【正文】 營(yíng)養(yǎng)級(jí)上,而不能通過(guò)向更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞使生物量減少,這是形成大量剩余活性污泥的根本原因。利用微型動(dòng)物對(duì)污泥進(jìn)行減量可從以下三個(gè)方面著手研究，一是利用微型動(dòng)物在食物鏈中的捕食作用；二是直接利用微型動(dòng)物對(duì)污泥的攝食和消化,在減少污泥的容量的同時(shí)增加污泥的可溶性；三是利用微型動(dòng)物來(lái)增強(qiáng)細(xì)菌的活性或增加有活性的細(xì)菌的數(shù)量,從而增強(qiáng)細(xì)菌的自身氧化和代謝能力。 微型動(dòng)物減少剩余污泥量微型動(dòng)物削減剩余污泥量的機(jī)理就是生態(tài)學(xué)的理論,食物鏈越長(zhǎng),能量在傳遞過(guò)程中被消耗的比例就越大,最終在系統(tǒng)中存在的生物量就越少。酶一方面能夠溶解細(xì)菌的細(xì)胞,同時(shí)還可以使不容易生物降解的大分子有機(jī)物分解為小分子物質(zhì),有利于細(xì)菌利用二次基質(zhì)。壓力利用壓力使細(xì)菌的細(xì)胞壁在機(jī)械壓力的作用下破碎,從而使細(xì)胞內(nèi)含物溶于水中。超聲波超聲波處理(如240 W ,20 kHz ,800 s)只是從物理角度對(duì)細(xì)胞進(jìn)行破碎,和投加堿相比,在短時(shí)間內(nèi)有迅速釋放細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的優(yōu)勢(shì),但在促進(jìn)細(xì)胞破碎后固體碎的水解卻不如投加堿和加熱。70 —95 ℃時(shí)蛋白質(zhì)變性。50 —70 ℃時(shí)DNA 被破壞。 物理溶胞技術(shù)加 熱 不同溫度下,細(xì)胞被破壞的部位不同。 酸、堿酸堿可以使細(xì)胞壁溶解釋放細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)，相同pH 條件下, H SO4 的溶胞效果要優(yōu)于HCl ,NaOH 的效果要優(yōu)于KOH。 氯 氣和臭氧相同,利用其氧化性對(duì)細(xì)胞進(jìn)行氧化,促進(jìn)溶胞?？梢?jiàn)在相對(duì)長(zhǎng)的θc下的純氧曝氣工藝有利于減少剩余污泥量。許多研究表明，θc 在活性污泥工藝中是最重要的運(yùn)行參數(shù)。但是,臭氧濃度較高會(huì)使SVI(污泥體積指數(shù))值迅速下降到開(kāi)始的40 % ,影響污泥的沉降性能。d)時(shí)則無(wú)剩余污泥產(chǎn)生。Kamiya 和Hirotsuji 的研究表明,當(dāng)曝氣池中的臭氧劑量為10 mg/(gMLSS利用各種溶胞技術(shù),使細(xì)菌能夠迅速死亡并分解成為基質(zhì)再次被其他細(xì)菌所利用,是在污泥減量過(guò)程中廣為應(yīng)用的手段。 溶解細(xì)胞法在傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程中的污泥回流線上增加相關(guān)處理裝置，通過(guò)溶胞強(qiáng)化細(xì)菌的自身氧化，增強(qiáng)細(xì)菌的隱性生長(zhǎng)。還有張全等人 采用好氧—沉淀—微氧活性污泥工藝使污泥量由80 %減少為15 %～20 % ,系統(tǒng)基本上可做到無(wú)污泥排放。Chudoba 等人 比較了OSA工藝和傳統(tǒng)活性污泥工藝的污泥產(chǎn)量,發(fā)OSA工藝的比污泥產(chǎn)率降低了20 %～65 % , S V I 值也比傳統(tǒng)活性污泥工藝低。 好氧—沉淀—厭氧(OSA)工藝在污泥的回流過(guò)程中插入一級(jí)厭氧生物反應(yīng)器，這種工藝已經(jīng)用來(lái)成功地抑制污泥的絲狀膨脹的發(fā)生，可減少一半的剩余污泥產(chǎn)量，好氧—厭氧循環(huán)方法被用于活性污泥工藝中剩余污泥的減量化。