高效微生物菌劑用于城鎮(zhèn)污水分散式處理的研究_蔡勛江

1、第26卷第7期2010年4月中國給水排水CHINAWATERWASTEWATERVol26No7Apr2010高效微生物菌劑用于城鎮(zhèn)污水分散式處理的研究1223蔡勛江，范洪波，呂斯濠，熊幼林（1華南理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣東廣州510640；2東莞理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，廣東東莞523808；3東莞圣源科技環(huán)保有限公司，廣東東莞523808）采用投加高效微生物菌劑的方式處理食堂污水，考察微生物菌劑用于城鎮(zhèn)污水分散NH4+N、TN微生物菌劑對(duì)食堂污水的處理效果顯著，當(dāng)原水COD、式處理的可行性。結(jié)果表明，摘（11691862）、（147246）、（255）mg/L時(shí)，和TP濃度分別為（25

2、5460）、運(yùn)行50d后，NH4+N、TN和TP濃度分別穩(wěn)定在50、50、50、10mg/L以下，二級(jí)生物強(qiáng)化池的出水COD、達(dá)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB189182002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；再經(jīng)生態(tài)修復(fù)處理后，到了地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB38382002）的類標(biāo)準(zhǔn)。與傳統(tǒng)活性水質(zhì)得到進(jìn)一步改善，可達(dá)到污泥法相比，該技術(shù)的投資費(fèi)用降低了50%以上，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用降低了30%以上，為城鎮(zhèn)污水分散式處理技術(shù)提供了一種新思路。關(guān)鍵詞：微生物菌劑；城鎮(zhèn)污水；分散式處理中圖分類號(hào)：X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C文章編號(hào)：10004602（2010）07005804要：ApplicationofHighlyEf

3、ficientMicrobialAgenttoDecentralizedTreatmentofMunicipalWastewaterCAIXun-jiang1，F(xiàn)ANHong-bo2，LVSi-hao2，XIONGYou-lin3（1CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering，SouthChinaUniversityofScienceandTechnology，Guangzhou510640，China；2SchoolofChemicalandEnvironmentalEngineering，DongguanUniversityofTechnolog

4、y，Dongguan523808，China；3DongguanShengyuanTechnologyandEnvironmentCoLtd，Dongguan523808，China）Abstract：Canteenwastewaterwastreatedbyaddinghighlyefficientmicrobialagent，andthefea-sibilityofdecentralizedtreatmentofmunicipalwastewaterbythemicrobialagentwasinvestigatedTheresultsshowthatthetreatmentefficie

5、ncyofthecanteenwastewaterbythemicrobialagentissignificantWhentheinfluentconcentrationsofCOD，NH4+N，TNandTPare255to460mg/L，1169to1862mg/L，147to246mg/Land2to55mg/Lrespectively，theeffluentconcentrationsofCOD，NH4+N，TNandTPinthesecondarybioaugmentationtankarelessthan50mg/L，50mg/L，50mg/Land10mg/Lrespective

6、lyafteroperationfor50d，whichreachthefirstlevelAcriteriaspecifiedinDischargeStandardofPollutantsforMunicipalWastewaterTreatmentPlant（GB189182002）Afterfurthertreatmentofecologicalremediation，thequalityoftreatedwaterisimprovedandcanreachclassspecifiedinEnvironmentalQualityStandardsforSurfaceWater（GB383

7、82002）Comparedwiththetraditionalactivatedsludgeprocess，theinvestmentcostandoperationcostofthisprocessarereducedbymorethan50%and30%，providinganewwayfordecentralizedtreatmentofmunicipalwastewaterKeywords：microbialagent；municipalwastewater；decentralizedtreatmentwwwwatergasheatcom蔡勛江，等：高效微生物菌劑用于城鎮(zhèn)污水分散式處

8、理的研究第26卷第7期隨著我國城鎮(zhèn)人口的不斷增加和城市化進(jìn)程的不斷加速，城鎮(zhèn)用水量和污水排放量與日俱增，形成了許多分散式污水污染源，而且其中的大部分污染源都不能納入城市污水收集系統(tǒng)或城市污水處理1廠，對(duì)水環(huán)境的影響日益嚴(yán)重。分散式處理技術(shù)就地回用的方式，近年來受到了越來采用就地處理、2越多的關(guān)注，但傳統(tǒng)的分散式處理技術(shù)（如活性污泥法、生物膜法）存在投資大、操作困難、影響景觀等缺點(diǎn)，一直難以推廣運(yùn)用。因此，開發(fā)新型的、廉價(jià)易行的城鎮(zhèn)污水分散式處理技術(shù)勢(shì)在必行。復(fù)合菌劑修復(fù)技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來其通過投加具有特定功能的一種新型水處理技術(shù)，的微生物來強(qiáng)化對(duì)目標(biāo)污染物的去除，具有投資少、3見效

