利用微型动物削减剩余污泥量的研究

在污水的好氧生物处理过程中会产生大量的剩余污泥。污泥的浓缩、脱水、处理和处置需要花费大量的人力和物力 ,而且如果处置不当 ,很容易对环境造成二次污染。因此 ,最大限度减少剩余污泥的排放成为人们关注的问题。根据生态学的理论 ,加强微型动物对细菌的捕食作用 ,可使能量在从低营养级向高营养级传递过程中有一定的损失 ,同时污泥量得以减少。应用两段式生物反应器或者直接向曝气池中投加微型动物均可达到此目的。本文详细地介绍了这两种方法 ,讨论了各自的优点和不足 ,并指出了未来的发展方向     

污泥减量化技术的研究进展

从现阶段国内外污泥处理与处置在环境和经济方面存在的问题出发，阐明了研究污泥减量技术的紧迫性。根据生物处理工艺中影响剩余污泥产生的可能途径，将污泥减量技术分为降低细菌合成量的解偶联技术、增强微生物利用二次基质进行隐性生长的各种溶胞技术、利用食物链作用强化微型动物对细菌捕食的技术，介绍了各种技术的研究现状，井比较了减量效果和优缺点。     

污泥减量化技术的研究进展

从现阶段国内外污泥处理与处置在环境和经济方面存在的问题出发 ,阐明了研究污泥减量技术的紧迫性。根据生物处理工艺中影响剩余污泥产生的可能途径 ,将污泥减量技术分为降低细菌合成量的解偶联技术、增强微生物利用二次基质进行隐性生长的各种溶胞技术、利用食物链作用强化微型动物对细菌捕食的技术 ,介绍了各种技术的研究现状 ,并比较了减量效果和优缺点     

膜生物反应器工艺中基于生物捕食作用的污泥减量效果研究

采用序批式投加剩余污泥方式,连续34d考察了膜生物反应器(MBR)工艺的污泥减量效果,研究了MBR中微型动物种类与数量的变化规律以及生物捕食作用对污泥减量效果的贡献.研究发现,MBR中出现密度较高的原生动物和后生动物共13种,其中以红斑顠体虫平均密度最高,达到了338.5个/mL；MBR在运行过程中,MBR内的微型动物呈现出“纤毛虫—轮虫—红斑顠体虫”的演替变化规律；MBR内的污泥减量效果与微型动物的种类和数量有关,在试验初始阶段,MBR内污泥质量保持相对稳定,之后随着MBR内红斑顠体虫的快速增殖,开始大量生物捕食其他原生动物和轮虫,MBR内微型动物总量降低,导致试验后期(运行约20 d后)MBR内的污泥质量迅速增加,可见保持MBR内原生动物和后生动物种类与数量的相对稳定是MBR工艺能够长期实现污泥减量的关键.整个试验期间,向MBR中投加的待处理污泥总量为126.9 g,污泥累积减少量为100.2 g,污泥总减量率为78.96％,其中生物捕食作用引起的污泥累积减少量占总的污泥累积减少量的73.9％,是MBR工艺实现污泥减量的主要贡献者.     

污泥减量技术的新进展

占污水处理厂基建和运行费用４０￣６５％的污泥处理和处置,因费用高 及污泥最终处置对环境污染的潜在危害等问题,一直制约着污水处理厂的建设与运行。因此,如何减少剩余污泥的产量已成为污水自理的研究热点。概括介绍了目前在国内外正在研究和开发的新和新工艺。如：原生动物和后生动物摄食细菌的方法,能减少污泥产量６０％以上。对于固定式淹没生物膜法甚至没有剩余污泥产生;微生物强化方法,利用外投优化菌种减少污泥排放量     

