物。

1、溶出重金属原理：

污泥中重金属以硫化物、碳酸盐形式和有机结合态等不溶性形态存在。在硫杆菌作用下，污泥pH会降低，难溶性的硫化物会氧化为可溶性的硫酸盐，难溶性重金属就会从污泥里溶解进入水相，进入水相的重金属，往往可加沉淀剂进行沉淀去除。但污泥中重金属严重超标时，可启动溶出重金属的这个反应。

2、促进污泥脱水原理：

常规的剩余活性污泥是菌胶团，都由异养菌组成，异养菌会分泌很多胞外聚合物（EPS），EPS的亲水性非常强，即EPS越多，污泥越难脱水。因此，剩余活性污泥直接脱水想要达到含水率80%以下是十分困难的，除非采用极端条件。

而生物沥浸技术中的自养菌特征是个体小，且分泌的EPS是异养菌的1/10，所以想方设法让自养菌在污泥脱水体系中占绝对优势，这样就能使自养菌替代原来的异养菌，成为优势菌。这样会使原来活性污泥中的菌胶团破碎，包裹在其中的毛细管水会释放出来，又由于低的EPS，会使得污泥很好脱水。因此，以自养菌为主的生物沥浸污泥不需要加任何絮凝剂，可脱水到60%以下。

我们也使用其他自养菌做过验证试验，例如，我们设法使硝化细菌这个自养菌在污泥中变成优势菌，污泥的脱水性能就明显变好。这说明微生物的替代效应（用自养菌替代污泥原有的异养菌）能够促进污泥脱水。

硫杆菌氧化还原性硫产生硫酸，降低pH，也会促进污泥脱水。这是由于污泥表面颗粒带负电荷，pH的降低恰恰提高了H+浓度，污泥颗粒表面负电荷被中和后污泥易于聚沉和絮凝，促进了污泥脱水。

此外，污泥生物沥浸过程中产生的次生矿物在一定程度上也促进了污泥脱水，但微生物的替代效应、pH降低应该起主导作用。

3、除臭原理

硫杆菌具有很强的氧化性，硫杆菌能够将硫化物、硫化氢、氨氧化，这些往往是导致污泥发臭的物质，由于硫杆菌的氧化作用，因此除臭效果好。因为生物沥浸创造的低pH和氧化环境，会使得病原菌不适应这一环境，因此有杀菌作用。

生物沥浸技术功效：1、创造的低pH环境可高效去除重金属；

2、能明显消除恶臭、除病菌；

3、不需要加任何化学絮凝剂，可直接一步脱水到含水率60%以下，实现深度脱水的目标；4、能够实现污泥减容；5、生物沥浸不会损害污泥有机质和NP等养分，由于污泥含有机质高，堆肥后的污泥可用于园林绿化，用作营养土。

三、工艺介绍

1、含重金属很高的污泥：需要同时考虑深度脱水和脱除重金属（如制革污泥）。需要将pH降低到一定程度，使重金属完全溶出，然后固液分离，后续对重金属进行处理。工艺图如下：

2、重金属不超标污泥（一般的城市污水处理厂污泥）：生物沥浸之后直接脱水，不需要太低的pH，4-5就可以，不需要很长的反应时间，能够节省成本。工艺流程见下图：

影响因素

1、温度温度对生物沥浸效率的影响主要是通过影响微生物的生长和繁殖实现的。一般而言，最适温度是25-35℃，反应器温度最好高于15度。

在处理效果上，夏天反应效果通常好于冬天，因此在冬季通常采用加大回流、提高微生物密度、反应器加盖保温等方法来解决温度低的问题。

2、污泥浓度污泥越浓、有机质越高，生物沥浸需要的时间越长。污泥浓度一般城市污水处理厂浓缩污泥就可以，一般污泥含水率最好为97%左右。

3、有毒物质比如说杀菌剂、消毒水进入污泥系统，会对生物沥浸有负面影响。

4、重金属浓度一般情况下，污泥重金属浓度不会影响生物沥浸作用。对于不同类型的污泥，需要控制工艺参数，达到处理效果。一般而言，铜锌超标的污泥不需要很低的pH；而铬超标的污泥通常pH要控制得更低，才有可能使铬溶解出来。