9、快等特點(diǎn)，是一種很有發(fā)展前景的生物處理技術(shù)。筆者利用實(shí)驗(yàn)室分離培養(yǎng)出的高效復(fù)合微生泵噴泉的形式進(jìn)行微曝氣，并通過直接投加EM菌和光合細(xì)菌，對(duì)污染物進(jìn)行強(qiáng)化處理；前段出水流經(jīng)一個(gè)2m寬的人工濕地后，進(jìn)入后半段生態(tài)修復(fù)池，其中種植了水生植物和投放了水生動(dòng)物，進(jìn)一步凈化污水。圖1Fig1污水處理工藝流程Flowchartofwastewatertreatmentprocess1.4分析項(xiàng)目與方法COD：重鉻酸鉀法；NH4+N：納氏試劑比色法；TN：堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法；TP：鉬酸銨分光光度法；pH：PHS3C型pH計(jì)。物菌劑（EM）和光合細(xì)菌等，采用直接投加的方式強(qiáng)化處理東莞市松山湖科技產(chǎn)

10、業(yè)園區(qū)學(xué)術(shù)交流中心考察了其對(duì)污染物的處理效果，并進(jìn)行經(jīng)食堂污水，以期為城鎮(zhèn)污水分散式處理提供參考。濟(jì)分析，1材料與方法1.1微生物菌種的制備試驗(yàn)中投加的微生物菌種主要包括光合細(xì)菌（沼澤紅假單胞菌）和EM菌，菌液濃度均為11×3109個(gè)/mL，投量均為6mL/m；另外，根據(jù)試驗(yàn)需要，還投加了一定量的反硝化菌。菌種分離自東莞22.1結(jié)果與討論對(duì)COD的去除效果由于被投放到系統(tǒng)中的高效菌種可以最大限度地利用目標(biāo)污染物，生長繁殖迅速，在處理系統(tǒng)中很快占據(jù)了優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)對(duì)COD的去除效果見圖2。市松山湖區(qū)某景觀湖，在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)制得。1.2試驗(yàn)原水試驗(yàn)原水為東莞市松山湖科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)學(xué)術(shù)交流中心食堂

11、污水，主要包括飯菜發(fā)酵后產(chǎn)生的污水2和洗滌污水，經(jīng)管道排入一面積約為033hm的凹地，排放量約為100t/d，加上雨水的匯集，逐步形成圖2Fig2對(duì)COD的去除效果了一個(gè)小池塘，平均水深為1m。污水水質(zhì)：pH值COD、NH4+N、TN和TP分別為為587678，（255460）、（11691862）、（147246）、（255）mg/L。1.3工藝流程工藝流程見圖1。污水經(jīng)過粗、細(xì)兩道格柵自流進(jìn)入隔油池，在隔油池中安裝2臺(tái)潛污泵，配電動(dòng)手葫蘆1臺(tái)；隔油池出水經(jīng)水泵提升進(jìn)入一級(jí)處理池，一級(jí)處理池為一個(gè)玻璃鋼厭氧罐，其中投加反硝化菌，污水經(jīng)過厭氧處理后自流進(jìn)入二級(jí)處理池。二級(jí)處理池分為兩段，前半段

12、為生物強(qiáng)化池，采用水RemovalefficiencyofCOD由圖2可知，當(dāng)食堂污水的COD在255460mg/L之間波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)對(duì)COD的去除效果始終保出水COD降持在較高的水平；經(jīng)一級(jí)厭氧處理后，至200300mg/L，去除率為20%30%；經(jīng)二級(jí)生物強(qiáng)化處理后，出水COD降至100mg/L以下，運(yùn)行40d后，城出水COD穩(wěn)定在50mg/L以下，達(dá)到了（GB189182002）鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)COD最的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；再經(jīng)二級(jí)生態(tài)修復(fù)處理后，終穩(wěn)定在30mg/L以下，去除率保持在90%以上，出水COD達(dá)到了地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB第26卷第7期中國給水排水wwwwatergashe

