城市污水廠污泥好氧處理研究-畢業(yè)論文

1、<p><b>　　仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院</b></p><p>　　畢 業(yè) 論 文</p><p>　　論文題目 城市污水廠污泥好氧處理研究</p><p>　　姓 名 </p><p>　　院 （系） 環(huán)境科學(xué)與工程系</p><p>　　專業(yè)班級

2、 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　職 稱 </p><p><b>　　論文答辯日期 </b></p><p>　　摘 要 </p><p>

3、;　　在污水處理過程中會產(chǎn)生大量污泥，其含水率高，有惡臭，且含有有毒化學(xué)物質(zhì)和病原微生物，若不加以控制，勢必造成二次污染.本文利用微生物制劑對污泥減量化進(jìn)行了研究，探討了兩種菌種在好氧狀態(tài)下的污泥減量情況。試驗(yàn)結(jié)果表明：好氧處理，菌種1去除的污泥量達(dá)到2500mg/L，去除率達(dá)到18.30%；菌種2去除的污泥量達(dá)到2368mg/L，去除率達(dá)17.79%。菌種1比菌種2的污泥去除率高，差異達(dá)到極顯著水平；無菌種處理，污泥去除效果差，去除量

4、最多達(dá)112mg/L，去除率僅0.91%；菌種1和菌種2的污泥去除總量比無菌種處理平均高出2300mg/L左右，去除率高17%左右。經(jīng)過t檢驗(yàn)，兩種菌種的處理與無菌種處理的差異達(dá)極顯著水平；菌種1好氧處理的去除量比厭氧處理的去除量平均高出762.17mg/L，去除率高出5.47%，最多時去除量高出924mg/L，去除率高出6.63%；菌種2好氧處理的去除量比厭氧處理的去除量平均多1014.5mg/L，去除率高出7.47%；最多時去除量高

5、出1276mg/L，去除率高出9.40%。經(jīng)過t檢驗(yàn)，兩種菌種的好氧與厭氧處理的差異均達(dá)到極顯著水平。</p><p>　　關(guān)鍵詞：污泥減量化 微生物制劑 好氧處理 </p><p>　　目 錄</p><p>　　1 前言…………………………………………………………………………………………4</p><p>

6、;　　1.1 污泥的產(chǎn)生與分類………………………………………………………………………4</p><p>　　1.2 污泥常見的污泥處置工藝………………………………………………………………5</p><p>　　1.3 污泥減量化工藝 ………………………………………………………………………6</p><p>　　2 理論基礎(chǔ)與研究方法 ……………………………………

7、………………………………8</p><p>　　2.1 理論基礎(chǔ) ………………………………………………………………………………8</p><p>　　2.2 研究方法 ………………………………………………………………………………9</p><p>　　2.3 實(shí)驗(yàn)步驟 ………………………………………………………………………………9</p><

8、;p>　　2.4 數(shù)據(jù)處理 ………………………………………………………………………………10</p><p>　　3 結(jié)果與分析……………………………………………………………………………… 11</p><p>　　3.1兩種菌種的污泥減量效果研究 ………………………………………………………11</p><p>　　3.2菌種處理與無菌種處理效果比較 ……

9、………………………………………………16</p><p>　　3.3菌種1與菌種2處理結(jié)果比較 …………………………………………………………21</p><p>　　3.4菌種好氧處理與厭氧處理比較 ………………………………………………………23</p><p>　　4 結(jié)論 ………………………………………………………………………………………27</p&g

10、t;<p>　　致謝………………………………………………………………………………………… 28</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………… 29</p><p>　　英文摘要…………………………………………………………………………………… 30</p><p><b>　　1 前言</b

11、></p><p>　　1.1污泥的產(chǎn)生與分類</p><p>　　隨著日益增加的人口和全球社會的日益城鎮(zhèn)化，城市污水的產(chǎn)生量越來越大，生態(tài)環(huán)境面臨日益嚴(yán)重破壞的壓力，因此，城市污水的處理勢在必行。在城市污水的處理過程中，必然產(chǎn)生大量的污泥（sludge），污泥通常是指主要由各種微生物以及有機(jī)、無機(jī)顆粒組成的絮狀物。1995年，世界水環(huán)境組織為了準(zhǔn)確地反映絕大多數(shù)污水污泥具有重新利用

