嗜熱菌污泥減量化及對氮磷營養(yǎng)物質(zhì)的去除與回收.pdf

1、活性污泥法在世界范圍內(nèi)廣泛地應(yīng)用于市政污水和工業(yè)廢水處理?；钚晕勰噙^程是利用微生物將廢水中的溶解性和膠體有機(jī)物轉(zhuǎn)化為生物固相或者二氧化碳和水。這個過程產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物-剩余活性污泥，它的處理對污水處理廠來說是面臨的一個嚴(yán)重問題。剩余污泥中含有大量的有毒有害的有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)，例如病原菌、寄生蟲卵和一些重金屬。剩余污泥在排放前必須經(jīng)過處理以避免對生態(tài)系統(tǒng)造成危害。
　　目前我們國家對剩余污泥的解決方針是將已產(chǎn)生的污泥進(jìn)行處理與利用。常

2、規(guī)方法是剩余污泥經(jīng)過濃縮、脫水、穩(wěn)定等預(yù)處理后進(jìn)行填埋、焚燒、土地利用、排海等最終處置方法與綜合利用。但是這些處置方法都有其自身的缺陷。并且剩余污泥的處理費(fèi)用約占整個污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的25％～65％。能耗高不僅影響污水處理成本，而已也會影響到能源資源的可持續(xù)利用和能源生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的環(huán)境污染問題。因此，有必要開發(fā)新的污泥處理方法并且盡可能的減少污泥處理的能耗。本研究主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：
　　(1)嗜熱菌污泥減量化研究。

3、從污泥中分離出一株嗜熱菌，通過16S rRNA基因序列分析為一株新菌，命名為Bacillus sp.Hnu。嗜熱菌Bacillus sp.Hnu能夠產(chǎn)蛋白酶，這能夠促進(jìn)污泥水解。對嗜熱菌Bacillus sp.Hnu對污泥水解效果進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，在高溫和高溶解氧條件下對VSS的溶解率有利，同樣影響蛋白酶活性。在60℃、pH=6.9，厭氧、微好氧、好氧反應(yīng)108h時，VSS最大溶解率分別為21.5％、42.5％和54.4％。VSS溶

4、解率和蛋白酶活性受pH值影響不大。動力學(xué)研究表明嗜熱菌Bacillus sp.Hnu促進(jìn)污泥水解和空白試驗(yàn)均符合一級動力學(xué)模型(60℃除外)。嗜熱菌Bacillus sp.Hnu促進(jìn)污泥水解在40℃條件下，厭氧、微好氧、好氧水解速率常數(shù)分別為空白的3倍、4.8倍和7倍；在50℃條件下，厭氧、微好氧、好氧水解速率常數(shù)分別為空白的3.5倍、9.8倍和11.8倍；在60℃條件下，厭氧、微好氧、好氧水解速率常數(shù)分別為空白的2.7倍、7.2倍和1

5、0.3倍。這表明嗜熱菌Bacillus sp.Hnu和溶解氧能夠促進(jìn)污泥水解。
　　(2)太陽能作為熱源污泥減量化。本研究表明，不同季節(jié)對太陽能作為熱源污泥固體的溶解影響較大，夏季污泥停留時間為10天TS、TVS最大去除率分別為37％和44％；秋季太陽能作為熱源TS、TVS最大去除率分別為29.3％和27.5％；而冬季太陽能作為熱源TS、TVS最大去除率分別僅為18.5％和24.8％。污泥停留時間不同污泥固體溶解率顯著不同，當(dāng)污泥

6、停留時間從10天延長到20天時，秋季TS從14 g/L減少到7.1 g/L，TVS從8 g/L減少到3.7 g/L，TS、TVS去除率分別從29.3％和27.5％增大到49.3％和53.4％。同一季節(jié)不同天氣情況對反應(yīng)器內(nèi)溫度影響較大，這直接會影響到污泥固體的溶解速率。夏季晴天反應(yīng)器內(nèi)溫度較室外平均溫度高18℃，雨天反應(yīng)器內(nèi)溫度較室外平均溫度高12.5℃；秋季晴天反應(yīng)器內(nèi)溫度較室外平均溫度高17.4℃，秋季雨天反應(yīng)器內(nèi)溫度較室外平均溫度

7、高6.1℃；冬季晴天反應(yīng)器內(nèi)溫度較室外平均溫度高10℃，冬季雨天反應(yīng)器內(nèi)溫度較室外平均溫度高4℃。
　　(3)利用吸附法從污泥消解液中制備優(yōu)質(zhì)的磷酸銨鎂。改性的甘蔗渣能夠有效的去除污泥上清液中的重金屬。改性甘蔗渣添加量為1 g/L時，Cu、Cd、Zn、Pb最大去除率分別為96％、95％、98％和97％。改性甘蔗渣吸附重金屬符合二級動力學(xué)方程。pH是同時去除氮磷的最重要參數(shù)之一。去除氨根離子的最優(yōu)pH為9.4，去除磷酸根離子的最優(yōu)p

8、H為9.6。過量的鎂離子相對于磷酸根離子，對氨氮有更好的去除效率，當(dāng)Mg/N/P摩爾比從1:1:1增加到1.3:1:1時，氨氮離子的去除率從75％增加到90％，同時SCOD去除率從38％增加到48％。制備的磷酸銨鎂與純磷酸銨鎂的成分基本一致，換句話說制備的沉淀物的X射線衍射峰跟標(biāo)準(zhǔn)磷酸銨鎂的數(shù)據(jù)庫資料相符，波峰的位置和強(qiáng)度一致，制備的磷酸銨鎂符合我國肥料所有的生態(tài)指標(biāo)，因此制備的磷酸銨鎂可以作為我國一種優(yōu)質(zhì)的肥料。
　　(4)利用

9、廢鐵屑從污泥中去除和回收磷。本研究結(jié)果表明廢鐵屑能夠有效的去除污泥中的磷。在廢鐵屑添加量為1g/L，2g/L和3g/L時，對磷的最高去除率分別為39％，93％和99％。廢鐵屑對污泥中磷的去除機(jī)理主要是廢鐵屑對磷的表面吸附和鐵還原細(xì)菌和水解酸化菌對廢鐵屑的水解酸化腐蝕和生物還原廢鐵屑所產(chǎn)生的鐵離子和亞鐵離子跟磷酸根離子產(chǎn)生沉淀。廢鐵屑對污泥中磷的去除最主要是水解酸化細(xì)菌對污泥的水解酸化使得污泥pH值降低對廢鐵屑造成腐蝕，腐蝕產(chǎn)生的鐵離子和