生物沥浸堆肥的优势

堆肥产品主要应用于园林绿化，目前不被允许用在农田上。

案例分享：

目前主要联手北京中科国通环保工程技术股份有限公司在做工程推广。已经在宁波南区污水处理厂、宁波北区污水处理厂、宁波三菱化学有限公司、无锡芦村污水处理厂等多个污水处理厂或企业得到应用。

1、无锡芦村污水处理厂—市政污泥2012年6月底建成投产运行，处理对象为芦村污水处理厂一、二、三期的所有污泥，设计规模200t/d（含水率80%），每天产生含水率60%以下的沥浸污泥饼100t。由于污水处理未达到满负荷，实际每天产生沥浸污泥饼约70t。将浓缩污泥泵入生物沥浸池，曝气条件下反应48h，然后流入匀质池中，直接用隔膜厢式压滤机压滤脱水。所获得的生物沥浸污泥泥饼含水率为（59.2±1.4）%，有机质为（47.1±2.6）%，pH为（5.7±0.1），与处理前的污泥相比，生物沥浸污泥饼有机质并没有明显损失。泥饼通过螺旋输送机输送到泥斗中收集后，用专用卡车装载到设在同一厂区内的污泥堆肥场进行高温堆肥处理。一般价格销售在300-500元/吨。

工艺流程图

2、浙江海宁某制革企业——制革污泥该项目为中试工程项目，2005年开始运行，日处理20吨制革污泥，回收污泥中的铬并实现污泥深度脱水。设有生物沥浸反应器、沉淀池、金属回收池、脱水机房、焚烧系统、风机房等设施设备。

制革污泥中回收的铬

小结

生物沥浸的技术是源于微生物的方法，只要我们能很好掌握微生物知识和相关设备运行要求和参数，就能让这个技术良好运行。目前污泥处置的方法，各有优缺点，生物沥浸的优点非常明显，在不加化学药剂的条件下一步脱水，同时使得有机物的热值、有机质保持不变，同时能去除重金属、消除恶臭、杀菌，这是它最大的优点。生物沥浸需要改进的最重要的一点就是，反应时间比较长，比如说若要去除重金属，反应时间通常就需要48小时。我们这几年一直在攻克这个问题，目前我们已经能有效的降低反应时间，使得效率提高3-5倍。

生物沥浸技术适用性非常广适用于市政污泥，重金属含量超标的污泥，制革、毛纺与印染行业污泥，酿造业污泥，造纸，食品加工等等行业。

精彩答疑

1、污泥经生物沥浸后可直接上脱水机，什么类型的脱水机都可以吗？

答：只是隔膜厢式压滤机（俗称“板框压滤机”），其他压滤机如带式脱水机、离心脱水机是不可以的。

2、生化污泥，目前压滤机脱水，应该都是微生物体外水，所以脱水率低，是否可以这样理解？

答：目前脱水机脱除的主要是毛细管水，而且脱不完全。

3、储泥池里加酸调低pH后会不会不用加PAM了呢？

答：如果单纯降低pH，比如说加稀硫酸，脱水性能是有所提高，但远达不到生物沥浸深度脱水的程度。储泥池里加酸调低pH后不管你加与不加PAM，都不能够用隔膜厢式压滤机良好脱水。

4、请问硫单质不溶于水，还有块状的，怎么被硫杆菌吸收呢？

答：将硫放在硫杆菌的微生物菌液中，硫杆菌会吸附到这些硫颗粒表面和发生氧化作用，使得其表面变成亲水性，你会看到此时不溶于水的硫会与水混溶，变成悬浊液。要使得还原性硫起更大作用，反应更快，一般会将硫磺粉与硫代硫酸盐进行复配。

5、要想提高脱水率，“破（细胞）壁”是个突破方向？

答：个人认为，并不是因为破壁促进了污泥的脱水性，而是因为所谓的“破壁”作用改变了污泥的结构，使得毛细管水破坏。从理论上，若细胞被破壁，含蛋白质等内容物流出，反而不好脱水。

