申请日2008.11.27
公开(公告)日2009.08.12
IPC分类号C02F3/12; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种通过投加特殊菌剂来控制并削减废水生物处理系统污泥产量的方法，该菌剂的特征是对有机物去除效率高、自身生长系数低。向废水生物处理反应器中直接或间接投加该菌剂，投加量为5%-20%，污泥削减量可达到10%-30%。这种污泥减量化方法与传统的物化法相比具有操作简单、价格低廉、安全环保、见效快、对原系统功能影响小等特点。
翻译权利要求书
1.一种通过投加一种特殊菌剂来控制并削减活性污泥污水处理系统污泥产量的方法，其特征 在于：
(1)这种特殊菌剂主要由对有机物降解效率高、比增长速率低的菌株构成;
(2)这种特殊菌剂可以直接投加到活性污泥反应器以达到减少系统污泥产量的目的，菌剂初 始投加量为10%-20%。
(3)这种特殊菌剂可以与少量活性污泥经过12-36h预接触后再投加到活性污泥反应器中(间 接投加)，可提高投加菌剂在系统中的保持效果，菌剂初始投加量为5%—15%。
2.根据权利要求1所述的特殊菌剂，适用的污水类型主要是城市污水、生活污水。
3.根据权利要求1所述的活性污泥污水处理系统，包括普通活性污泥法、序批式活性污泥法、 氧化沟等一切形式的活性污泥系统。
4.根据权利要求1所述的高效菌剂直接投加方法，投加后应闷曝6-24h后再开始进水运行， 以减少投机菌剂的流失。运行15—20天后，应根据实际效果再次补充5%—15%高效菌剂。
5.根据权利要求2所述的高效菌间接投加方法，高效菌剂与活性污泥可按照1：5—1：2(质 量比)预接触，预接触过程应补充一定量的无机盐培养基及少许碳源。
说明书
一种利用特殊菌剂控制并削减废水生物处理系统污泥产量的方法
技术领域
本发明涉及一种通过特殊菌剂生物强化来控制并削减废水生物处理系统污泥产量的方法， 属于环境保护与资源综合—水污染防治领域。
背景技术
污泥是污水生物处理后的附属品，污泥除了含有大量水分外，还含有难降解的有机物、重 金属和盐类，以及少量病原微生物和寄生虫卵等，因此不能直接排放到环境中，必须经过一 定的处理和处置才能排放。随着人类社会经济和城市化的发展，污水处理厂的数量和规模不 断提升，污泥排放量也随之增加，从废水生物处理工艺的源头来控制并削减污泥的产量，已 经成为各国环境研究人员关注的热点问题之一。目前，污泥减量的方法按照原理不同可分为 隐性生长、解偶联代谢、维持代谢和生物捕食。
隐性生长是指细菌利用衰亡细菌所形成的二次基质生长。因此，整个过程包含了溶胞和 生长两个步骤，其中溶胞是整个过程的速率限制步骤。基于该原理的废水处理工艺，主要利 用各种溶胞技术，对回流污泥进行处理，使细菌迅速死亡并分解成为基质后再回流至曝气池 中重新被其他细菌所利用。目前的溶胞技术包括：(1)40-180℃的热处理;(2)利用酸碱的化学 处理;(3)利用超声波、压力、高速搅拌的物理处理;(4)冷冻和融化;(5)酶;(6)高级氧化技 术，如采用H2O2、O3的湿式氧化;(7)联合技术，如热化学处理、碱-超声波处理。这类技术 虽然对污泥产量的削减效果显著，但过程反应强烈、对仪器设备要求高、成本高，在实际过 程应用少。
解偶联代谢是使细菌的分解代谢和合成代谢不再与ATP的合成与分解反应偶联，这样细 菌在保持正常分解底物的同时，自身合成速度减慢，表观产率系数降低。基于该原理的污泥 减量化工艺，主要是向生物反应器中通过投加一些化学物质，如2，4-二硝基酚(dNP)、对硝基 酚(pNP)、五氯酚、3，3′，4′，5-四氯水杨酰苯胺(TCS)的来实现解偶联反应。但由于这些物 质毒性高，投加后对原系统微生物群落结构影响比较大，降低了水处理效果，还可能造成二 次污染。
