污泥减量化技术研究进展.docx

污泥减量化技术研究进展摘要：本文从代谢解偶联、微型动物捕食作用、微生物隐性生长三个方面介绍了污泥减量化技术的原理和方法。并分析了这些技术在国内外的发展和应用情况。关键词：污泥减量；代谢解偶联；微生物；剩余污泥中图分类号：X703文献标识码：A污泥减量化是20世纪90年代提出的对剩余污泥处置的新概念。污泥减量化技术是指通过物理、化学和生物等手段使整个生物处理系统中污泥产量减少主要包括围绕降低细菌合成量的代谢解偶联技术、增强微生物隐性生长的各种溶胞技术和强化微型动物捕食细菌的技术。1基于代谢解偶联的污泥减量化技术微生物学家认为正常情况下生物的分解代谢和合成代谢是由腺苷三磷酸(ATP)和腺苷二磷酸(ADP)之间的转化而联系在一起的细胞产量和分解代谢产生的能量直接相关。但在某些条件下如存在质子载体、重金属、异常温度和好氧一厌氧交替循环时底物被氧化的同时ATP不大量合成或者合成以后迅速由其它途径释放即分解代谢和合成代谢解偶联从而使细菌在保持正常分解底物的同时表观产率系数降低污泥产生量减少了。1.1投加解偶联剂在活性污泥工艺中使用代谢解偶联剂可以使污泥的合成代谢受到抑制而分解代谢的能力基本不受影响。该过程中污染物质(BOD)主要被氧化成CO2和水仅有少部分转化成新细胞。上世纪90年代开始利用活性污泥解偶联代谢来减少污泥产量开始得到人们的关注。近年来国际上的研究热点主要集中在选择高效的代谢解偶联剂即在较低浓度下就能抑制污泥的合成代谢同时又尽量不影响污泥的分解代谢能力。目前研究较多的解偶联剂是氯代酚硝基酚氨基酚、甲基酚和四氯水杨苯胺。Low、Chen等在实验室中研究了10多种代谢解偶联剂的效果发现当对硝基苯酚、三氯苯酚、四氯水杨苯胺(TCS)的浓度分别在100、5和0.8mg／L时污泥产量分别减少了62％50％和78％而污水的处理效果只下降了10％―15％。Yang等报道在邻氯酚、间氯酚、间硝基苯酚和对硝基苯酚四种化合物中间硝基苯酚的污泥减量效果最好。国内对这方面的研究已开始起步哈尔滨工业大学的王宝贞教授中科院生态环境研究中心的魏源送、樊耀波教授也曾详细研究和探讨过解偶联代谢技术用于污泥减量化的问题。总体而言国内在这方面的研究主要是在污泥减量效果和废水处理效果两种情况下来选择高效解偶联剂。解偶联剂的优势是不需要对现有污水处理工艺作大的改进只需增设投药装置即可。存在的问题是：①需要更多的氧去氧化未能转化成污泥的有机物对氧的需求量增大；②长时间用药后微生物被驯化解偶联效率变低。应当指出大部分有机质子载体是非生物性的对环境可能有毒应当慎重使用。1.2好氧－沉淀－厌氧(OSA)在厌氧、好氧交替改变的环境下微生物的表观产率系数减少。因为好氧微生物在底物过量的好氧段所产生的ATP不能立即用于合成代谢而是在底物缺乏的厌氧段作为维持能被消耗。OSA工艺是在CAS(传统活性污泥法)工艺的污泥回流过程中进行厌氧消化为微生物提供了一个好氧、厌氧交替改变的环境从而达到降低污泥产量的目的。Westgarth等人首次报道了在高效活性污泥工艺中插入厌氧段可减少一半的剩余污泥量。此后Chu－doba等人对OSA工艺进行了大量的研究发现OSA工艺的污泥产量从CAS的0.28－0.47kgsS／kg-COD降低到0.13―0.29kgSS／kgCOD比污泥产率降低了20％－65％SVI值也比CAS工艺低有效地改善了污泥的沉降性能。此外由于OSA工艺和除磷的工艺流程相似因而有利于除磷菌的生长对磷的去除效率高。OSA工艺的优越性只能在进水有机物浓度较高时才能体现；若进水有机物浓度较低则OSA工艺的污泥产率系数和常规活性污泥法相差不大。2基于微型动物捕食作用的污泥减量化技术根据生态学理论物质和能量在食物链传递过程中逐渐递减因此理论上通过延长食物链或强化微型动物的捕食作用能够达到污泥减量的目的。2.1直接接种微型动物现阶段国内外利用微型动物进行污泥减量的研究主要集中在寡毛纲环节动物如仙女虫、红斑瓢体虫、蚯蚓等体形较大的后生动物。Rensink等人在填料分别为炉渣和塑料的滴滤池中处理污水处理厂的回流污泥发现接种颤蚓(Tubificidae)后污泥减产量分别从未接种的10％～15％和10％增加至10％～50％和10％～45％。同样他们在填有塑料填料的CAS中接种颤蚓处理沉淀了的生活污水结果污泥产量从未接种的0.40gMLSS／gCOD下降到0.15gMLSS／gCOD。直接接种微型动物具有能耗低、资金投入低的优点但由于对微型动物在反应器中长期生长状况的研究还不多将其用于实际的污