Abbassi等人 最近報(bào)道，當(dāng)小試規(guī)模的傳統(tǒng)活性污泥反應(yīng)器的溶解氧從 。高溶解氧活性污泥工藝能有效地抑制絲狀菌的發(fā)展，純氧活性污泥工藝即使在高污泥負(fù)荷率下,也可比傳統(tǒng)的空氣活性污泥工藝減少污泥量54 %。高S0/X0條件下解偶聯(lián)還不能用于實(shí)際的污水處理, 微生物產(chǎn)生的不完全代謝的產(chǎn)物還可能對(duì)整個(gè)處理過(guò)程產(chǎn)生影響，而且要求相對(duì)高的S0/X0值(8—10)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際活性污泥法處理污水時(shí)的情況(F/M=—)。解偶聯(lián)機(jī)理有兩種解釋:一是積累的能量通過(guò)粒子(如質(zhì)子、鉀離子)在細(xì)胞膜兩側(cè)的傳遞削弱了跨膜電勢(shì),隨后發(fā)氧化磷酸化解偶聯(lián)。(4)解偶聯(lián)劑在實(shí)際應(yīng)用中的最大弊端是環(huán)境問(wèn)題，解偶聯(lián)劑通常是難降解的有毒物，可能發(fā)生二次污染。(2)當(dāng)加入解偶聯(lián)劑后,需要更多的氧去氧化未能轉(zhuǎn)化成污泥的有機(jī)物,從而使得供氧量增加。上述結(jié)果表明,采用化學(xué)解耦聯(lián)劑來(lái)降低活性污泥工藝中的剩余污泥產(chǎn)量,以降低污泥的處理與處置費(fèi)用這種方法有發(fā)展前景,值得進(jìn)一步地深入研究。如: TCS解偶聯(lián)劑(3 ,3′,4′,5－四氯水楊酰苯胺)能有效降低剩余污泥產(chǎn)量,只要在反應(yīng)器中保持TCS 一定的濃度,就能降低剩余污泥的產(chǎn)率。 投加解偶聯(lián)劑解偶聯(lián)劑能起到解偶聯(lián)氧化磷酸化作用,限制細(xì)胞捕獲能量,從而抑制細(xì)胞的生長(zhǎng),故能減少污泥產(chǎn)量。能量解偶聯(lián)的特殊性在于它是微生物對(duì)底物的分解和再生,而沒(méi)有細(xì)胞質(zhì)量的相應(yīng)變化。微生物學(xué)家認(rèn)為,細(xì)胞產(chǎn)量和分解代謝產(chǎn)生的能量直接相關(guān),但在某些條件下,如存在質(zhì)子載體、重金屬、異常溫度和好氧—厭氧交替循環(huán)時(shí),呼吸超過(guò)了ATP 產(chǎn)量,即分解代謝和合成代謝解偶聯(lián) ,此時(shí)微生物能過(guò)量消耗底物,底物的消耗速率很高。目前污泥減量化的方法 解偶聯(lián)機(jī)理：三磷酸腺苷(ATP)是鍵能轉(zhuǎn)移的主要途徑,是能量轉(zhuǎn)移反應(yīng)的中心，微生物的合成代謝通過(guò)呼吸與底物的分解代謝進(jìn)行偶聯(lián),當(dāng)呼吸控制不存在,生物合成速率成為速率控制因素時(shí),解偶聯(lián)新陳代謝就會(huì)發(fā)生,并且在微生物新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的剩余能量沒(méi)有被用來(lái)合成生物體。因此,在能量解偶聯(lián)條件下活性污泥的產(chǎn)率下降,污泥產(chǎn)量也隨之降低。能量解偶聯(lián)的特殊性在于它是微生物對(duì)底物的分解和再生,而沒(méi)有細(xì)胞質(zhì)量的相應(yīng)變化。Cook 和報(bào)道,在完全停止生長(zhǎng)時(shí)細(xì)菌利用能源的速率比對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的高三分之一,這表明細(xì)胞能通過(guò)消耗膜電勢(shì)、ATP 水解和無(wú)效循環(huán)處置其胞內(nèi)能量。 解偶聯(lián)代謝代謝是生物化學(xué)轉(zhuǎn)化的總稱,分為分解代謝和合成代謝。內(nèi)源代謝的主要優(yōu)勢(shì)在于進(jìn)入的基質(zhì)最終被呼吸成為二氧化碳和水,使生物量下降。