多孔载体中微型动物与原位剩余污泥减量的相关性

通过投加多孔载体处理人工配制的生活污水,培养驯化活性污泥挂膜成功后,在稳定运行60 d内,对系统污泥减量效果以及其与载体中微型动物进行了研究。结果表明:系统剩余污泥真实产率为0.054 g SS/g COD,表观产率为0.045~0.052 g SS/g COD之间,剩余污泥真实产率与表观产率基本吻合,稳定运行期间,多孔载体中生物膜生长代谢良好;与传统活性污泥法比较,污泥减量效果明显;固着型纤毛虫和后生动物数量的变化,对剩余污泥浓度影响较大;筛选具有代表性微型动物与系统中剩余污泥浓度进行了相关分析,发现其中钟虫和红斑瓢体虫相关系数最大,分别为0.915和-0.813,可作为剩余污泥浓度的指示性微生物。     

本期推荐

正本期"固体废物处理与资源化"栏目刊发了《生物炭和石墨的电化学性质对剩余污泥厌氧消化产甲烷的影响》(于亚梅,沈雁文,朱南文,袁海平,楼紫阳)一文。自《水污染防治行动计划》颁布以来,城镇污水处理厂剩余污泥的处理处置问题备受关注。作为污泥减量化和稳定化的重要技术,厌氧消化在能源回收方面具有优势。近年来,已有     

蓝藻与污泥混合厌氧发酵产沼气的初步研究

为了实现太湖蓝藻打捞后的快速处置，对厌氧颗粒污泥、消化污泥、剩余污泥与蓝藻混合厌氧发酵产沼气进行了研究。结果表明，蓝藻与污泥混合可以有效促进沼气发酵。在蓝藻与厌氧颗粒污泥物料比为6∶1时，产气效果最佳，沼气产率为73 mL/g VS，平均甲烷含量为69%，最大产气速率为138 mL/d，累计产甲烷量为50 mL CH₄/g干物质，分别是蓝藻与消化污泥、剩余污泥混合发酵时的1.5倍和2.3倍。厌氧颗粒污泥、消化污泥、剩余污泥与蓝藻混合，其VS降解率为11.40%～13.73 %，COD减少了27.97%～46.38%。厌氧发酵对蓝藻藻毒素的含量有较大影响，分别从356、366和244 μg/L降低到检测限5 μg/L 以下。     

活性污泥微型动物群落结构优化的可控途径研究

优化活性污泥微型动物群落的结构实际就是从根本上优化活性污泥的运转效能。优化作用可从以下几个方面着手：为活性污泥中的微型动物提供适合其生长繁殖的运行参数；优化这些生物所需的营养；向活性污泥曝气池中投放微型动物。     

活性污泥微型动物群落结构优化的可控途径研究

优化活性污泥微型动物群落的结构实际就是从根本上优化活性污泥的运转效能。优化作用可从以下几个方面着手 :为活性污泥中的微型动物提供适合其生长繁殖的运行参数 ;优化这些生物所需的营养 ;向活性污泥曝气池中投放微型动物。     

基于微生物新陈代谢过程的污泥原位减量技术进展

解决剩余污泥问题的关键是将污泥原位减量技术(过程处理)与剩余污泥处理处置技术(末端处理)相结合,对污泥实施联合处理。污泥原位减量技术是在保证出水达标的前提下,尽量促进微生物降解有机物产能用于热逸散而非增殖的一种污水处理技术,其(非生物捕食)主要通过溶胞-隐性生长、解耦联代谢和维持代谢等方式影响污泥中微生物的增殖、衰亡和水解,进而降低剩余污泥产量。为系统了解当前污泥减量技术的驱动机制及关键问题,在分析污泥增殖和微生物新陈代谢途径的基础上,梳理了减量技术对微生物生长(电子受体、代谢解偶联及维持能)、衰减(饥饿、噬菌体、温度、辐射、极端环境及生物抗性)及水解(水解及水解强化)的影响机制及内部驱动,明确了基于微生物代谢过程的减量技术的不足及其对污水处理效果的影响;在总结各类原位减量技术利弊的基础上,展望了污泥原位减量技术的应用前景。     

