用復合微生物對污水處理中產生的污泥減量的效果研究

肖 麗（山東億安生物工程有限公司,濟南 250014）

用復合微生物對污水處理中產生的污泥減量的效果研究

肖 麗
（山東億安生物工程有限公司,濟南 250014）

摘 要:在污水處理中施用復合微生物對生物污泥可產生明顯的減量作用。分析了復合微生物及對污泥減量作用的機理。列舉了幾處應用復合微生物法處理污水以減量污泥的實例，并進行了分析；對今后的應用前景提出了展望。

關鍵詞:污水處理；生物污泥；減量；復合微生物

現在世界上85%以上的污水處理廠是應用活性污泥法來處理污水，這種方法最大的弊端是污水處理的同時會產生巨大數量的剩余污泥。剩余污泥中的固形物有截留下的懸浮物，有生物處理系統產生的生物污泥，有因添加化學絮凝劑而產生的化學泥，污水處理廠產生的污泥量大約為所處理的污水體積的0.15～1%。現在的污泥的處理及處置，就是通過適當的技術措施，使其得到再利用或是將其的環境的損害程度降低后再投放到自然環境中。這些污泥富含有機物、病毒、重金屬等，如不加以處理而隨意堆放，將對周圍環境產生再次污染。

目前對污泥的處理方法有：埋地、焚燒、農用等。但這些方法也都存在其他弊端。且現行方法的處理成本很高，一般占到污水處理廠運行費用的30%～60%左右。歐美國家每年用于處理剩余污泥的費用資金就高達幾十億人民幣。因此，尋找更好的剩余污泥的處理處置方案，一直是污水處理行業的重要研究領域。

當前關于污泥減量技術的研究在國內外一直停留在已產生污泥的處理上或者通過溶胞技術進行的化學物質的投加，或者在生化過程中通過投加能量解偶聯和物質解偶聯化學藥劑的研究上，對于生化處理系統的研究也停留在通過工藝的調整完成污泥減量化的研究上，并沒有進行微生物共生的研究也沒有將生物共生技術和工藝研究結合進行的污泥減量化研究。

1 復合微生物污泥減量的技術原理

復合微生物，由光合細菌、乳酸菌、酵母菌、硝化菌、反硝化菌等五屬十科五十多種微生物組成，結構穩定，性能顯著，用于污水處理中可顯著減少污泥產量，因其可降低BOD、COD、脫氮、除磷，將有機物、含氮物等分解為CO2、H2O、N2等。復合微生物對活性污泥的減量作用通過以下機理達到其效果。

1.1 脫碳機理

污水處理過程中的活性生物的結構和功能中心是起絮凝作用的菌膠團，菌膠團中各種微生物之間是食物鏈的關系。污水中的有機物先吸附到含有大量微生物的菌膠團表面，與菌膠團中的微生物進行細胞表面的接觸，小分子有機物直接穿過細胞膜進行微生物體內，糖類、蛋白質等大分子有機物通過細胞膜上的透膜酶而進入微生物體內。進入微生物內部，在各種細胞內酶，如氧化酶、脫氫酶等的催化作用下，被微生物分解代謝。

脫碳主要在細胞中的好氧區域發生。一部分有機物被微生物逐步氧化分解，最終成為CO2和H2O等穩定的無機物質，并從此過程中獲得生存所需要的能量。還有一部分有機污染物通過合成代謝形成了新細胞的組分。微生物通過合成代謝和分解代謝，從而去除了污水中的有機物，即達到了脫碳的目的。

1.2 脫氮機理

在污水中，氮主要以有機氮（如：蛋白質、氨基酸、尿素等）和氨態氮的形式存在。含氮化合物通過微生物的作用，連續發生氨化反應、硝化反應和反硝化反應，最終轉化為穩定無害的N2，排入大氣，從而達到脫氮的目的。氨化反應、硝化反應主要在好氧區域發生，而反硝化反應則主要發生在缺氧區域和厭氧區域。

首先，有機氮化物在氨化菌的作用下，分解轉化為氨態氮。硝化是指在廢水處理過程中，氨態氮被轉化為亞硝氮和硝氮。硝化反應是在好氧狀態下由亞硝酸菌與硝酸菌共同完成的。近幾年的研究所發現硝化菌有豐富的代謝多樣性和基質多樣性。一般情況下，亞硝酸細菌將氨作為電子供體，將氧作電子受體進行好養呼吸；而在較低氧濃度下則同時利用亞硝酸鹽和氧作電子受體；無氧條件下進行厭氧呼吸是利用亞硝酸鹽作為電子受體。將亞硝酸鹽做電子受體時，其還能同時利用氨、氫、有機物等多種電子受體。一般情況下，以亞硝酸鹽做電子供體以氧做電子受體而進行好氧呼吸的硝酸細菌為自養生長，而在存在亞硝酸鹽的無氧條件下則轉變為以有機物做電子供體，以硝酸鹽做電子受體的厭氧呼吸。在即沒有氧也沒有硝酸鹽時，其進行以有機物做電子供體和電子受體的異養生長。

在調節池和反應器中，還可能存在厭氧氨氧化反應。厭氧氨氧化是以亞硝酸鹽做氧化劑而將氨氧化為N2；或以氨做電子受體而將亞硝酸鹽還原為N2的生物反應。

2 應用實例

（1）2008年在某工廠生活污水處理項目中（600噸/天），為研究探索復合微生物替代活性污泥及化學絮凝劑，研究人員與相關設計院溝通按照復合菌的生存需求設計采用格柵、調節池、缺氧池、生物接觸氧化池（采用生物固定化技術）、二沉池、消毒池、污泥池等工藝處理。經過半年穩定運行，出水水質完全符合綠化和農用地要求，污水COD達到40mg/L以下，廢水回用綠化園區植物。由于復合微生物對有機物的分解充分，沒有多余污泥產生。

（2）2009年在山東省某醫院污水項目上使用驗證實驗結果。醫院污水量2000噸/天，自2009年4月20日開始用復合菌調試，15天運行達標，經過了4個月運行監測穩定。“不添加絮凝劑出水SS較好，不添加消毒劑大腸桿菌數減少98%以上，污泥量少，各項指標均達到項目建設要求。”

本文針對現代污水處理廠產生大量剩余污泥問題，通過在污水處理的過程中添加專門配制的復合微生物，改善和強化活性污泥菌膠團中的微生物的品種組成和功能，增強污水處理的效果，并促進有機污染物消化分解和不斷對已死亡微生物的再分解，從而大幅度的減少活性污泥的排放量，減低剩余污泥產生量，相應減少了剩余污泥的后續處理工作量，實現了從源頭上控制污水廠的污泥產量。添加復合微生物的方法，不需對污水處理廠的現行工藝和運行條件進行硬件和軟件改造，有很好的適應能力，是剩余污泥減量技術有巨大前景和應用可行性的發展方向。

作者簡介：肖麗（1980-），女，山東乳山人，本科，工程師，微生物。