用復(fù)合微生物對(duì)污水處理中產(chǎn)生的污泥減量的效果研究

肖 麗（山東億安生物工程有限公司,濟(jì)南 250014）

用復(fù)合微生物對(duì)污水處理中產(chǎn)生的污泥減量的效果研究

肖 麗
（山東億安生物工程有限公司,濟(jì)南 250014）

摘 要:在污水處理中施用復(fù)合微生物對(duì)生物污泥可產(chǎn)生明顯的減量作用。分析了復(fù)合微生物及對(duì)污泥減量作用的機(jī)理。列舉了幾處應(yīng)用復(fù)合微生物法處理污水以減量污泥的實(shí)例，并進(jìn)行了分析；對(duì)今后的應(yīng)用前景提出了展望。

關(guān)鍵詞:污水處理；生物污泥；減量；復(fù)合微生物

現(xiàn)在世界上85%以上的污水處理廠是應(yīng)用活性污泥法來(lái)處理污水，這種方法最大的弊端是污水處理的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大數(shù)量的剩余污泥。剩余污泥中的固形物有截留下的懸浮物，有生物處理系統(tǒng)產(chǎn)生的生物污泥，有因添加化學(xué)絮凝劑而產(chǎn)生的化學(xué)泥，污水處理廠產(chǎn)生的污泥量大約為所處理的污水體積的0.15～1%。現(xiàn)在的污泥的處理及處置，就是通過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，使其得到再利用或是將其的環(huán)境的損害程度降低后再投放到自然環(huán)境中。這些污泥富含有機(jī)物、病毒、重金屬等，如不加以處理而隨意堆放，將對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生再次污染。

目前對(duì)污泥的處理方法有：埋地、焚燒、農(nóng)用等。但這些方法也都存在其他弊端。且現(xiàn)行方法的處理成本很高，一般占到污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的30%～60%左右。歐美國(guó)家每年用于處理剩余污泥的費(fèi)用資金就高達(dá)幾十億人民幣。因此，尋找更好的剩余污泥的處理處置方案，一直是污水處理行業(yè)的重要研究領(lǐng)域。

當(dāng)前關(guān)于污泥減量技術(shù)的研究在國(guó)內(nèi)外一直停留在已產(chǎn)生污泥的處理上或者通過(guò)溶胞技術(shù)進(jìn)行的化學(xué)物質(zhì)的投加，或者在生化過(guò)程中通過(guò)投加能量解偶聯(lián)和物質(zhì)解偶聯(lián)化學(xué)藥劑的研究上，對(duì)于生化處理系統(tǒng)的研究也停留在通過(guò)工藝的調(diào)整完成污泥減量化的研究上，并沒(méi)有進(jìn)行微生物共生的研究也沒(méi)有將生物共生技術(shù)和工藝研究結(jié)合進(jìn)行的污泥減量化研究。

1 復(fù)合微生物污泥減量的技術(shù)原理

復(fù)合微生物，由光合細(xì)菌、乳酸菌、酵母菌、硝化菌、反硝化菌等五屬十科五十多種微生物組成，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，性能顯著，用于污水處理中可顯著減少污泥產(chǎn)量，因其可降低BOD、COD、脫氮、除磷，將有機(jī)物、含氮物等分解為CO2、H2O、N2等。復(fù)合微生物對(duì)活性污泥的減量作用通過(guò)以下機(jī)理達(dá)到其效果。

1.1 脫碳機(jī)理

污水處理過(guò)程中的活性生物的結(jié)構(gòu)和功能中心是起絮凝作用的菌膠團(tuán)，菌膠團(tuán)中各種微生物之間是食物鏈的關(guān)系。污水中的有機(jī)物先吸附到含有大量微生物的菌膠團(tuán)表面，與菌膠團(tuán)中的微生物進(jìn)行細(xì)胞表面的接觸，小分子有機(jī)物直接穿過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)行微生物體內(nèi)，糖類、蛋白質(zhì)等大分子有機(jī)物通過(guò)細(xì)胞膜上的透膜酶而進(jìn)入微生物體內(nèi)。進(jìn)入微生物內(nèi)部，在各種細(xì)胞內(nèi)酶，如氧化酶、脫氫酶等的催化作用下，被微生物分解代謝。

脫碳主要在細(xì)胞中的好氧區(qū)域發(fā)生。一部分有機(jī)物被微生物逐步氧化分解，最終成為CO2和H2O等穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物質(zhì)，并從此過(guò)程中獲得生存所需要的能量。還有一部分有機(jī)污染物通過(guò)合成代謝形成了新細(xì)胞的組分。微生物通過(guò)合成代謝和分解代謝，從而去除了污水中的有機(jī)物，即達(dá)到了脫碳的目的。