13、atcom38382002）的類標(biāo)準(zhǔn)。2.2對(duì)氮的去除效果系統(tǒng)對(duì)TN的去除效果見圖3。的，對(duì)磷的去除主要是通過微生物的同化作用，此外水生植物也會(huì)消耗部分磷。圖3Fig3圖4對(duì)總氮的去除效果RemovalefficiencyofTN+4對(duì)TP的去除效果Fig4RemovalefficiencyofTP監(jiān)測(cè)顯示，盡管進(jìn)水的TN和NHN濃度不穩(wěn)定，但是系統(tǒng)對(duì)氮的去除效果較好。經(jīng)二級(jí)生物出水TN和NHN都在50mg/L以強(qiáng)化處理后，下，平均去除率均在80%以上，達(dá)到了GB189182002的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；再經(jīng)生態(tài)修復(fù)處理40d后，污水塘中的藻類被大量消除，水質(zhì)明顯改善，生態(tài)修復(fù)+池中NH4N和TN均基本

14、低于10mg/L，總?cè)コ_(dá)到了GB38382002的率均保持在90%以上，+42.4對(duì)污染物去除效果的比較目前，已有一些采用微生物菌劑處理城鎮(zhèn)污水4的研究報(bào)道。例如：李曉艷等投加優(yōu)勢(shì)菌種強(qiáng)化取得了較好的處理處理分散式居民小區(qū)生活污水，NH4+N為效果，在原水COD為350550mg/L、100180mg/L的條件下，出水COD50mg/L、NH4+N10mg/L，達(dá)到了城市污水再生利用城的要求；邵開忠等利用好氧復(fù)合市雜用水水質(zhì)微生物制劑處理餐飲污水，當(dāng)進(jìn)水COD為331844mg/L時(shí)，平均出水COD為271mg/L，去除率為60%。而在本試驗(yàn)中，通過投加高效微生物菌劑處NH4+N、理食堂污水

15、，二級(jí)生物強(qiáng)化池對(duì)COD、TN、TP的平均去除率均可達(dá)到80%以上，出水水質(zhì)可達(dá)到GB189182002的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；再經(jīng)生態(tài)修復(fù)池處理后，出水水質(zhì)可達(dá)到GB38382002的類標(biāo)準(zhǔn)，高效微生物菌劑在整個(gè)過程中對(duì)食堂污水都有良好的處理效果，除了技術(shù)本身的優(yōu)勢(shì)外，與水塘形成了比較完整的生態(tài)鏈?zhǔn)欠植婚_的。其一，食堂污水經(jīng)二級(jí)前半段處理后，有一道2m寬的人種植了水生芋頭、美人蕉等，后半段種植了工濕地，睡蓮，水塘周圍生長著許多水草，這些水生植物對(duì)有機(jī)物、氮和磷都有一定的吸附和降解能力；其二，為了加強(qiáng)生物鏈循環(huán)，引入食物鏈上層物種，投放了1000尾魚苗，捕食水中的一些藻類、微生物等，而這些藻類和微生物的

16、生長代謝又是以有機(jī)物、氮和磷為必需元素的，勢(shì)必會(huì)造成這些營養(yǎng)物質(zhì)總量的減少。2.5經(jīng)濟(jì)分析根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，該工程只需建設(shè)一級(jí)處理設(shè)施，5類標(biāo)準(zhǔn)。以上表明投加微生物菌劑對(duì)食堂污水中的NHN和TN具有非常明顯的去除效果，這主要是因?yàn)椋阂患?jí)厭氧罐中投加了反硝化菌，有充足的碳源使其利用硝態(tài)氮進(jìn)行反硝化作用；二級(jí)處理在微曝池前半段投加了大量的硝化菌和反硝化菌，氣的條件下，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化作用；二級(jí)處理池前半段和后半段之間的人工濕地，為反硝化菌提供了很好的作用場(chǎng)所，同時(shí)濕地上的植物也對(duì)氮素有一定的吸附和降解作用。2.3對(duì)TP的去除效果系統(tǒng)對(duì)TP的去除效果見圖4。當(dāng)進(jìn)水TP在255mg/L之間波動(dòng)時(shí)，

