一种污水中污泥减量化的方法与流程

本发明涉及一种污水中污泥减量化的方法。

背景技术：

废水的处理大多采用活性污泥法，该方法具有基建投资省、处理效果好的优点，但它存在着最大的弊端，即会产生大量的剩余污泥，对环境造成了巨大的压力，而且其处理和处置费用高昂，占污水处理总费用的60-70％。目前，常用的剩余污泥的处理与处置方法有农业利用、填埋、焚烧和投海等，但这些处置方式存在最大的问题是污泥的运输。因此，如何避免二次污染，妥善、经济地处理处置剩余污泥至关重要。

从清洁生产角度，用最少的能耗，在系统中实现对剩余污泥的减量化，是解决剩余污泥的有效途径。目前用于污泥减量化的技术主要有四种：

(1)隐性生长是由于污泥的构成物质中包含了部分衰亡细胞，如果将其分解可作为可利用的基质，再次进入代谢活动使部分有机碳转变成co2，从而减少固态有机碳的含量，则可以实现污泥总的表观产率降低，实现污泥减量。此方法是基于细胞分解-隐性增长的污泥减量技术，需要各种溶胞技术，使细菌迅速死亡并分解为基质再被其他细菌所利用，使细胞残留物质减少，促进细胞溶解。目前常用的溶胞污泥减量技术主要有臭氧、氯气和二氧化氯、热-化学、超声及微生物菌剂。这类技术对设备要求高，投资较大，而且容易造成二次污染。

(2)解偶联技术是采用化学或生物方法促进解偶联代谢，由于分解代谢产生的能量不能有效地通过氧化磷酸化过程储存在atp中，进而抑制合成代谢，致使污泥产量减少。此技术仅仅改变控制条件即可实现污泥的减量，但是使用该技术对进水水质有很高的要求，在进水污染物负荷较低时，污泥减量效果不明显。解偶联剂通常是较难生物降解或对生物有较大毒性的化合物，使得生物对解偶联剂的降解不完全，这将会给水处理带来新的污染。

(3)加强内源呼吸主要是通过提高溶解氧浓度、延长污泥龄和降低系统的污泥负荷等手段强化微生物的内源呼吸作用可以实现污泥产量的减少。目前主要的方法是通过延长污泥龄来实现污泥减量，其中mbr是最典型的延长污泥龄的工艺，mbr系统可强化系统内微生物的维持代谢，减少剩余污泥产量，甚至可实现无剩余污泥排放。然而，长期不排泥会使系统内的硝化菌数量减少，影响系统硝化性能；膜易受污染造成膜通量下降，直接影响膜组件的效率和使用寿命，阻碍其在实际中的大规模应用。

(4)微型动物捕食是增加系统中细菌捕食者的数量，是模拟自然生态系统中的食物链原理进行的污泥减量化技术。这类技术的缺点是微生物的种类和数量较难控制。

技术实现要素：

本发明的目的为了克服现有技术中存在的处理成本高、处理时间久和效果不佳等问题，提供一种污泥减量化的方法。

为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种污水中污泥减量化的方法，包括向污泥中加入微生物菌剂，调节ph值为4.5～7.0，连续曝气。

更详细的方法为：将污泥泵入曝气调理池中，加入微生物菌剂，调节ph值为4.5～7.0，然后进行连续曝气。

所述的微生物菌剂是好氧微生物菌液和/或兼性好氧微生物菌液。主要包含光合菌、乳酸菌、放线菌、酵母菌、真菌、嗜盐古菌等数30种筛选培养而出的微生物复合菌剂，筛选的微生物菌株集合体，其能保持并强化天然存在菌株的活性，从而优化和控制微生物种群的平衡。

所述的微生物菌剂包含除磷脱氮微生物菌群、氧化分解有机污染物的微生物菌群、极端耐盐菌中的一种或几种。

所述的微生物菌剂包含重量份比例的如下组分：10～25重量份的光合菌，25～35重量份的乳酸菌，15～25重量份的放线菌、40～55重量份的真菌、10～15重量份的嗜盐古菌。此处的重量是指细胞加培养基的重量。

所述的光合菌优选为沼泽红假单胞菌或嗜硫红假单胞菌，所述的乳酸菌优选为植物乳杆菌，所述的放线菌优选为链霉菌，所述的真菌优选为酵母菌、黄曲霉菌或者两者的混合物。所述的嗜盐古菌优选为极端嗜盐古菌。

所述的微生物菌剂的活菌总含量在3×10⁸～2.8×10⁹个细胞/ml之间。

所述的污泥初始含水率在98wt％以上；污泥初始浓度为5000～25000mg/l，优选为25000mg/l。

所述的污泥在加入微生物菌剂之前首先进行活化处理，其活化的方法使用本领域常规活化方法即可。例如，可以是：向污泥内投加高浓度污水作为营养，搅拌，闷爆，使污泥恢复活性。

所述的微生物菌剂的加入量为污泥总质量的3～6‰。

所述的微生物菌剂的投加方式为一次性投加。

优选地，调节ph值为5～6，更优选地，调节ph值为5.5～5.7。可以使用盐酸水溶液调节ph值，优选使用质量分数为5％的盐酸水溶液调节ph值。

曝气调理池中的处理温度为15～30℃，优选地处理温度为15～25℃。

所述曝气的曝气量为15～40l/min，优选为15～30l/min，最优选为25l/min；通过控制曝气量控制污泥中的溶解氧浓度范围在4～8mg/l之间，一个减量化处理周期的时间范围为5～10天。