Herbert 在1956 年提出,維持能量可通過(guò)內(nèi)源代謝來(lái)提供,部分細(xì)胞被氧化而產(chǎn)生維持能量。顯而易見(jiàn)，任何有利于減少剩余污泥的措施都將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。一般每去除1kg的 就產(chǎn)生15~100L活性污泥，這些污泥含水率達(dá)到。焚燒處置雖可使污泥體積大幅減小,且可滅菌,但焚燒設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用都比較大。此外,污泥中還含有病原體、寄生蟲(chóng)卵等, 如農(nóng)業(yè)利用不當(dāng),將對(duì)人類的健康造成嚴(yán)重的危害。但這些方法都無(wú)一例外地存在弊端。這些污泥一般富含有機(jī)物、病菌等,若不加處理隨意堆放,將對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生新的污染。污泥中的固體有的是截留下來(lái)的懸浮物質(zhì),有的是由生物處理系統(tǒng)排出的生物污泥,有的則是因投加藥劑而形成的化學(xué)泥， % —1 %左右。合適的物質(zhì)環(huán)境和運(yùn)行工藝將減少剩余污泥產(chǎn)量，但是，不管選用哪種方法他都將對(duì)微生物群產(chǎn)生一定影響，而且還會(huì)增加處理后的水含氮濃度。第二篇：污水處理廠污泥減量化摘要：對(duì)剩余污泥的處理在污水處理中占用昂貴的費(fèi)用，基于經(jīng)濟(jì)環(huán)境和其它因素的考慮，如何解決剩余污泥的問(wèn)題正是我們面臨的挑戰(zhàn)。以后將有更多剩余污泥減量化新工藝、新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究。人們根據(jù)上述的方法進(jìn)一步改善提出的理想目標(biāo)：無(wú)剩余污泥。污泥減量是污水處理中研究的熱點(diǎn)，人們提出了很多方法去除剩余污泥，有的是在試驗(yàn)中取得良好的效果，有的已經(jīng)運(yùn)用于生產(chǎn)實(shí)踐。小結(jié)在將污水處理看成一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程之后,根據(jù)“清潔生產(chǎn)”的原則,對(duì)污泥從源頭進(jìn)行控制。運(yùn)行結(jié)果顯示：對(duì)化工污泥和煉油污泥有良好的去除率，和良好的穩(wěn)定性，經(jīng)過(guò)處理之后的污泥中的水分被釋放出來(lái)，從而有利于污泥的沉降，減少了污泥的體積。新的進(jìn)展：濕式——氧化兩相技術(shù)（WAO）將溶解和懸浮在水中的有機(jī)物和還原性無(wú)機(jī)物，在液態(tài)下加壓加溫，并且利用空氣中的氧氣將其氧化分解的以達(dá)到減少污泥產(chǎn)量的目的。菌種是經(jīng)過(guò)馴化的, 能夠構(gòu)成食物鏈的一組微生物菌群, 以干污泥的形式作為接種污泥, 從而加快微生物的培養(yǎng)。每個(gè)單元設(shè)有單獨(dú)控制的曝氣裝置, 和單獨(dú)的填料框架和填料。多級(jí)活性生化處理工藝其實(shí)它也是生物法的一種，只是在運(yùn)行設(shè)備上的改進(jìn)，得以使剩余污泥為“零”排放。污泥機(jī)械破碎法把機(jī)械濃縮之后的污泥用機(jī)械破碎（如一般的食品粉碎機(jī)），把破碎之后的污泥在匯流到暴氣池，污泥破碎后，部分成為可溶性物質(zhì)，因此破碎污泥的濃度下降而上清液濃度上升。第三格、第四格內(nèi)原生動(dòng)物又被后生動(dòng)物吞食，死后的后生動(dòng)物被細(xì)菌分解。多級(jí)串聯(lián)接觸曝氣法把曝氣池分隔成若干格，相互間具有一定的獨(dú)立性，并在其中掛上填料，填料要選用易掛膜不易脫落的品種。有研究表示， 左右是保證“零”污泥的條件，換句話說(shuō)，由臭氧處理過(guò)的約1/ 3 的污泥在曝氣槽內(nèi)被生物分解而無(wú)機(jī)化(氣體化),殘余的2/ 3又變換為活性污泥。