復配優勢菌用于污水處理及污泥減量的研究
[摘要]從特定活性污泥中篩選優勢菌與EM菌復配，通過正交試驗，確定復配優勢菌的最佳投加量，并經動態模型進一步驗證試驗結果。結果表明，根據污水特點添加不同量的復配優勢菌，不僅有效地減少了剩余污泥的產量，而且提高了出水指標。
[關鍵詞]復配優勢菌；活性污泥；污泥減量化
目前，超過90%的城市污水處理采用活性污泥法。隨著污水處理廠的大規模建設及運行，剩余污泥量相應增加。剩余污泥的處理不但會增加污水處理費用，還會帶來二次污染，如惡臭、寄生蟲卵、有機物、重金屬離子等，污染了水資源和土地資源。因此在保證污水處理效果的基礎上，如何減少剩余污泥量是目前研究較多的課題。
北方某污水處理廠采用的是氧化溝處理工藝，利用活性污泥法凈化污水。由于該廠處于工業區，污水中70%為工業廢水，成分復雜，較難處理，每年污泥排放量在3．0×10 t以上，污泥處理過程中投加的藥劑費用為100多萬元，剩余污泥托運填埋費用近4O余萬元。
前期試驗表明[1]，有效微生物菌群(簡稱EM 菌)對污水處理有一定效果，但對污泥減量作用不大。筆者根據該北方城市污水的特點，把EM菌和優勢提取菌進行復配，通過實驗室試驗和現場模擬試驗，考察了復配優勢菌不同投加量處理北方某城市污水及減量污泥的效果。
1 復配優勢菌的確定
取北方某污水廠好氧反應段活性污泥，采用稀釋傾注法和平板劃線法進行菌種分離 ，將分離獲得的2O種菌經過復篩和傳代培養，確定7種性能相對穩定的菌種，再通過驗證試驗選出對污水及污泥處理效果明顯的三種優勢菌(記為5 、6 、8 )。
EM菌是由5科1O屬8O多種對人類有益的微生物復合培養而成的多功能微生物菌群，是一種新型復合微生物菌劑。復配優勢菌是將EM菌和3種優勢提取菌按一定的比例進行復配得到的。
2 實驗室試驗
2．1 試驗材料和分析方法
污水：取自北方某污水處理廠旋流沉砂池(經過粗格柵和細格柵之后)。
活性污泥：取自同一污水廠好氧反應段活性污泥。
EM菌：江西天意生物制劑廠生產。
曝氣裝置：BS一410型充氣泵。
分析方法：COD采用標準重鉻酸鉀法測定：TP采用鉬酸銨分光光度法測定：NH 一N采用納氏分光光度法測定；污泥變化由測得的污泥濃度(105 oC烘干稱重法)來衡量。
2．2 試驗方法
取某污水處理廠進水與曝氣池污泥，參照污水廠實際運行工藝在6個2 000 mL的大燒杯中按污水1500mL、污泥300mL充分混合，用BS一410型充氣泵進行間歇曝氣，即曝氣3 h，靜置5 h，再曝氣3 h，靜置5 h。復配優勢菌投加量見表1。
2．3 試驗結果及討論
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出水指標及去除率試驗結果見表2。
由表2可以看出，與不加復配優勢菌相比，投加復配優勢菌后出水水質提高，同時剩余污泥的增加量降低。但是各組復配菌并不能同時使污泥減量和出水效果達到最佳。2號復配優勢菌對COD去除效果最好，但剩余污泥的增加量較大；3號復配優勢菌雖對COD去除不是最高，但剩余污泥的增量最少；4號復配優勢菌僅僅對氨氮的去除較好：6號復配優勢菌也只是對總磷的去除較好；只有5號復配優勢菌，對總磷的去除率達到了49．33%，同時對COD和氨氮的去除率也相對較好，達到了要求的出水指標．并且剩余污泥的增量只比3號菌略有增加，為17．51%。因此，綜合考慮選擇5號復配優勢菌為最佳投加量，既達到了較好的出水水質，又減少了剩余污泥量。
3 現場模擬試驗
3．1 試驗材料和測定方法
現場模擬試驗裝置根據某污水處理廠實際氧化溝結構和尺寸按1：100的比例縮小，裝置尺寸大小為1 450 mm×660 mm×41 mm。出水指標及其測定方法與試驗室相同。
3．2 試驗方法
試驗裝置中污水和污泥的沉降比、曝氣時間均與實際氧化溝一致。復配優勢菌的投加量與試驗室相同。
3-3 試驗結果及討論
處理后的污水各項出水指標及去除率見表3。
對比表2、表3可以看出，現場模擬試驗與實驗室試驗結果基本相同。投加復配優勢菌比不加的效果明顯，同時均是5號復配優勢菌不僅對污水處理效果有所提高，而且對污泥減量效果也很明顯。通過對比也可以看出，現場模擬試驗效果比實驗室效果更好。這是因為實驗室試驗為靜態試驗，而現場模擬試驗為動態試驗。
4 機理探討
復配優勢菌中各菌種能夠分泌合適的細胞外酶用于分解難溶的有機物，這種酶不僅可以溶解細菌的細胞，還可以使不容易生物降解的大分子有機物分解為小分子物質，從而有利于細菌利用二次基質，減少剩余污泥量。
對于自然界中常見的有機物，許多細菌都會在好氧環境中將其徹底分解，但對于難降解的有機物則需要由微生物菌群來完成降解。因此，根據北方污水的性質，從污泥中提取優勢菌，與EM菌進行復配，通過加入適量的復配優勢菌，可提高菌膠團中多種微生物的相互配合效果。而且，復配優勢菌的加入，還增加了大量原生動物(鐘蟲、累枝蟲等)和微型后生動物(輪蟲、甲殼蟲等)的食物，使得他們的活性提高，從而提高了出水水質。
適量復配優勢菌的加入，有利于除磷菌、硝化細菌和反硝化細菌的生長，從而使污水中氨氮和總磷的去除率提高[3-5]。
5 結論
(1)復配優勢菌的加入，在提高出水水質時同時減少了污泥產量。在模擬實際工藝條件下，確定每升污水中投加復配優勢菌EM、5 #、6#、8#的最佳體積數為5、4、7、4 mL。該條件下，其對COD、氨氮、總磷的去除率分別為94．1%、74．99%和55．54%，而剩余污泥增加率只有26．9%。但對于特定污水，優勢提取菌的確定及復配菌投加量需要通過具體試驗來確定。
(2)適量復配優勢菌的加入，可以提高污水的出水指標，加大中水回用范圍，節約水資源。同時還可以降低污泥處理費用，減少污泥的二次污染。
[參考文獻]
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[3]楊家新．微生物生態學[M]．北京：化學工業出版社，2004：141-143．
[4]李軍，楊秀山，彭永臻,微生物與水處理工程[M]北京：化學工業出社，2002：463-470．
[5]GradyLCP廢水生物處理[M]．北京：化學工業出版社，2003：12—39．
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