6、目前，污泥资源化有发电，堆肥，制油等方面，您有没有研究过将含水率百分之六十以下的污泥用于制油。

答：这个我们还没有做过研究。曾经用过含水10%的污泥做类似于秸秆气化那样的尝试，但效果不是很好。污泥制油这一块值得去尝试，因为污泥的有机质含量是非常高的。国内外有许多单位在做，甚至有一些达到中试规模。

7、加进去的硫被氧化后，形成的硫酸根在堆肥的时候，会不会形成硫化氢恶臭？

答：其实不会有太大影响，因为加进去的硫从比例上看还是很少的，而且在反应系统中会很快被氧化成硫酸盐，是以硫酸盐形式存在的。堆肥过程是好氧过程，硫化氢的产生量是非常低的。在高温期以前由于耗氧量大，要注意多翻堆或多鼓风，不要造成局部厌氧环境就不会产生硫化氢恶臭。

8、沥浸时间缩短，基于什么原理，比如是菌类还是工程，技术措施？答：提高菌密度效果就很好，如挂膜、回流等，当然还有优化其他工艺参数。

9、利用硫杆菌和嗜酸异养菌组合，可以消除硫化氢之类的，但是氨氮好像没有除去，生物沥浸完成后也需要经过沉淀和浓缩吧，然后才能进行压榨脱水，那脱水后的污泥应该会有硫化细菌，在进行好氧堆肥时候，就有可能产生局部厌氧，会不会也会反流化产生恶臭，同事生物沥浸池污泥进行脱水，生物量会减少，会不会对下个周期产生影响？

答：氨氮会被氧化而被去除大部分。生物沥浸完成以后可不需要浓缩，因为进入反应器的就是含水97%浓缩污泥，可以直接经过板框，中间不经过沉淀。污泥返臭的问题是需要注意的。因为任何有机物含量很高的污泥，若不及时处理，在缺氧条件就会分解产生恶臭。生物沥浸产生的含水率60%以下的污泥饼长时间堆放，由于有机物含量高，也会因有机物分解而产生恶臭；因此，每天产生的污泥饼最好能日产日清，用于堆肥或作其他资源化利用，长期存放最好不要超过一个星期。

10、关于除臭过程中，通过氧化来进行除臭，那么臭气是分解到大气中，这些分解的臭气是否需要做进一步的处理呢？

答：不需要进一步处理的，因为硫化氢、硫化物能够完全氧化。

11、请问是否是每个污水处理厂都可以上此系统？有没有规模要求（比如经济，运行的可行）？

答：污水处理厂越小单位投资成本高。做过最大的是日处理污泥1000吨，最小的是日处理水量3万吨的水厂。日处理水量100万吨到3万吨的都可以用。当然也存在一个经济性问题，越小成本越高，越大成本越低。

12、污泥堆肥后的ph值大概是多少？

答：堆肥前的pH大概在5.5-6.5之间，堆肥后大概在7-7.5之间。

13、请问该技术可否用来提取皮革污泥里面的六价铬？答：这个技术最早是用来做皮革里面铬提取的，因为好的脱水性后来用在城市污泥处理上，做制革污泥铬提取的效率非常好。制革污泥的铬不是六价的而是三价的。

14、请问有行业或技术规程规范吗？比如工程设计中主要技术参数要求，爆气方式，量等？还是专利？

答：目前本技术是南京农大以独占许可形式给北京中科国通环保工程技术股份有限公司使用。中科国通公司通常在调试时会给用户提供技术手册的。

15、污泥堆肥前需要调节pH吗？

答：堆肥前是不需要调节pH，可以直接堆肥。

16、厌氧污泥可否用这个生物沥浸技术？

答：测试过很多不同的污泥类型，都是可以用生物沥浸技术的。

17、在堆肥过程中，生物沥浸污泥与普通泥对农作物的影响如何？

答：做过实验，生物沥浸污泥堆肥与普通泥堆肥的肥效会更好些。

18、生物沥浸中自养菌在污水中含有么?(降低pH后)，能训化出来么？这种技术是不是在贵金属上面使用更多？

答：生物沥浸技术最早源于贵重金属的提炼，比如说金矿、铀矿、铜矿的提炼，在贵重金属领域也可以用，如果是低品位的，微生物方法还是很好的，从原理上讲，如果含重金属废弃物的有机质越低，这一方法会更好，因为相当于一个低品位的矿床。