12、價值，將污泥更名為“生物固體（Biosolids）”，其確切含義是：“一種能夠有效利用的富含有機(jī)質(zhì)的城市污染產(chǎn)生物” [1]。</p><p>　　1.1.1污泥的產(chǎn)生</p><p>　　污泥是污水處理過程中產(chǎn)生的固體廢物。經(jīng)過活性污泥凈化作用后的混合液由曝氣池的另一端流出進(jìn)入二次沉淀池，在這里進(jìn)行固液分離，活性污泥通過沉淀與污水分離，澄清后的污水作為處理水排出系統(tǒng)。經(jīng)過沉淀濃縮的污泥從

13、沉淀池底部排出，其中一部分作為接種污泥回流曝氣池，多余的一部分則作為生育污泥排出系統(tǒng)[2]?；钚晕勰喾ㄊ悄壳笆澜缟蠎?yīng)用最廣泛的污水生物處理技術(shù),但它一直存在一個最大的弊端,就是會產(chǎn)生大量的剩余污泥。這些剩余污泥通常含有一定量的有毒有害物質(zhì)（如寄生蟲卵、病原微生物、重金屬）及未穩(wěn)定化的有機(jī)物，如果不進(jìn)行妥善的處理與處置，將會對環(huán)境造成直接或潛在的污染[3]。</p><p>　　1.1.2污泥的分類</p&g

14、t;<p>　　生物固體的分類主要有兩個依據(jù)，一個是依據(jù)生物固體的性質(zhì)，另一個是依據(jù)生物固體從污水中分離的過程。</p><p>　　按生物固體的性質(zhì)，可將其分為污泥和沉渣兩大類。以有機(jī)物為主要成分的部分稱為有機(jī)污泥，它是生物固體的主體；以無機(jī)物含量高，容易腐化發(fā)臭；顆粒細(xì)小，相對密度較??；含水率高，脫水較困難，呈膠狀結(jié)構(gòu)，它往往含有較多的植物營養(yǎng)素、寄生蟲卵、致病微生物及重金屬離子、毒性有機(jī)物等；

15、流動性較好，易于用管渠輸送。初沉池、二沉池的沉淀物均屬此類。沉渣的主要特性是顆粒較粗，相對密度較大，易脫水；但流動性較差，不易用管渠輸送，也不易腐化。沉砂池及某些工業(yè)廢水物理、化學(xué)處理過程中的沉淀物（如鐵屑、焦碳沫、石灰渣等）均屬沉渣類。</p><p>　　按污水的處理方法（即身故固體從污水中分離的過程），生物固體可分為以下幾類：</p><p><b>　　初沉污泥</

16、b></p><p>　　指污水一級處理過程中產(chǎn)生的沉淀物，其性質(zhì)隨污水的成分，特別是混入的工業(yè)廢水的性質(zhì)而發(fā)生變化。</p><p><b>　　活性污泥</b></p><p>　　指活性污泥法處理工藝二沉池產(chǎn)生的沉淀物，扣除回流到曝氣池的那部分后，剩余的部分稱為剩余活性污泥。</p><p><b>

17、;　　腐殖污泥</b></p><p>　　指生物膜法（如生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、部分生物接觸氧化池等）污水處理工藝中二次沉淀池產(chǎn)生的沉淀物。</p><p><b>　　化學(xué)污泥</b></p><p>　　指化學(xué)強(qiáng)化一級處理（或三級處理）后產(chǎn)生的污泥。</p><p>　　依據(jù)污泥的不同產(chǎn)生階段分類如下：&l

18、t;/p><p><b>　　生污泥</b></p><p>　　指從沉淀池（包括初沉池和二沉池）排出來的沉淀物或懸浮物的總稱。</p><p><b>　　消化污泥</b></p><p>　　指生污泥經(jīng)厭氣分解后得到的污泥。</p><p><b>　　濃縮污泥&l

19、t;/b></p><p>　　指生污泥經(jīng)濃縮處理后得到的污泥。</p><p><b>　　脫水干化污泥</b></p><p>　　指經(jīng)脫水干化處理后得到的污泥。</p><p><b>　　干燥污泥</b></p><p>　　指經(jīng)干燥處理后得到的污泥[4]。&l

