優勢微生物菌群消減有機污泥作用效果分析

朱開金 謝樹蓮 朱鵬宇 孫 瑤 馮 佳 常西亮 任曉莉

(1. 太原工業學院環境工程系，太原 030008;2. 山西大學生命科學學院，太原 030006;3. 江蘇理工學院化工與環境學院，常州 213163)

優勢微生物菌群是用人工培養及誘變的方法制成的專門減少和消解活性污泥的高效降解菌。優勢菌群處理污水，產生的污泥量少，能減少50%～60%的有機污泥量，而且出水水質符合要求，因而能極大減低污水處理廠的運行成本，大大減少污泥的處理、外運及填埋量，具有重要社會意義，是未來污泥處理方向之一。

1 實驗內容

污水污泥來源:太原市北郊污水凈化廠。初始菌種:組合功能菌，包括球狀類、桿菌類及絲狀菌類等。外進。培養基的配制:KH2PO41g、Na2HPO41g、MgSO4·7H2O 3g、FeSO4·7H2O 0.2g、瓊脂20g、牛肉膏1.5g、蛋白胨5g、蒸餾水1000mL，pH7.2。加熱溶解上述物質，在0.1MPa 下滅菌30min，于滅菌培養皿中倒成平板備用。菌種的馴化:用污水處理廠的上述污水接種馴化，進行適應性培養，馴化周期10d 左右，從初始菌(一代菌)馴化至五代菌。優勢菌的富集:將馴化完的菌群接種裝有200mL 富集培養基的燒杯中，用恒溫振蕩器進行擴增培養，待培養基混濁為止。污泥好氧消解實驗過程:在1000mL 燒杯中，加入好氧處理后帶活性污泥的污水800mL，再加經富集的優勢菌1mL，同時置若干個軟性蜂窩狀小綿塊于其中，鼓空氣24h。測定優勢菌加入前后污水中干污泥的重量，計算污泥消解量。

2 結果與討論

2.1 污泥消解實驗結果

用經富集培養后的優勢菌降解活性污泥，做三個平行樣1#、2#、3#，分別間隔12h、24h、36h、48h 測污泥消解率，得表1 的實驗結果。從1 表可看出，活性污泥經過24h 消解，基本達到頂值范圍。

2.2 不同代菌消除污泥的實驗結果

用初始菌和五代菌分別對污泥進行消解實驗，發現消解率隨菌代數的呈上升趨勢，其中五代菌的消解率比四代菌的略有增加。結果如表2 所示。由表2 可知，五代菌消解率比四代菌的上升幅度不大，表明已基本達到頂值。

表1 優勢菌降解污泥結果(污泥消解率/%)

表2 代菌消解污泥情況

2.3 污泥減量化后的污水指標

一般污泥減量的結果是，由于細胞溶解物質的進一步代謝，氮又會被釋放到水中，廢水中磷又是通過排泥去除的，故污泥減量后N、P 的含量反而會升高。但用高效菌處理后N、P 的結果卻能滿足排放要求，結果見表3 所示。

表3 優勢菌加入處理前后污水污泥指標結果

表3 表明了經生化處理再加優勢菌處理后的水質主要技術指標均符合我國城鎮污水處理廠污染物排放標準要求，特別是N、P 值指標。其原因在于本優勢菌在分解有機物的過程中增殖快，能將污水中多數有機物用于合成自身細胞組織，故對水體中的營養物質要求高，尤其是對N、P 的吸收效果明顯，因而N、P 值不增反降。

2.4 優勢菌群消減有機污泥的原因

優勢菌之所以能消減大量的有機污泥，其主要原因有:(1)污泥負荷高。在好氧池中其污泥齡長，因而代謝產物量低。一般地，傳統活性污泥法的污泥負荷為0.2～0.5kgCOD/kg·d，而優勢菌的污泥負荷為20～30kgCOD/kg·d，表明分解有機污染物的能力后者是前者的百倍以上。(2)透過能力強。優勢微生物菌也是一種酶菌，能透過微生物體的細胞壁和細胞膜，進入其組織內部最終將其分解，變成小分子氣體物質和水。(3)少量生成的代謝物，在好氧池的厭氧微區(池底或曝氣死角)發生厭氧消化反應，降解轉化為可溶性有機物，在好氧區與其他有機物一起被分解。

研究發現，在與污染物接觸的過程中，優勢菌會發生誘變，產生能分解相應酶的新菌種，如在含淀粉的廢水中能誘變水解淀粉酶的菌種，含蛋白質廢水中誘變分解蛋白酶的菌種，含纖維素的廢水中誘變分解纖維素的菌種等等。

3 優勢微生物菌群的特點

優勢菌在分解有機物和消解污泥的過程中，有如下一些特點:(1)耐受性和抗毒性好。馴化后可在鹽含量3%左右、COD 濃度高于2000mg/L、NH3－N 高于1000mg/L 的污水中存活。(2)誘變速度快。能在不同的污水環境中，快速誘變成分泌不同酶的菌群。(3)適應性強。不僅可用于生活污水污泥的處理，對某些工業廢水污泥處理的適應性也強。(4)除惡臭效果佳。優勢菌在自行分解過程中產生的有機酸、抗菌肽素等物質能進一步遏制腐敗微生物，從而從根本上能抑制惡臭物質的產生。

4 污泥消減工藝和結果

對污水進行處理的實驗流程:先進行厭氧反硝化，再進行好氧硝化，使污水中的部分有機碳轉化為細胞物質和二氧化碳，促進后續微生物優勢菌對污泥的代謝消解。每小時的進水流量不大于50kg。處理后的水質指標如表4 所示，且表明，處理后的出水水質符合GB18918－2002 的要求。

表4 運行工藝污水處理進出水水質指標

5 結 論

(1)優勢微生物菌是一類復配菌，含多種菌屬，對大幅消解有機污泥有明顯的作用效果;(2)優勢微生物菌在不同地域須進行適應性的多代培養，方可顯現作用。因為污水水質不同，氣候條件不同對其有不同的抑制性影響;(3)優勢微生物菌群需通過配制適宜的培養液和活性添加劑來提高其誘變及繁殖的速度，同時要采用固定化工藝，以增加菌群的數量，保證可循環使用;(4)用優勢微生物菌消解污泥，不影響出水水質。

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