用臭氧對(duì)污泥進(jìn)行處理,細(xì)菌被殺死,細(xì)胞壁被破壞,細(xì)胞質(zhì)溶出,便于生物分解。由于這些研究尚處于起步階段,要將這些觀念和方法應(yīng)用于具體的工程實(shí)踐,仍有很多問(wèn)題需要解決。據(jù)估算,生態(tài)濾床處理剩余污泥的工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用可比常規(guī)方法大幅度節(jié)省,具有工程應(yīng)用潛力。剩余污泥經(jīng)蚯蚓污泥穩(wěn)定床處理后,可全部被生態(tài)系統(tǒng)吸收利用和轉(zhuǎn)化,具有流程簡(jiǎn)單、管理方便、無(wú)二次污染、造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用低廉、副產(chǎn)物具有經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值等特點(diǎn)。②蚓糞是高效農(nóng)肥和土壤改良劑。還有一種蚯蚓生態(tài)床處理剩余污泥。d)后,可能會(huì)對(duì)紅斑螵體蟲(chóng)的出現(xiàn)造成影響。當(dāng)排泥量 3d方可使紅斑螵體蟲(chóng)保持在反應(yīng)器中,而這在活性污泥處理系統(tǒng)中是容易做到的。二是進(jìn)水負(fù)荷,通常在負(fù)荷較低情況下容易出現(xiàn)原生動(dòng)物和后生動(dòng)物當(dāng)每天排泥占反應(yīng)器體積的36%左右時(shí),可將每天新增的紅斑螵體蟲(chóng)排出。另外，還有紅斑螵體蟲(chóng)在活性污泥系統(tǒng)的曝氣池中較為常見(jiàn)。但由于這些蚓類在曝氣池中的數(shù)量變動(dòng)劇烈,且沒(méi)有規(guī)律,無(wú)法人為控制,所以還不能直接應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。人們發(fā)現(xiàn)伴隨著一種仙女蟲(chóng)(Naiselinguis)大量發(fā)生,污泥的產(chǎn)量顯著減少,用于曝氣所需的能量也大大降低。應(yīng)用兩段式生物反應(yīng)器或者直接向曝氣池中投加微型動(dòng)物以削減剩余污泥量在理論上是可行的,在試驗(yàn)中也取得了較為理想的結(jié)果。Lee 認(rèn)為相對(duì)原生動(dòng)物而言,輪蟲(chóng)在削減剩余污泥量的過(guò)程中可能起著更大的作用,因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)當(dāng)輪蟲(chóng)的數(shù)量占優(yōu)勢(shì)時(shí),剩余污泥的產(chǎn)量最小。HRT 需要足夠長(zhǎng),以免細(xì)菌隨水流沖走,但又不能過(guò)長(zhǎng),否則會(huì)形成細(xì)菌聚集體以及出現(xiàn)大量微型動(dòng)物。R2 反應(yīng)器則專為捕食者設(shè)計(jì),此階段泥齡較長(zhǎng),有著適合于微型動(dòng)物增殖的環(huán)境條件。這種反應(yīng)器由第一階段的分散培養(yǎng)反應(yīng)器R1 和第二階段的捕食反應(yīng)器R2 組成。曝氣池中的后生動(dòng)物數(shù)量較少,不能大量消耗菌膠團(tuán)，（菌膠團(tuán)是構(gòu)成活性污泥絮狀體的主要成分,有很強(qiáng)的吸附、氧化有機(jī)物的能力），這使得在活性污泥生態(tài)系統(tǒng)中,物質(zhì)和能量的傳遞并不順暢,絕大部分物質(zhì)和能量停留在初級(jí)消費(fèi)者———細(xì)菌這個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)上,而不能通過(guò)向更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞使生物量減少,這是形成大量剩余活性污泥的根本原因。