20、t;/p><p>　　1.2常見的污泥處置工藝</p><p>　　隨著污水處理事業(yè)的發(fā)展，污水處理廠總處理水量和處理程度將不斷擴(kuò)大和提高，污泥的產(chǎn)生量也將會大幅度地增加。同時，污泥處理的投資和運(yùn)行費(fèi)用巨大，可占整個污水處理廠投資及運(yùn)行費(fèi)用的25%-65%，己成為城市污水處理廠所面臨的沉重負(fù)擔(dān)。污泥處理的通常做法是：先經(jīng)過濃縮、穩(wěn)定、脫水等預(yù)處理后，進(jìn)行最終的處置。目前,國內(nèi)外常用的污泥處置方

21、法有:衛(wèi)生填埋、焚燒、土地利用等[5-6]。</p><p><b>　　1.2.1衛(wèi)生填埋</b></p><p>　　對于不能資源化而又需從循環(huán)使用中排出的廢物,填埋是目前唯一的最終處置途徑。填埋可分為一般填埋和衛(wèi)生填埋。前者破壞環(huán)境,污染空氣與水源,多已被限制使用。現(xiàn)行的填埋方法以衛(wèi)生填埋為主,其優(yōu)點(diǎn)是投資少、容量大、見效快,但此法必須注意場地的選擇、考慮當(dāng)?shù)氐?/p>

22、水文和地形條件、避免污染地下水,還要防止?jié)B出液的滲漏和降解氣的釋放等。隨著人口的增加,土地資源匱乏,可供填埋的場地已十分有限。</p><p><b>　　1.2.2焚燒</b></p><p>　　焚燒是利用污泥的有機(jī)成分較高、具有一定熱值等特點(diǎn)來處置污泥的一種方法。焚燒的技術(shù)優(yōu)勢在于其處理的徹底性,減量率可達(dá)到95 %左右。但焚燒存在著以下問題: (1) 投資和操

23、作費(fèi)用較高,計劃實(shí)施較困難; (2) 在焚燒過程中產(chǎn)生飛灰、爐渣和煙氣。飛灰中含有較多Cd、Pb 及其它重金屬,屬于危險廢棄物。在排放的煙氣中含有二口惡英和呋喃等劇毒物質(zhì),若控制不當(dāng)可能會產(chǎn)生二次污染; (3) 污泥中的有用成分未得到充分的利用。</p><p><b>　　1.2.3土地利用</b></p><p>　　土地利用是目前發(fā)達(dá)國家采用最廣泛的污泥處置方法

24、之一。由于污泥中含有豐富的有機(jī)物和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素,所以將剩余污泥回用于土地作為植物的肥料,能夠增加土壤肥力、促進(jìn)植物生長。但是,污泥中含有重金屬離子、呋喃等有害物質(zhì),若長期將污泥施用于土地,有可能會因?yàn)橛泻ξ镔|(zhì)的積累而影響人們的身體健康。此外,由于污泥即使經(jīng)過濃縮、脫水后仍然體積龐大,又會產(chǎn)生因污泥運(yùn)輸而增加處理成本的問題,同時,還會占用大量的土地資源[7-8]。</p><p>　　1.3污泥減量化工藝&

25、lt;/p><p>　　目前，世界上超過90%的城市污水處理都采用活性污泥法，產(chǎn)生的大量剩余污泥通常含有相當(dāng)量的有毒有害物質(zhì)及未穩(wěn)定化的有機(jī)物，如不進(jìn)行妥善的處理，將會對環(huán)境造成直接或潛在的污染。目前，我國污泥產(chǎn)生量大約為1500萬t/a（按含水率97%計），預(yù)計到2010年污泥產(chǎn)量將是現(xiàn)在的5倍。在歐美，污泥處理基建費(fèi)用占污水處理廠總基建費(fèi)用的比例高達(dá)60%-70%，剩余污泥的處理費(fèi)用占污水廠運(yùn)行費(fèi)用的25%-40

26、%，甚至高達(dá)60% [9]。</p><p>　　目前,國內(nèi)外常用的污泥處置方法衛(wèi)生填埋、焚燒、土地利用等大部分只能達(dá)到污泥的減容化處理，而達(dá)不到減量化。減容化是通過降低污泥含水率來縮小污泥體積，其中的生物固體（biomass）量幾乎得不到減少；減量化則是通過物理、化學(xué)、生物等方法降低剩余污泥產(chǎn)率和利用微生物自身內(nèi)源呼吸作用進(jìn)行氧化分解，使整個污水處理系統(tǒng)向外排放的生物固體量達(dá)到最少，所以減量化是從根本上、實(shí)質(zhì)上

