基于生物捕食的污泥减量技术

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1、基于生物捕食的污泥减量技术摘要随着中国污水处理能力的快速提高，污泥量也同步大幅增加。出于对污泥处理过程中的环境M题和经济效益的逐渐重视，上个世纪末提出了剩余污泥减M化的概念，当今污泥减:W:化技术已经成为国A外污水及污泥处理方面的研究热点。通过查找文献并进一步总结，本文针对生物方法中的基于生物捕食原理的三种工艺作出介绍，并分析了其优缺点。对污泥减量化的发展前景作出展望。关键词污泥减微型动物；两段式生物反应器工艺；淹没式生物膜工艺；蚯蚓生物滤池工艺1、剩余污泥减量化的意义剩余污泥（excessactivatedsludge）是指活性污泥系统屮从二次沉淀池

2、（或沉淀区〉排出系统外的活性污泥。剩余污泥的产生是在生化处理过程中，活性污泥中的微生物不断地消耗着废水中的有机物质。被消耗的有机物质中，一部分有机物质被氧化以提供微生物生命活动所需的能量，另一部分有机物质则被微生物利用以合成新的细胞质，从而使微生物繁衍生殖，微生物在新陈代谢的同时，乂有一部分老的微生物死亡，故产生大fi剩余污泥。而目前对于剩余污泥的处理需要分离、稳定、消化、脱水等步骤，最终处置常采用填埋、填海、农业或建筑业等，处理费用巨大，可占整个污水厂投资及运行费用的25%~65%［11，已成为城市污水处理厂的沉重负担。由此可见，活性污泥法作为目前有

3、效的污水处理工艺，虽然成本低廉，运用广泛，但是它会所产生的大量剩余污泥，成为弊端。例如一个H处理量在30万吨左右的以厌氧好氧为工艺的污水处理厂，每天剩余污泥的产量大概是200-300吨左右含水率为80%的污泥，数量十分惊人，目前随着可用土地的减少以及人类对健康的关注程度的提高，污泥的最终处貫越来越难。因此，在保证污水处理效果的前提下，如何降低单位污泥产量，是污水处理过程中所必须关注的课题［21。由此提出污泥减量化，即使污水处理系统向外排放的生物固体量达到最少，本质就是减少生物量，有物理、化学和生物手段。目前，生物手段屮，利用微型生物的捕食作用，产生减少

4、剩余污泥产量的作用，不但处理效果好，而且基建投资少，运行费用低，无二次污染，得到广泛关注。本文主要介绍三种基于生物捕食的污泥减量技术。2、三种基于微型生物捕食的污泥减量技术水处理中，通常将原生动物和一些体积较小的后生动物（如轮虫、线虫）等称为微型动物，它们在食物链的扱高端，捕食细菌。依据生态学原理，当能量从低营养级传递到高营养级时，系统中食物链越长，能量的损耗就越多,合成的新生物的数辙越少，污泥产生:U:就越少。所以，延长生物链或者强化食物链屮微型生物的捕食作用是减少污泥量的有效方法。微型生物与细菌之间除了捕食者与被捕食者的关系之外，还有互利共生的关系

5、。微型动物能强化细菌的活性、促进细菌的自身氧化和代谢能力，这些都有利于减少污泥量。所以，在活性污泥系统中引入寡毛蠕虫l3ll红斑螵体虫15］或者采用蚯蚓生物滤池_6j来对污泥进行生物代谢的强化，生物污泥能在生态环境中被吸收，达到污泥减量的作用。基于微型生物捕食的污泥减量技术，基本上实现无危害、无污泥外排，并且出水水质基本不受影响，也可以实现工业化的应用。2.1两段式生物反应器工艺两段式工艺充分利用了食物链生态学的原理，不需要对污水处理系统添加任何物质，就能达到污泥的减量化。两段式生物反应器由两个阶段的反应器组成：第一阶段为分散细菌阶段，采用完全混合式

6、反应器，水力停留时间与污泥停留时间相等，去除污水巾有机物的同时，能促进细菌的大量生长；第二阶段力捕食阶段，就是物质和能量由食物链的低级别向高级别的转化阶段，其反应器的环境条件适于微型生物增殖，污泥龄长于水力停留时间其中，第一段的水力停留时间是这一系统的关键设计参数，必须保持分散幽的数量，又要避免微型生物的增长。经过大量实验［8）证明，两段式生物反应器确实能有效的减少污泥产量，它作为利用生态学食物链原理，利用活性污泥自然生态系统的捕贪过程实现污泥减量的新兴工艺，非常具有研究价值。但是从研究结果來看，两段式工艺的主要缺点在于：1、第一阶段中的HRT参数一般

7、认为在广12h,但是在实际操作屮难以控制。2、微型动物对污泥的捕食会造成营养物质（N、P等）释放，使山水的水质收到影响。2.2淹没式生物膜工艺淹没式生物膜污水处理技术，是巾哈尔滨建筑大学王宝贞［91等开发的新技术，是在污水反应池中放置生物膜载体填料，形成悬浮生长的生物处理系统。其原理是当污水通过填料时，由大量细菌、真菌、原生动物、后生动物和藻类等组成的生物膜会在填料上逐渐形成，淹没式生物膜工艺也运用了生态学食物链的原理，具有较长的食物链和复杂的生态系统，因此能有效并II无害地降解污水中的有机污染物和细菌等，达到降低剩余污泥产:的目的。经过实验证明，采用

8、淹没式生物膜工艺的污水处理厂，其剩余污泥的产量是相同规模的处理厂剩余污泥量的1/3~1/10。