17、二級(jí)生物強(qiáng)化池出水TP10mg/L，運(yùn)行50d后，出水TP穩(wěn)定在05mg/L以下，可達(dá)到GB189182002的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；再經(jīng)TP基本低于01mg/L，生態(tài)修復(fù)處理后，總?cè)コ蔬_(dá)到了GB38382002的類標(biāo)準(zhǔn)。在90%以上，這主要是因?yàn)橥都游⑸锞鷦┛梢悦黠@增加高效聚磷菌的比例，在好氧條件下，聚磷菌的吸磷量會(huì)隨著處理時(shí)間的延長而增加。水塘中聚磷菌過度吸收的磷大部分轉(zhuǎn)移到底泥里，而沒有達(dá)到最終削減的目+4wwwwatergasheatcom蔡勛江，等：高效微生物菌劑用于城鎮(zhèn)污水分散式處理的研究第26卷第7期二級(jí)處理采用自然塘或者人工塘，直接投放菌劑進(jìn)行處理，無需設(shè)計(jì)專門的二級(jí)處理設(shè)施，工程投

18、資約3為200元/m，而傳統(tǒng)活性污泥法的工程投資一般3為14002500元/m，基礎(chǔ)建設(shè)費(fèi)用較傳統(tǒng)活性參考文獻(xiàn)：1王捷，張宏偉，賈輝，等分散式污水處理與再利用技J中國給水排水，2006，22（20）：14術(shù)研究進(jìn)展172姚琦，喻俊，雷晶武漢市某“新農(nóng)村”小區(qū)分散式污J中國給水排水，2009，25（12）：37水處理工程393陳鋒，柯振東，周建平，等復(fù)合菌劑治理磁湖富營養(yǎng)J環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2007，30（5）：2933化的研究4李曉艷，龐金釗，楊宗政，等結(jié)合優(yōu)勢(shì)菌處理分散式J環(huán)境科學(xué)與管理，2006，31（5）：118小區(qū)污水1195邵開忠，劉君，施敏芳生物強(qiáng)化高效油脂處理系統(tǒng)處J環(huán)境科學(xué)與技術(shù)

19、，2005，28（6）：89理餐飲污水906原培勝城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行成本分析J環(huán)境科2008，33（1）：107109學(xué)與管理，電話mail：caixunj2004163com收稿日期：20091012污泥法降低了50%以上；試驗(yàn)采用一臺(tái)750W的水而傳統(tǒng)活性污泥法的能耗一般泵進(jìn)行表面微曝氣，3為014028kW·h/m，節(jié)能達(dá)30%以上；復(fù)合菌劑的生產(chǎn)成本為10001500元/t，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)3用約為02元/m，而傳統(tǒng)活性污泥法的運(yùn)行成本36一般為05元/m，運(yùn)行成本降低了30%以上。3結(jié)論投加高效微生物菌劑處理食堂污水，取得了顯著的效果，運(yùn)行50d后二級(jí)生

20、物強(qiáng)化池出水COD、NH4+N、TN、TP分別穩(wěn)定在50、50、50、10mg/L以下，達(dá)到了GB189182002的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；再經(jīng)生態(tài)修復(fù)處理后，水質(zhì)得到進(jìn)一步改善，可達(dá)到GB38382002的類標(biāo)準(zhǔn)。將高效微生物菌劑用于城鎮(zhèn)污水分散式處理中，與傳統(tǒng)活性污泥法相比，其基礎(chǔ)建設(shè)費(fèi)用可降低50%以上，節(jié)能達(dá)30%以上，污水處理設(shè)施運(yùn)行成本可降低30%以上。櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵（上接第57頁）流比（006），對(duì)COD的去除率最高可達(dá)84%；當(dāng)進(jìn)水流量增至30L/h時(shí)，不宜回流，對(duì)COD的去除11、15、24、30L/h率為7

21、7%；當(dāng)進(jìn)水流量分別為9、（3136）、（2734）、時(shí)，最佳Vup分別為40、30和38m/h，相應(yīng)的COD去除率分別高達(dá)90%、（87%89%）、（83%84%）、83%和77%，Vup的39、38、36和38m/h。從處上限值分別為43、理效率角度考慮，在無回流的條件下，適宜的進(jìn)水流量為1524L/h，相應(yīng)的HRT為0508h。EGSB處理生活污在1526的條件下，水的最佳運(yùn)行參數(shù)為高進(jìn)水流量（1524L/h）、高Vup（30m/h）、低回流比（006），此時(shí)可獲得819%以上的COD去除率。參考文獻(xiàn)：1LiXM，GuoL，YangQ，etalRemovalofcarbonandnu-trientsfromlowstrengthdomesticwastewaterbyexpandedgranularsludgebed-zeolitebed