引言

    隨著我國經濟的發展和社會的進步，全國廢水排放量以及廢水處理率都在逐步提高，從而引起廢水處理總量的逐年升高。目前廢水處理中使用最廣泛的工藝是活性污泥法，該方法最大的弊端是在運行過程中會產生大量的剩余污泥。剩余污泥體積一般占處理廢水體積的1%左右。以一座日處理10萬噸污水的城市污水處理廠為例，如每日正常運行，則每天將會產生污泥干固體10-20噸，折合成含水80%的污泥，將達到50-100噸。我國1999年的污泥產量將近1000萬噸，而此時污水處理率還不到20%。隨著我國城市污水量的增加和污水處理率的提高，污泥的產量會成倍增長[1]。

    另一方面由于剩余污泥自身的特點，其處理和處置都比較困難，費用較高，增加了污水處理廠的運行成本。據報道污泥處理設施的投資能占到一個污水處理廠總投資的30%-40%，甚至能超過50%[2]，而運行成本更是占到了污水處理廠運行成本的40%-60%。隨著城市以及農村污水處理普及率的提高，這類中小規模污水處理廠產生的污泥量逐漸增多，而污泥處理規模越小，單位處理量的投資越高。因此從技術和經濟兩方面考慮，中小城市及鄉村污水處理廠以及分散的工業廢水處理裝置產生的剩余污泥的處理，將成為一個新的問題，需要研究開發合適的新技術。污泥減量化或無剩余污泥技術正是在這樣的背景下研究開發的。

    目前對剩余污泥減量方法的研究主要集中在3個方面[3, 4]：（1）對已經產生的剩余污泥進行處理后再返回到曝氣池作進一步的處理[5]；（2）在污水處理過程中減少污泥的產量；（3）通過剩余污泥的原位降解開發不產生剩余污泥的污水處理技術。我們主要基于第三種思路來開發不產剩余污泥的新型污水處理技術。

    在前期工作中，我們采用多孔載體以及多點曝氣技術構建了好氧-厭氧耦合體系，在實驗室小試的基礎上，對實際的生活廢水以及制藥和食品工業廢水進行了中試試驗。結果表明，采用多孔載體的好氧-厭氧耦合體系，一方面由于載體對污泥的截流作用，載體生物量可以達到很高的濃度，從而可以高效地去除水中的有機污染物，另一方面由于存在多空間上的好氧-厭氧耦合，實現了污泥減量[9]。為了更深入地研究該體系污泥減量的機理，我們構建了易于采樣分析的好氧-厭氧反復耦合模型實驗體系，對該體系進行了連續實驗，并從分子、細胞和反應器水平對該體系進行了研究。基于本技術的原理，我們在青島和上海等地農村建設了污水處理一體化裝置，驗證了該技術的適用性和特點，獲得了推廣應用的工程參數。

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