1.2 脫氮機(jī)理

在污水中，氮主要以有機(jī)氮（如：蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素等）和氨態(tài)氮的形式存在。含氮化合物通過(guò)微生物的作用，連續(xù)發(fā)生氨化反應(yīng)、硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定無(wú)害的N2，排入大氣，從而達(dá)到脫氮的目的。氨化反應(yīng)、硝化反應(yīng)主要在好氧區(qū)域發(fā)生，而反硝化反應(yīng)則主要發(fā)生在缺氧區(qū)域和厭氧區(qū)域。

首先，有機(jī)氮化物在氨化菌的作用下，分解轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮。硝化是指在廢水處理過(guò)程中，氨態(tài)氮被轉(zhuǎn)化為亞硝氮和硝氮。硝化反應(yīng)是在好氧狀態(tài)下由亞硝酸菌與硝酸菌共同完成的。近幾年的研究所發(fā)現(xiàn)硝化菌有豐富的代謝多樣性和基質(zhì)多樣性。一般情況下，亞硝酸細(xì)菌將氨作為電子供體，將氧作電子受體進(jìn)行好養(yǎng)呼吸；而在較低氧濃度下則同時(shí)利用亞硝酸鹽和氧作電子受體；無(wú)氧條件下進(jìn)行厭氧呼吸是利用亞硝酸鹽作為電子受體。將亞硝酸鹽做電子受體時(shí)，其還能同時(shí)利用氨、氫、有機(jī)物等多種電子受體。一般情況下，以亞硝酸鹽做電子供體以氧做電子受體而進(jìn)行好氧呼吸的硝酸細(xì)菌為自養(yǎng)生長(zhǎng)，而在存在亞硝酸鹽的無(wú)氧條件下則轉(zhuǎn)變?yōu)橐杂袡C(jī)物做電子供體，以硝酸鹽做電子受體的厭氧呼吸。在即沒(méi)有氧也沒(méi)有硝酸鹽時(shí)，其進(jìn)行以有機(jī)物做電子供體和電子受體的異養(yǎng)生長(zhǎng)。

在調(diào)節(jié)池和反應(yīng)器中，還可能存在厭氧氨氧化反應(yīng)。厭氧氨氧化是以亞硝酸鹽做氧化劑而將氨氧化為N2；或以氨做電子受體而將亞硝酸鹽還原為N2的生物反應(yīng)。

2 應(yīng)用實(shí)例

（1）2008年在某工廠生活污水處理項(xiàng)目中（600噸/天），為研究探索復(fù)合微生物替代活性污泥及化學(xué)絮凝劑，研究人員與相關(guān)設(shè)計(jì)院溝通按照復(fù)合菌的生存需求設(shè)計(jì)采用格柵、調(diào)節(jié)池、缺氧池、生物接觸氧化池（采用生物固定化技術(shù)）、二沉池、消毒池、污泥池等工藝處理。經(jīng)過(guò)半年穩(wěn)定運(yùn)行，出水水質(zhì)完全符合綠化和農(nóng)用地要求，污水COD達(dá)到40mg/L以下，廢水回用綠化園區(qū)植物。由于復(fù)合微生物對(duì)有機(jī)物的分解充分，沒(méi)有多余污泥產(chǎn)生。

（2）2009年在山東省某醫(yī)院污水項(xiàng)目上使用驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。醫(yī)院污水量2000噸/天，自2009年4月20日開(kāi)始用復(fù)合菌調(diào)試，15天運(yùn)行達(dá)標(biāo)，經(jīng)過(guò)了4個(gè)月運(yùn)行監(jiān)測(cè)穩(wěn)定。“不添加絮凝劑出水SS較好，不添加消毒劑大腸桿菌數(shù)減少98%以上，污泥量少，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到項(xiàng)目建設(shè)要求。”

本文針對(duì)現(xiàn)代污水處理廠產(chǎn)生大量剩余污泥問(wèn)題，通過(guò)在污水處理的過(guò)程中添加專門配制的復(fù)合微生物，改善和強(qiáng)化活性污泥菌膠團(tuán)中的微生物的品種組成和功能，增強(qiáng)污水處理的效果，并促進(jìn)有機(jī)污染物消化分解和不斷對(duì)已死亡微生物的再分解，從而大幅度的減少活性污泥的排放量，減低剩余污泥產(chǎn)生量，相應(yīng)減少了剩余污泥的后續(xù)處理工作量，實(shí)現(xiàn)了從源頭上控制污水廠的污泥產(chǎn)量。添加復(fù)合微生物的方法，不需對(duì)污水處理廠的現(xiàn)行工藝和運(yùn)行條件進(jìn)行硬件和軟件改造，有很好的適應(yīng)能力，是剩余污泥減量技術(shù)有巨大前景和應(yīng)用可行性的發(fā)展方向。

作者簡(jiǎn)介：肖麗（1980-），女，山東乳山人，本科，工程師，微生物。