19、生物沥浸的污泥停留时间是多久，需不需要一直补充复合菌种？

答：目前设计污泥停留时间最长不超过48h。菌是一次性投入，不需要一直补充的，但会每隔一季度定期对菌种进行保养和维护。

20、请问如何保持复配微生物菌剂在沥浸过程的生态优势？

答：只要满足工艺参数要求，这一菌就会始终变成优势菌。

21、那么低的pH对设施及设备有啥要求？

答：如果不去除重金属的情况下，反应器中的pH在4-4.5之间，是需要做防腐的。

22、运行时间如果很长的话，它的菌群结构跟您原复配菌剂的结构会不会有很大的差异？

答：酸性条件下，嗜酸硫杆菌始终占有优势。但长时间会有所变化，因此，我们会定期免费为客户保养。

23、是不是类似海底热泉那种菌，喜欢极端条件，比如这个低pH。

答：是的，工作菌是一个极端嗜酸的环境微生物。

24、高浓度重金属相对容易，越低越不易处理，这套系统最低能做到多少？

答：通常要去重金属的话，重金属的溶出率可达到90%甚至达到100%，但是去除率通常在80%左右。

25、影响因素里您有提到污泥浓度，对于高浓度污泥，在处理时有没有特别的措施？

答：对于高浓度污泥，拿含水率80%的脱水污泥来说，通常要用水稀释或者用剩余活性污泥来稀释，稀释到含水率在97%左右最佳。

26、生物沥浸反应器中复合微生物替代活性污泥中常规异养菌是如何实现的？

答：微生物替代效应，即在酸性条件下，只有硫杆菌会生长的好，而其他微生物生长受抑制，这是由于条件选择压力造成的。

27、复合微生物对氧气的需求是多少？活性污泥需要2ppm，生物沥浸呢？

答：对氧气的需求不高，一般来讲和活性污泥一样就可以，甚至可以比活性污泥更低，因为化能自养型微生物不分解有机物，只需要提供维持自身代谢的溶解氧就可以。实际上，只要曝气搅拌开来溶解氧就可容易达到4-6mg/L。

28、因为微生物比较娇嫩，如果遇到误操作或外界因素，比如温度、pH之类的影响，导致微生物出现问题，一般采取什么措施呢？

答：这类微生物耐性很强。假如出现异常问题，一个办法是停止进泥，加入营养剂闷曝一天到两天，不加新的污泥，就能够自行恢复；如果微生物死亡，则需要重新接种。

结束语：

在此非常感谢@周永祥、@李永红，两位老师为我们带来关于污泥生物沥浸及资源化利用技术的精彩分享。

李老师主要从污泥资源化的角度去分享生物沥浸技术和应用，介绍了污泥资源化过程中存在的问题，如何通过生物沥浸技术来进一步的处理污泥，使之达到可资源化过程。也举例说明了堆肥应用。

周老师则从生物沥浸技术的发展历史、基本原理与功效、工艺及案例方面，详细介绍了该技术在脱除重金属、脱水、除臭除病菌、堆肥方面的优势。当然生物沥浸技术也存在反应时间比化学方法长（通常要48h）的不足，但荣幸的是，在目前的研究中取得了一定的成果。任何技术都不是十全十美的，相信不断的探索与创新会助力这一技术更好的发展，拥有更广阔的市场应用前景。

感谢圈友的积极提问和老师们的详细解答，在分享后对这一技术有了更深入的了解。

最后，非常感谢大家的积极参与，在未来我们将努力做得更好，为大家打造一个优质的分享平台，也希望大家能够多多支持，积极参与其中。