灭菌预处理污泥及其滤液产氢发酵的比较研究

剩余污泥中的固态物质包含大量的蛋白质和多聚糖等有机质，一直被认为是一种具有潜力的生物制氢原料。灭菌预处理的剩余污泥会释放出大量的有机质，真空抽滤后去除掉污泥中固态物质得到滤液。将预处理污泥与滤液分别作为底物，接种产氢菌Pseudomonas sp. GZ1后产氢发酵。测定2种不同底物发酵反应过程中氢气的产量，以及底物的变化（SCOD、可溶性蛋白质、总糖、pH值）。实验结果表明，利用预处理后的污泥滤液作为底物能够有效提高氢气产量。滤液发酵的产氢量达到了4.44 mg H₂/g COD，比预处理污泥直接发酵提高了近3.3倍。本实验证明污泥中的固态物质在发酵过程中能释放出更多的营养物质，但实际上并不能被产氢菌有效地利用产生更多的氢气，并对其原因进行了探讨。     

高效代谢解偶联剂的筛选及对SBR系统综合运行效能的影响

活性污泥法是最常用的污水处理技术,但它同时会产生大量的剩余污泥,需要进行额外的处理和处置.活性污泥的解偶联代谢能有效地减少剩余污泥的产量.比较了5种代谢解偶联剂,即2,4-二硝基苯酚(DNP)、邻氨基苯酚(AP)、2,4,6-三氯苯酚(TCP)、3,3',4,5-四氯水杨酰苯胺(TCS)、丙二酸的污泥减量效果和对COD去除能力的影响.结果表明,当它们在各自的最佳质量浓度20、1 5、4、1.2、15 mg/L时,污泥的表观增长系数分别降低了62.39%、63.75%、59.40%、34.58%和53.75%,而COD去除率仅有轻微下降.重点研究了15 mg/L的丙二酸和4 mg/L的TCP对SBR系统运行效能和污泥沉降性能的影响.发现在长期运行过程中,两者都能有效降低系统的污泥产量,而对COD去除率的影响较低,但使用丙二酸6 d后极大地影响了污泥的沉降性能,而TCP对污泥的沉降性能影响很小.     

污泥水解酸化过程中污染物的释出及其影响因素研究

为了回收利用污泥中的有机物、氮和磷，研究了将厌氧污泥接种到吸附了污染物质的剩余污泥中，对污泥水解酸化的促进以及污泥中微生物所摄取污染物质的释出规律；揭示了厌氧条件下发酵时间、污泥量、pH和热处理对污染物释出的影响。结果表明，接种24 h后污染物被大量释放出来；在发酵时间为24 h条件下，污染物释出量与污泥质量成正比；吸附了污染物的剩余污泥相对含量越高，释磷量越大；污泥厌氧发酵时，碱性条件下有机物和正磷酸盐的释出量大于酸性条件，加碱调高pH可有效促进氨氮的释出；对吸附了污染物的剩余污泥进行短时热处理可有效缩短其厌氧发酵时污染物的释出时间。结果表明，控制污泥厌氧水解发酵条件可以促进污染物的释出，有利于下一步的回收。     

生物沥浸污泥深度脱水后自然干化与焚烧处置效果及影响因素

脱水污泥的干化效果对污泥后续焚烧处置及资源化有重要影响。比较了生物沥浸处理后深度脱水污泥与常规脱水污泥的水分蒸发速率差异，以评价其干化效果。在此基础上，对城市污泥生物沥浸示范工程中得到的有机质含量为44％（干物质计），干基高位热值为9250kJ／kg，含水率≤32％，颗粒粒径≤8mm的污泥样品，采用小型循环流化床焚烧炉（内径600mm，高度6500mm，污泥给料量200kg／h）进行焚烧处置初步研究。结果表明，在同样干化时间下，生物沥浸后脱水污泥相对于常规脱水污泥有较快的水分蒸发速度。在保证污泥颗粒在流化床炉内达到较好的流化状态前提下，该生物沥浸污泥可以在流化床炉内实现自持焚烧，相应流化床炉温可以被恒定维持在850℃左右。焚烧后残渣热灼减率为2．36％。同时发现，污泥有机质含量、污泥含水率、污泥的颗粒破碎度、流化床布风板风量等因素共同决定着城市污泥的自持焚烧效果。此研究将为城市污泥生物沥浸后期焚烧资源化应用提供必要的参数支持及合适的运行建议。     

