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1.2 剩余污泥的处理 目前活性污泥污水处理工艺中产生的剩余污泥的处理处理方式主要以后处理为主，现阶段主要采用的方式有：污泥消化，污泥焚烧，污泥再利用，污泥干化填埋等[3]。
1.2.1 污泥消化 污泥消化主要分为厌氧消化[6]，好氧消化[7]两大类，其主要作用机理是通过微生物的代谢作用，使得剩余污泥中的有机质得到充分的利用，减少活性污泥中的有机质含量，进而使剩余污泥减量化，稳定化。但其目前存在的主要问题有厌氧消化周期较长，且设备运行复杂，产生的甲烷具有安全隐患等问题。同时，好氧消化技术也存在着运行费用高，消化污泥后脱水性能差等亟待解决的问题。
1.2.2 污泥焚烧 污泥焚烧技术[8-10]有多种技术和工艺流程组成，根据焚烧燃料的种类不同，其主要可以分为单一焚烧和混合焚烧两种形式。其具有减量化效率高，且能有效利用污泥的有机质等优点而得到大量应用。但其目前主要存在的问题有，焚烧产生的烟尘和废灰中含有大量重金属，对环境危害大，且污泥焚烧技术一般都要求污泥的脱水率较高，这势必提高了剩余污泥的处理成本。
1.2.3 污泥干化填埋 污泥干化填埋技术[11-13]因其处理成本低，技术难度小，因而成为目前应用广泛的一种污泥处理手段，包括消化和焚烧的剩余产物等，均可以通过填埋技术进行最终处理。但是由于污泥中含有大量重金属，其可能在生物体内大量累积，从而对环境构成长期危害；同时，填埋场的后期管理运行也存在一定的技术挑战，因此污泥填埋技术存在巨大的潜在危害性。
1.3 污泥减量化 污泥的减量化是目前备受关注的一个研究方向，由于其可以有效减少剩余污泥的产量，减轻污水处理厂对于剩余污泥处理处置的压力，具有很高的环境和经济效益[14-17]。目前，污泥减量化技术的研究方向主要分为污泥隐性生长、解偶联代谢、生物捕食以及维持代谢几类[18, 19]。
1.3.1 污泥隐性增长 隐性增长是指微生物在其生长过程中， 利用其自身细胞的溶出物作为底物所形成的二次生长，其整个生长过程一般包括溶胞和生长两个阶段。微生物对有机碳的利用主要分为两个方面，一方面通过异化作用将其代谢产生能量和 CO2，另一方面通过同化作用将其转换为自身有用的物质。隐性增长的目的就是提高异化作用在细胞生长过程中所占的比例，从而减少微生物合成物质的产量，降低活性污泥的产量。 由于活性污泥中的大部分有机物存在于微生物细胞内部， 多数微生物存在细胞壁等生物结构用以保护自身的内部结构。而这些结构多属于难降解物质，不易被其他微生物作为底物利用。因此，只有通过破解微生物细胞的细胞壁等结构，使其细胞内部的有机物释放出来， 从而使微生物所含的有机物得到充分的释放和再利用，以此达到进一步深化处理的目的，同时减少了剩余污泥的产量。目前此类处理工艺技术主要分为：物理、化学、生物以及一些组合的工艺等。
1.3.2 解偶联代谢 解偶联剂通常是一些脂溶性的小分子物质且一般都带有酸性基团，其主要的作用机理是通过自身与质子结合，并携带质子跨过细胞膜，从而使得细胞膜两侧的质子浓度梯度降低[20-25]。最终使得细胞膜两侧的质子浓度梯度降低至不足以驱动 ATP 合成酶合成 ATP，这也就会直接导致氧化磷酸化过程中所合成的 ATP 量减少，使得整个氧化磷酸化过程中所产生的能量更多的以热的形式被释放掉，减少了微生物合成的有机质的量，从而有效降低剩余污泥的产生量[26-31]。 1.3.3 生物捕食 生物减量的基本原理是基于生物的捕食作用。一方面，可以通过投加具有高污染物降解能力的生物制剂，来强化细菌的捕食作用以实现生物减量化的目的。另一方面，也可以从生态学角度考虑，根据生物学的基本理论，物质能量在从低营养级(细菌)向高营养级(原生动物和后生动物)的传递过程中必然会有一定的损失[28, 32]。因此通过生物的捕食作用，增加营养等级，使得更多部分的能量以热能的形式散失，减少了微生物生物质的合成，从而达到污泥减量化的目的。
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