影響厭氧消化池加熱殺菌效果因素的研究.pdf

1、美國環(huán)保局頒布的溫度-時間等式(Time-temperature equation，USEPA，1992)根據(jù)采用的厭氧消化溫度計(jì)算出生污泥在厭氧消化池內(nèi)需要停留的最短時間，以確保厭氧消化污泥經(jīng)高溫厭氧消化殺菌后其微生物指標(biāo)能夠達(dá)到相應(yīng)的A級標(biāo)準(zhǔn)。但在污水處理廠實(shí)際的工程運(yùn)行時發(fā)現(xiàn)并經(jīng)過研究證實(shí)，中溫或高溫厭氧消化后的污泥經(jīng)高固體濃度離心脫水機(jī)脫水之后，所含的作為指示性微生物菌種之一的糞大腸菌(Fecal coliform)的濃度會顯著

2、升高，給泥餅的存放或處置特別是污泥的土地利用帶來了問題。
　　 存活的但不可培養(yǎng)(Viable but non-culturable，VBNC)狀態(tài)是目前對這一問題最具可能性的解釋機(jī)理。該假設(shè)認(rèn)為，高溫、中溫厭氧消化過程都沒有徹底使糞大腸菌(Fecal coliform)滅活。污泥中的指示性細(xì)菌進(jìn)厭氧消化池之前或者在厭氧消化池內(nèi)受不利環(huán)境條件的影響，進(jìn)入了VBNC狀態(tài)。VBNC狀態(tài)從厭氧消化池的入口一直持續(xù)到脫水離心機(jī)的出口，在

3、這期間用標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)法(SCM)方法無法檢測出污泥中有存活的細(xì)菌。而這些不可培養(yǎng)的存活細(xì)菌仍具活性，具有重新恢復(fù)活性的潛力。消化污泥經(jīng)離心機(jī)脫水之后，進(jìn)入VBNC狀態(tài)的細(xì)菌在某些誘導(dǎo)因素的作用下重新復(fù)活，又可以培養(yǎng)了，但激活的機(jī)理尚不清楚。
　　 研究考察了城市污水廠污泥按照美國環(huán)保局時間-溫度等式(Time-temperature equation，USEPA，1992)的要求高溫厭氧消化后，指示性微生物的含量能否達(dá)到A級標(biāo)準(zhǔn)。通

4、過糞大腸桿菌(E.coli)分別在55℃、65℃、75℃、80℃加熱試驗(yàn)結(jié)果表明，如果生污泥在進(jìn)入?yún)捬跸厍?，能夠瞬時升溫到厭氧消化需要的設(shè)計(jì)溫度，則該等式對于殺死污泥中指示性微生物之一的糞大腸桿菌(E.coli)而言，是足夠充分的或者是過于保守的。
　　 在前期試驗(yàn)所得結(jié)論的基礎(chǔ)上，初步對污泥處理過程中有可能增強(qiáng)細(xì)菌對加熱殺菌抵抗能力的因素進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，用標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)法(SCM)和不需細(xì)菌培養(yǎng)的流式細(xì)胞檢測技術(shù)(FCM)檢測結(jié)果

5、表明:
　　 (1)如果能夠保證污泥瞬時從常溫上升到厭氧消化的目標(biāo)溫度如55℃、65℃、75℃和80℃，那么按照美國環(huán)保局時間-溫度等式(Time-temperatureequation，USEPA，1992)要求的厭氧消化時間加熱殺菌后，足以保證消化污泥達(dá)到美國環(huán)保局規(guī)定的A級污泥標(biāo)準(zhǔn)。污泥中的固體顆粒及污泥中殘留營養(yǎng)物的存在對厭氧消化加熱殺菌的效果沒有影響。
　　 (2)污水廠生污泥進(jìn)厭氧消化池之前或者進(jìn)厭氧消化池之

6、后的加熱是一個逐漸升溫的過程，這一過程使得糞大腸桿菌(E.coli)對加熱殺菌的抵抗力增強(qiáng)。
　　 (3)現(xiàn)在越來越多的污水處理廠采用了低有機(jī)物負(fù)荷的生物脫氮工藝，這些處理系統(tǒng)中的微生物都處于營養(yǎng)物受限的環(huán)境，而且在進(jìn)消化池之前的濃縮池中還進(jìn)一步經(jīng)歷了饑餓脅迫，使得糞大腸桿菌(E.coli)對加熱殺菌的抵抗力增強(qiáng)。
　　 (4)污水廠的原污水中會攜帶很多化學(xué)物質(zhì)，污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥中含有很多細(xì)菌、病原微生物、寄生

7、蟲卵等微生物，濃縮過程中會產(chǎn)生許多化學(xué)物質(zhì)及微生物的代謝產(chǎn)物。這些物質(zhì)作為一種脅迫，在未加熱之前使細(xì)菌的抗熱性增強(qiáng)，在加熱殺菌過程中又促使細(xì)菌死亡。
　　 (5)在試驗(yàn)所考察的逐漸升溫、饑餓脅迫、TSF脅迫三個影響糞大腸桿菌(E.coli)抗熱性的因素中，逐漸升溫所起的作用最大。
　　 (6)當(dāng)對微生物的VBNC狀態(tài)、細(xì)胞的尺寸、生理狀態(tài)、DNA含量等進(jìn)行深入研究時，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)法(SCM)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。流式細(xì)胞檢