根据溶解氧浓度4～8mg/l的要求，开启曝气装置，根据污泥减量化的要求和现场条件，一个减量化处理周期的时间范围为5～10天。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明采用的微生物菌剂是经过筛选的微生物菌株集合体，投加此种微生物菌剂增加了系统中细菌的种类、浓度和代谢活性，也提高了活体微生物的浓度，而且能抑制少量不利菌的生长。

2、使用本发明提供的方法处理污水中的污泥减量率可达50％以上，具有不产生二次污染、操作简单、投资和运行费用低、适应面广等优点，经济效益、环境效益和社会效益良好。

附图说明

图1为微生物投加方式与减量率关系图；

图2为酸碱度与减量率关系图；

图3为曝气量与减量率关系图；

图4为反应时间与减量率关系图。

具体实施方式

以下实施例中的：

光合菌为沼泽红假单胞菌(rhodopseudomonaspalustris，atcc33872)；

乳酸菌为植物乳杆菌(lactobacillusplantarum，atcc8014)；

放线菌为链霉菌(streptomycessp.，atcc55717)；

真菌为麦芽糖假丝酵母(candidamaltosa，atcc28140)和黄曲霉(aspergillusflavus，atcc28539)，其中麦芽糖假丝酵母占比60％，黄曲霉占比40％；

嗜盐古菌为极端嗜盐古菌(haloarculamarismortui，atcc43049)。

实施例1、污泥减量化的方法

(1)所用污泥为由印染废水经活性污泥法和生物膜法处理工艺产生之后的剩余污泥，污泥浓缩出泥含水率为98％。在接下来的1周时间内向桶内投加配制的高浓度污水(污水量不宜过多，以每日桶内水分蒸发量为标准)作为营养，搅拌均匀，闷曝24h，使剩余污泥逐渐恢复活性，使污泥颜色呈黄褐色。

(2)在微生物菌剂中加入污泥体积的1/10的污泥上清液，摇匀，将装菌剂的设备置于太阳下，驯化3天，至微生物恢复活性呈现黄褐色，呈半透明状。所述的微生物菌剂是由20重量份的光合菌、25重量份的乳酸菌、15重量份的放线菌、40重量份的真菌和10重量份的嗜盐古菌组成的菌液。

(3)将剩余污泥泵入曝气恒温处理器中，泥温为30℃左右、污泥初始浓度为10000±100mg/l、曝气量为15l/min时、初始ph为中性，加入微生物菌剂进行处理，所述微生物菌剂的加入量为污泥总质量总量的3‰。

实施例2、微生物菌剂的投加方式对污泥减量率的影响

在实施例1的基础上，微生物菌剂的三种投加方式分别为：不添加、连续每日添加量1/1000(百分数质量)、一次性添加微生物菌剂总量，其他处理步骤条件不变。

如图1所示，投加微生物菌剂之后污泥的减量率比未加微生物菌剂更高，随着微生物投加量的增加，减量率先变化平缓后急剧上升。反应9天后的污泥减量率最大为54.73％。其中当投加方式为一次性投加微生物总量的时候，减量率最高为54.73％，此时可达到最佳减量效果。

实施例3、酸碱度对污泥减量率的影响

在实施例2的基础上，投加方式为一次性添加微生物菌剂总量，用质量分数为5％的hci水溶液和质量分数为20％的naoh水溶液分别调节反应ph条件为3.0、5.0、7.0、9.0、11.0，其他处理步骤条件不变。

如图2所示，控制反应条件的ph，过酸性条件或者过碱性条件都不利于微生物菌剂对于污泥的减量处理，随着ph升高，污泥的减量率随着ph的升高先急剧升高后急剧下降，再趋于平缓，ph＝3.0时减量率最低为42.89％，ph＝5.0时减量率最高为56.57％。因此，投加微生物用于污泥减量的最适ph为5，此时，也就是中性偏酸性的环境更有利于此微生物菌剂的繁殖代谢。

实施例4、曝气量对污泥减量率的影响

在实施例3的基础上，用质量分数为5％的hci水溶液调节反应器内ph为5.0-6.0之间，控制反应曝气量条件分别为不曝气、20l/min、25l/min、35l/min、40l/min，其他处理步骤条件不变。

如图3所示，整体来看，曝气会使减量率升高，但并不是曝气量越大减量率越高，随着曝气量的增加，减量率首先增长迅速，当曝气量增加到25l/min后，减量率开始平缓地下降。当不曝气时，减量率为14.81％，曝气量为25l/min时，减量率为56.27％，此时减量效果最好。而且曝气量的增大意味着能耗的增大，曝气量为25l/min最适的反应曝气量。

实施例5、时间对污泥减量率的影响

在实施例4的基础上，控制反应曝气量条件为25l/min，污泥初始反应浓度为25000±100mg/l，其他处理步骤条件不变。如图4所示，污泥的减量率随着时间的增加，稳定上升，刚开始，污泥的减量率上升幅度最大，第1天到第2天就上升了11.86％，第5天到第6天上升幅度最小，只上升了0.76％，第9天，减量率达到最高，为49.59％，此时减量效果最好。