微生物菌劑對污水處理廠污泥減量的影響研究.pdf

1、活性污泥法作為世界上應(yīng)用最為廣泛的污水生物處理技術(shù)，具有技術(shù)成熟、工藝種類多、污水處理效果良好等特點，但是活性污泥法在處理污水的同時一直存在一個最大的弊端，就是會產(chǎn)生大量的剩余污泥。剩余污泥中含有病原體、重金屬及有機物等對環(huán)境有害的物質(zhì)，處置不當會引起環(huán)境的二次污染。目前的處置處理技術(shù)主要有衛(wèi)生填埋、農(nóng)用、土地利用、焚燒等，隨著法律法規(guī)對污泥處置的要求越來越嚴格和環(huán)境保護的發(fā)展，已不能適應(yīng)污水處理廠生產(chǎn)的需要，造成污水處理廠污泥處置的壓

2、力將越來越大，成為世界各國面臨的日益嚴重的污泥問題。針對污水處理廠的剩余污泥問題，國內(nèi)、外許多學者進行了各種各樣的探索和研究，提出了多種技術(shù)路線，并取得了很多成果。其中，污泥減量化是20世紀90年代提出的解決剩余污泥問題的新概念，它是通過采用物理、化學和生物等手段，在保證污水處理廠生物處理系統(tǒng)運行效果的前提下，使處理過程中所產(chǎn)生的污泥量降低。近年的研究主要包括：解偶聯(lián)技術(shù)、維持代謝技術(shù)、溶胞技術(shù)和微型動物捕食技術(shù)，以及各種物理、化學預(yù)處

3、理技術(shù)等。但是，已有的污泥減量技術(shù)在實現(xiàn)污泥減量過程中不能與現(xiàn)有的污水處理廠的工藝相一致，需要進行改造和調(diào)整，并可能產(chǎn)生新的問題，因此不能在污水處理廠得到實際應(yīng)用。 本文針對污水處理廠的污泥問題，通過在污水處理過程中加入專門的微生物，強化活性污泥中微生物的組成和功能，促進有機污染物分解和對死亡微生物菌體不斷再分解，使剩余污泥的產(chǎn)生量大幅度的減少，減少后續(xù)的剩余污泥處理，實現(xiàn)從源頭控制污水處理廠剩余污泥產(chǎn)生量。微生物的強化過程僅改

4、變活性污泥的微生物的組成和功能，不改變污水處理廠的工藝和運行條件，具有較好的適應(yīng)能力，是剩余污泥源頭減量技術(shù)的發(fā)展方向。本文主要開展了以下研究： 1、選擇了MCMP、EM和芽孢桿菌三種微生物菌劑進行污泥直接分解的實驗研究，根據(jù)減量效果最終篩選出MCMP菌劑的效果最好；并應(yīng)用MCMP菌劑進行污水污泥源頭減量控制的研究，在人工配水實驗條件下，投加MCMP菌劑的正交試驗結(jié)果表明，按對污泥減量效果的影響大小的順序為：水力停留時間、菌劑加

5、入量、水溫和污水COD濃度。在模擬SBR實驗裝置中進行MCMP菌劑濃度實驗，最佳的MCMP菌劑加入量為5×10-5菌劑/污水(V/V)左右。 2、通過在江津和長壽污水處理廠分別連續(xù)進行62天和90天的中試研究，進水量為5m2/d。其中，江津幾江污水處理廠的中試結(jié)果表明，投加MCMP菌劑對污泥產(chǎn)生量控制是有效的，投加MCMP菌劑濃度為0.02％和0.04％的試驗裝置運行了近四個月沒有排放污泥，投加MCMP菌劑后的出水水質(zhì)與污水處理

