污泥減量化技術(shù)研究進(jìn)展

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1、污泥減量化技術(shù)研究進(jìn)展1=1摘要：本文從代謝解偶聯(lián)、微型動(dòng)物捕食作用、微生物隱性生長(zhǎng)三個(gè)方面介紹瞭污泥減量化技術(shù)的原理和方法。並分析瞭這些技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展和應(yīng)用情況關(guān)鍵詞：污泥減量；代謝解偶聯(lián)；微生物；剩餘污泥中圖分類號(hào)：X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A污泥減量化是20世紀(jì)90年代提出的對(duì)剩餘污泥處置的新概念。污泥減量化技術(shù)是指通過(guò)物理、化學(xué)和生物等手段，使整個(gè)生物處理系統(tǒng)中污泥產(chǎn)量減少，主要包括圍繞降低細(xì)菌合成量的代謝解偶聯(lián)技術(shù)、增強(qiáng)微生物隱性生長(zhǎng)的各種溶胞技術(shù)和強(qiáng)化微型動(dòng)物捕食細(xì)菌的技術(shù)基於代謝解偶聯(lián)的污泥減量化技術(shù)微生物學(xué)傢認(rèn)為，正常情況下

2、生物的分解代謝和合成代謝是由腺昔三磷酸(ATP)和腺昔二磷酸(ADP)之間的轉(zhuǎn)化而聯(lián)系在一起的，細(xì)胞產(chǎn)量和分解代謝產(chǎn)生的能量直接相關(guān)。但在某些條件下，如存在質(zhì)子載體、重金屬、異常溫度和好氧一厭氧交替循環(huán)時(shí)，底物被氧化的同時(shí)ATP不大量合成或者合成以後迅速由其它途徑釋放，即分解代謝和合成代謝解偶聯(lián)，從而使細(xì)菌在保持正常分解底物的同時(shí)，表觀產(chǎn)率系數(shù)降低，污泥產(chǎn)生量減少瞭1.1投加解偶聯(lián)劑在活性污泥工藝中使用代謝解偶聯(lián)劑可以使污泥的合成代謝受到抑制，而分解代謝的能力基本不受影響。該過(guò)程中污染物質(zhì)(BOD)主要被氧化成C02和水，僅有少部分轉(zhuǎn)化成

3、新細(xì)胞上世紀(jì)90年代開(kāi)始，利用活性污泥解偶聯(lián)代謝來(lái)減少污泥產(chǎn)量開(kāi)始得到人們的關(guān)註。近年來(lái)國(guó)際上的研究熱點(diǎn)主要集中在選擇高效的代謝解偶聯(lián)劑，即在較低濃度下就能抑制污泥的合成代謝，同時(shí)又盡量不影響污泥的分解代謝能力。目前研究較多的解偶聯(lián)劑是氯代酚，硝基酚，氨基酚、甲基酚和四氯水楊苯胺。Low.Chen等在實(shí)驗(yàn)室中研究瞭10多種代謝解偶聯(lián)劑的效果,發(fā)現(xiàn)當(dāng)對(duì)硝基苯酚、三氯苯酚、四氯水楊苯胺仃CS)的濃度分別在100.5和0?8mg/L時(shí)，污泥產(chǎn)量分別減少瞭62%,50%和78%,而污水的處理效果隻下降瞭10%-15%0Yang等報(bào)道在鄰氯酚、間氯

4、酚、間硝基苯酚和對(duì)硝基苯酚四種化合物中，間硝基苯酚的污泥減量效果最好。內(nèi)對(duì)這方面的研究已開(kāi)始起步哈爾濱工業(yè)大學(xué)的王寶貞教授，中科院生態(tài)環(huán)境研究中心的魏源送、樊耀波教授也曾詳細(xì)研究和探討過(guò)解偶聯(lián)代謝技術(shù)用於污泥減量化的問(wèn)題?？傮w而言，國(guó)內(nèi)在這方面的研究主要是在污泥減量效果和廢水處理效果兩種情況下來(lái)選擇高效解偶聯(lián)劑解偶聯(lián)劑的優(yōu)勢(shì)是不需要對(duì)現(xiàn)有污水處理工藝作大的改進(jìn),隻需增設(shè)投藥裝置即可。存在的問(wèn)題是：①需要更多的氧去氧化未能轉(zhuǎn)化成污泥的有機(jī)物，對(duì)氧的需求量增大：②長(zhǎng)時(shí)間用藥後微生物被馴化，解偶聯(lián)效率變低。應(yīng)當(dāng)指岀大部分有機(jī)質(zhì)子載體是非生物性的