利用微型動(dòng)物對(duì)污泥進(jìn)行減量可從以下三個(gè)方面著手研究，一是利用微型動(dòng)物在食物鏈中的捕食作用；二是直接利用微型動(dòng)物對(duì)污泥的攝食和消化,在減少污泥的容量的同時(shí)增加污泥的可溶性；三是利用微型動(dòng)物來(lái)增強(qiáng)細(xì)菌的活性或增加有活性的細(xì)菌的數(shù)量,從而增強(qiáng)細(xì)菌的自身氧化和代謝能力。 微型動(dòng)物減少剩余污泥量微型動(dòng)物削減剩余污泥量的機(jī)理就是生態(tài)學(xué)的理論,食物鏈越長(zhǎng),能量在傳遞過(guò)程中被消耗的比例就越大,最終在系統(tǒng)中存在的生物量就越少。酶一方面能夠溶解細(xì)菌的細(xì)胞,同時(shí)還可以使不容易生物降解的大分子有機(jī)物分解為小分子物質(zhì),有利于細(xì)菌利用二次基質(zhì)。壓力利用壓力使細(xì)菌的細(xì)胞壁在機(jī)械壓力的作用下破碎,從而使細(xì)胞內(nèi)含物溶于水中。超聲波超聲波處理(如240 W ,20 kHz ,800 s)只是從物理角度對(duì)細(xì)胞進(jìn)行破碎,和投加堿相比,在短時(shí)間內(nèi)有迅速釋放細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的優(yōu)勢(shì),但在促進(jìn)細(xì)胞破碎后固體碎的水解卻不如投加堿和加熱。70 —95 ℃時(shí)蛋白質(zhì)變性。50 —70 ℃時(shí)DNA 被破壞。 物理溶胞技術(shù)加 熱不同溫度下,細(xì)胞被破壞的部位不同。 酸、堿酸堿可以使細(xì)胞壁溶解釋放細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)，相同pH 條件下, H SO4 的溶胞效果要優(yōu)于HCl ,NaOH 的效果要優(yōu)于KOH。 氯 氣和臭氧相同,利用其氧化性對(duì)細(xì)胞進(jìn)行氧化,促進(jìn)溶胞。可見(jiàn)在相對(duì)長(zhǎng)的θc下的純氧曝氣工藝有利于減少剩余污泥量。許多研究表明，θc 在活性污泥工藝中是最重要的運(yùn)行參數(shù)。但是,臭氧濃度較高會(huì)使SVI(污泥體積指數(shù))值迅速下降到開(kāi)始的40 % ,影響污泥的沉降性能。d)時(shí)則無(wú)剩余污泥產(chǎn)生。Kamiya 和Hirotsuji 的研究表明,當(dāng)曝氣池中的臭氧劑量為10 mg/(gMLSS利用各種溶胞技術(shù),使細(xì)菌能夠迅速死亡并分解成為基質(zhì)再次被其他細(xì)菌所利用,是在污泥減量過(guò)程中廣為應(yīng)用的手段。溶解細(xì)胞法在傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程中的污泥回流線上增加相關(guān)處理裝置，通過(guò)溶胞強(qiáng)化細(xì)菌的自身氧化，增強(qiáng)細(xì)菌的隱性生長(zhǎng)。還有張全等人采用好氧—沉淀—微氧活性污泥工藝使污泥量由80 %減少為15 %～20 % ,系統(tǒng)基本上可做到無(wú)污泥排放。Chudoba 等人比較了OSA工藝和傳統(tǒng)活性污泥工藝的污泥產(chǎn)量,發(fā)OSA工藝的比污泥產(chǎn)率降低了20 %～65 % , S V I 值也比傳統(tǒng)活性污泥工藝低。好氧—沉淀—厭氧(OSA)工藝在污泥的回流過(guò)程中插入一級(jí)厭氧生物反應(yīng)器，這種工藝已經(jīng)用來(lái)成功地抑制污泥的絲狀膨脹的發(fā)生，可減少一半的剩余污泥產(chǎn)量，好氧—厭氧循環(huán)方法被用于活性污泥工藝中剩余污泥的減量化。Abbassi等人最近報(bào)道，當(dāng)小試規(guī)模的傳統(tǒng)活性污泥反應(yīng)器的溶解氧從 。高溶解氧活性污泥工藝能有效地抑制絲狀菌的發(fā)展，純氧活性污泥工藝即使在高污泥負(fù)荷率下,也可比傳統(tǒng)的空氣活性污泥工藝減少污泥