6、廠的正常污水處理的出水水質(zhì)和對照相比無明顯差異，表明投加MCMP菌劑對出水水質(zhì)不會產(chǎn)生明顯影響。長壽污水處理廠的中試研究表明，試驗裝置投加MCMP菌劑0.005％和0.01％連續(xù)運行了二個多月后，試驗裝置的污泥減量率達到81.76％和89.18％；投加MCMP菌劑對出水中總氮、總磷的含量有一定的降低：同時，投加MCMP菌劑不改變污水處理廠的工藝條件，運行參數(shù)。長壽污水處理廠投加MCMP菌劑比未投加MCMP菌劑的污水單位處理成本可以降低0

7、.02元/噸水，具有十分巨大的環(huán)境、社會和經(jīng)濟效益。 3、通過在三峽庫區(qū)江津德感污水處理廠連續(xù)180天的生產(chǎn)試驗，研究了正常生產(chǎn)中應(yīng)用MCMP菌劑進行污泥減量工藝技術(shù)的影響。結(jié)果表明：投加MCMP菌劑0.005％后，污水處理廠的氧化溝內(nèi)污泥總量出現(xiàn)負增長，在沒有排放剩余污泥的情況下，氧化溝內(nèi)污泥總量少于試驗前的污泥總量，污泥減量效果非常顯著，達到預(yù)期的污泥減量80％的目標；MCMP菌劑污泥減量工藝簡單、可靠，具有較好的適應(yīng)性；投

8、加MCMP菌劑后的出水水質(zhì)完全達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B類的要求。但同時發(fā)現(xiàn)，總汞較試驗前提高81％，總砷較試驗前提高110％，總鎳較試驗前提高46％，總鉀較試驗前提高24％，總磷提高7％；總鉻較試驗前減少64％，總氮減少29％，污泥的MLVSS/MLSS值略有降低，SVI值從19.3增加到26.23，為了保證排放的污泥中重金屬含量不超標，在以后的實際生產(chǎn)運行中，需要定期以排泥形式排出含重金屬

9、等污染物的污泥，以保證污水處理的正常運行。有機質(zhì)含量基本一致，活性污泥能夠處于一個良好的狀態(tài)，排出污泥能夠正常進行處理。 4、通過對MCMP菌劑投加前、后活性污泥中微生物的DNA組成變化的分子生物學分析，初步揭示了投加MCMP菌劑后污泥中微生物種類的遺傳多樣性變化。分析結(jié)果表明：污泥微生物群落中的優(yōu)勢菌群種類發(fā)生改變，原有部分微生物優(yōu)勢菌群在投加MCMP菌劑后消失，增加了新的微生物優(yōu)勢菌群，同時部分優(yōu)勢菌群的數(shù)量進一步增加。說明

10、MCMP菌劑影響污水生物處理系統(tǒng)中微生物群落中的優(yōu)勢菌群種類和數(shù)量，使原有活性污泥的功能發(fā)生改變，促進了污泥中有機物的分解成為CO2和H2O，降低了污泥的產(chǎn)率：同時，污水處理效果的穩(wěn)定表明活性污泥中微生物形成一種新的共生平衡關(guān)系。MCMP菌劑對污水污泥減量影響是污水微生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改變與功能的統(tǒng)一。投加MCMP菌劑前、后的污泥形態(tài)學觀察表明，活性污泥的形態(tài)發(fā)生了一定的改變，活性污泥中大顆粒污泥數(shù)量更多，結(jié)構(gòu)更緊密?；钚晕勰嗟男螒B(tài)的變化，

11、在污泥絮體中形成不同環(huán)境條件的物理結(jié)構(gòu)層和分布，使不同的微生物優(yōu)勢菌群有了合適的生存環(huán)境，有利于不同微生物菌群在污泥絮凝體中形成優(yōu)勢菌群，促進活性污泥的功能發(fā)生改變。 5、基于微生態(tài)學結(jié)構(gòu)平衡理論，強化活性污泥微生物群落功能，通過人工植入高效功能種群，實現(xiàn)對活性污泥生物群落的快速演替，從而達到對污水處理微生態(tài)系統(tǒng)功能強化的目的?？梢?，MCMP菌劑的加入優(yōu)化了整個污水處理廠污水生物處理系統(tǒng)中活性污泥微生物群落結(jié)構(gòu)，從而使其功能隨之