5、，對(duì)環(huán)境可能有毒，應(yīng)當(dāng)慎重使用1.2好氧?沉淀?厭氧(OSA)在厭氧、好氧交替改變的環(huán)境下，微生物的表觀產(chǎn)率系數(shù)減少。因?yàn)楹醚跷⑸镌诘孜镞^(guò)量的好氧段所產(chǎn)生的ATP不能立即用於合成代謝，而是在底物缺乏的厭氧段作為維持能被消耗。OSA工藝是在CAS(傳統(tǒng)活性污泥法)工藝的污泥回流過(guò)程中進(jìn)行厭氧消化，為微生物提供瞭一個(gè)好氧、厭氧交替改變的環(huán)境,從而達(dá)到降低污泥產(chǎn)量的目的。Westgarth等人首次報(bào)道瞭在高效活性污泥工藝中插入?yún)捬醵慰蓽p少一半的剩餘污泥量。此後,Chu?doba等人對(duì)OSA工藝進(jìn)行瞭大量的研究，發(fā)現(xiàn)OSA工藝的污泥產(chǎn)量從CAS

6、的0.28-0.47kgsS/kg-COD降低到0.13-0.29kgSS/kgCOD，比污泥產(chǎn)率降低瞭20%?65%,SVI值也比CAST藝低，有效地改善瞭污泥的沉降性能。此外，由於OSA工藝和除磷的工藝流程相似，因而有利於除磷菌的生長(zhǎng),對(duì)磷的去除效率高。OSA工藝的優(yōu)越性隻能在進(jìn)水有機(jī)物濃度較高時(shí)才能體現(xiàn)；若進(jìn)水有機(jī)物濃度較低，則OSA工藝的污泥產(chǎn)率系數(shù)和常規(guī)活性污泥法相差不大2基於微型動(dòng)物捕食作用的污泥減量化技術(shù)根據(jù)生態(tài)學(xué)理論，物質(zhì)和能量在食物鏈傳遞過(guò)程中逐漸遞減,因此，理論上通過(guò)延長(zhǎng)食物鏈或強(qiáng)化微型動(dòng)物的捕食作用能夠達(dá)到污泥減量的

7、目的2.1直接接種微型動(dòng)物現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外利用微型動(dòng)物進(jìn)行污泥減量的研究主要集中在寡毛綱環(huán)節(jié)動(dòng)物，如仙女蟲(chóng)、紅斑瓢體蟲(chóng)、蚯蚓等體形較大的後生動(dòng)物。Rensink等人在填料分別為爐渣和塑料的滴濾池中處理污水處理廠的回流污泥，發(fā)現(xiàn)接種顫蚓仃ubificidae）後，污泥減產(chǎn)量分別從未接種的10%-15%和10%增加至10%-50%和10%~45%。同樣，他們?cè)谔钣兴芰咸盍系腃AS中接種顫蚓處理沉淀瞭的生活污水，結(jié)果污泥產(chǎn)量從未接種的0?40gMLSS/gCOD下降到0.15gMLSS/gCODo直接接種微型動(dòng)物具有能耗低、資金投入低的優(yōu)點(diǎn)，但由於

8、對(duì)微型動(dòng)物在反應(yīng)器中長(zhǎng)期生長(zhǎng)狀況的研究還不多，將其用於實(shí)際的污水處理還有待進(jìn)一步的研究2.2兩段式工藝兩段式生物反應(yīng)器的第一段為分散細(xì)菌階段，HRT與SRT相等，沒(méi)有生物量停留，使得大量分散菌