蚯蚓直接处理城市剩余污泥的研究

以城市剩余污泥为饲料，根据蚯蚓的繁殖、生长时间，定时引出成蚓换料连续饲养，并改变留在原泥中蚓卵的生存环境来控制卵的发育之蚯蚓养殖方法，并对城市剩余污泥直接饲养蚯蚓的可行性及其重金属转移规律进行研究。结果表明，城市剩余污泥直接饲养蚯蚓是可行的；饲养过程中蚯蚓体内的重金属浓度随着饲养时间而上升，至4个月左右，蚯蚓体内重金属浓度达到极限，且该养殖法具有蚯蚓产量低，对蚯蚓具有易于处理和处置的优点。     

CPAM调质浓缩污泥脱水的影响因素及其机理研究

污水处理厂剩余污泥的处置是当前业界的热点。研究了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)调质浓缩污泥脱水的一些影响因素，如药剂投加量、污泥pH值、环境温度、搅拌条件等。同时，还对污泥絮凝脱水机理进行了一定的探讨。研究表明：阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)作为浓缩污泥脱水剂，在优化投加量下、污泥pH值在5.0～7.5、低速搅拌时，有较好的脱水效果。环境温度对污泥的脱水效果也有一定的影响，夏天处理优于冬天处理。     

用污泥生物指数评价活性污泥的运转效能

污泥生物指数(SBI)由对活性污泥混合液中微型动物群落结构的分析得出,用于评价活性污泥的运转效能。SBI为0~10的生物指数,分为4个质量等级,为一客观的指数。此方法的优点在于通过对微型动物的日常检验,就能对活性污泥的运行状况给出一量化且客观的评价。     

不同生物营养物处理工艺剩余污泥中温水解特性

为了解不同生物营养物处理（BNR）工艺剩余污泥性质差异及其中温水解特性，采用序批式实验研究了来源于Orbal氧化沟（OD）和倒置A2／O工艺剩余污泥在中温水解过程中污泥浓度、营养物释放、污泥粒径、污泥絮凝性、污泥比阻及污泥胞外聚合物（EPS）的历时变化。结果表明，相同泥龄（约18d）条件下，OrbalOD剩余污泥氮含量较高，倒置A2／O剩余污泥磷含量较高，两者VSS／SS均低于0．6，导致中温水解过程污泥减量空间有限、氮磷释放速率不同。此外，尽管倒置A2／O工艺剩余污泥絮体尺寸及絮凝能力明显大于OrbalOD工艺剩余污泥的对应值，但两污泥比阻相近。中温水解过程中，两污泥絮体的尺寸均变小、絮凝能力均降低、比阻均增高；两者的胞外聚合物均呈现增高再降低趋势，且蛋白质均占EPS质量的75％以上，为主要的胞外物质。     

超声波处理回流剩余污泥对SBR工艺的污泥减量效能

在SBR中试系统中,采用较高声能密度较短时间的超声波处理剩余污泥后回流至系统连续运行20 d的方式进行污泥减量,通过分析测定系统MLSS、累计排泥量以及系统出水水质指标,考察了系统污泥减量效果及污泥回流对系统污水处理效果的影响。结果表明,对SBR系统2/3的剩余污泥用声能密度为1 W/mL的超声波预处理6 min后回流至SBR系统。SBR系统最终需处置的污泥量减少了45.64%,获得了理想的污泥减量效果。污泥回流后SBR系统对SS、COD、TN以及NH4+-N的去除效果均无明显变化,仅出水TP含量略高于对照的SBR,出水水质仍能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。