维持代谢主要是通过污水处理工艺条件控制，使系统仅为微生物提供维持基本生存所需 要的能量水平，从而限制微生物合成新的生物体，以达到污泥产量削减的目的，如延时曝气 的活性污泥法。这种方法一般都需要采用低污泥负荷、长污泥龄和长水力停留时间，因此具 有设备占地面积大、处理能力低的缺点。
生物捕食是根据生态原理，利用原生动物对细菌的捕食特性，通过调节原生动物在系统 中的数量，控制并削减细菌数量。这种方法具有控制困难、效果不稳定等缺点。
鉴于以上污泥减量化技术存在的不足，我们决定开发一种安全环保、价格低廉、操作简 单、效率高的污泥减量化方法，这种方法主要是通过向污水生物处理系统投加一类对有机物 具有高效降解效率、而自身具有较低增长速率的微生物，通过调整系统菌群结构，使大量的 具有”高效低产“的特殊微生物在废水生物处理系统中，从而达到系统污泥产量降低的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种减少废水生物处理系统污泥产量方法，该方法是利用一类对有 机污染物具有高效去除率、自身具有较低增长速率的特殊菌剂，并通过生物强化的方法实现 废水生物处理系统污泥产量的削减，该方法操作简单，见效快，对原系统功能影响小，无二 次污染等特点。
本发明中的特殊菌剂主要从活性污泥及自然界中筛选制备，它对城市废水及生活污水中 的一般有机物污染物具有良好的降解特性，同时以这类污染物为基质的生长率相对废水处理 系统中的其它微生物低10%-30%，因此将该菌剂加入到废水生物处理系统后，通过菌群调控 使更多的具有高效降解效果、低增长速率的微生物在系统中存活，从而总体降低系统污泥产 量。
该菌剂投加到废水生物处理系统的方式有直接投加和间接投加。直接投加是对该菌剂不 经过处理直接投加到生物处理反应器中，直接投加时菌种初始投加量为10%—20%(投加菌 剂与系统原污泥总量的比值)，根据系统污泥削减量效果，在运行15—20天后需要再次补加高 效菌剂5%—15%。直接投加虽然比较简单，但受水力流失、生物捕食等因素影响，菌剂在系 统中的保持效率往往比较低。
特殊菌也可采用间接方法投加，将该菌剂与部分活性污泥(按质量比1：5—1：2)混合 后离线预接触培养12—36小时，目的是使菌剂与活性污泥结合成较稳定的絮体，以减少水力 冲击、生物捕食造成的菌剂流失，然后将预接触后的菌剂—活性污泥混合投加到生物反应器 中，菌剂初始投加量为5%-15%，稳定良好的反应器往往不再需要进一步投加该菌剂即可达 到一定的污泥减量化效果。
本发明提出的利用特殊菌剂进行废水生物处理系统污泥减量化的方法，适用于一切活性 污泥法及其变形工艺，如AB法、氧化沟、序批式活性污泥法等，适用的废水类型为城市废水 或生活污水。
本发明的效益是：
(1)发明了一种特殊菌剂，将该菌剂投加到废水生物处理系统中，通过菌群调控可使系统 剩余污泥产量减少10%-30%，与传统的剩余污泥物化处理(热处理、酸碱处理、臭 氧氧化、填加特殊化学物质)方法相比具有成本低、操作简单、条件温和、环保无二 次污染、见效快等特点。
(2)提出了通过与活性污泥预接触使特殊效菌在应用系统中得到有效保持的方法，解决了 菌剂在环境工程应用中的一个瓶颈问题，该方法不仅可用于本菌剂，还适用于其它菌 剂在水污染净化系统中的应用。
(3)通过对投加此特殊菌剂的废水处理系统微生物菌群结构分子生物学解析，证实该特殊 菌剂能够在系统中稳定保持并占有优势，系统菌群结构比较稳定，菌剂投加对系统微 生物生态结构破坏小，安全可靠。