27、減少污泥量[10-11]。然而，當(dāng)今國內(nèi)外污泥處理處置所依循的原則均是“減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化”。處理要求是最終處置時對環(huán)境無害，因此提出了污泥減量化處理的研究。污泥減量化是使整個污水處理系統(tǒng)在保證污水處理效果的前提下,采取適當(dāng)?shù)奈锢?、化學(xué)、生物等措施使處理相同量的污水所產(chǎn)生的污泥量達(dá)到最少。主要是依靠降低微生物產(chǎn)率或速微生物自身內(nèi)源呼吸等代謝過程使其氧化分解等,所以污泥減量化能夠從根本上減少污泥的產(chǎn)量。目前國內(nèi)外對污泥減量技術(shù)

28、的研究主要集中在三方面:解偶聯(lián)技術(shù)、促進(jìn)污泥溶胞技術(shù)以及利用微型動物捕食污泥技術(shù)[12]。同時，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對于污泥減量處理的技術(shù)越來越多，各地方可因地制宜采用適合實(shí)際情況的技術(shù)。</p><p>　　1.3.1　物理處理方法</p><p>　　1.3.1.1 膜生物反應(yīng)器</p><p>　　指將膜分離技術(shù)中的膜系統(tǒng)與污水處理工程中生物反應(yīng)器相結(jié)合形成的

29、新工藝。在膜生物反應(yīng)器中，若污泥被完全截流,則其中的無機(jī)成分沒有過大積累，有機(jī)成分去除率可達(dá)95 % ，凱氏氮被完全消化。膜生物反應(yīng)器中污泥停留時間很長，甚至避免排泥。雖然該法也有缺點(diǎn)，如膜易堵塞，投資較高等，但因技術(shù)上可行且效果好，并能大大節(jié)省日常運(yùn)行費(fèi)用，從長遠(yuǎn)考慮，不失為一種好方法。</p><p>　　1.3.1.2 破壞生物細(xì)胞</p><p>　　如超聲波通過交替的壓縮和擴(kuò)張作

30、用，壓碎細(xì)胞壁，釋放胞內(nèi)成分，強(qiáng)化細(xì)胞的降解性，從而使污泥減量。再如可將機(jī)械壓力應(yīng)用于污泥回流系統(tǒng)，同樣能破壞細(xì)胞壁釋放內(nèi)容物，這可減小顆粒污泥的大小，增加比表面積，利于進(jìn)一步分解，該法應(yīng)用于活性污泥的內(nèi)源呼吸階段，能減少剩余污泥的產(chǎn)量。</p><p>　　1.3.2 化學(xué)處理方法</p><p>　　1.3.2.1 臭氧處理工藝</p><p>　　由日本的H.

31、Yasui等提出，將剩余活性污泥的消化與污水處理在同一曝氣池同時進(jìn)行，包括臭氧氧化過程和生物降解過程。污泥經(jīng)臭氧氧化后，能提高其可生物降解性，只要操作適當(dāng)，可以達(dá)到無剩余污泥的目的[13]。</p><p>　　1.3.2.2 投加酶</p><p>　　酶的作用是促進(jìn)污水中大分子化合物變成小分子化合物，釋放結(jié)合氧，這些簡單的化合物容易被各種微生物利用，這有利于細(xì)菌的多樣性并提高其活性，也

32、有利于形成大量高等生物，促進(jìn)高等光合作用生物體的增殖，美國許多生物處理系統(tǒng)，應(yīng)用投加酶法來控制嗅味并削減污泥產(chǎn)量。另外，污泥的減量技術(shù)還有傳統(tǒng)的延時曝氣法，曝氣時間長達(dá)24 h ，甚至更長，剩余污泥少而穩(wěn)定，但其能量消耗過大，應(yīng)用受限；代謝終止法是采用化學(xué)藥物終止細(xì)胞的代謝，設(shè)備簡單，但易污染環(huán)境；Cambi 法通過水解過程使污泥的有機(jī)物從不溶狀態(tài)轉(zhuǎn)化為可溶狀態(tài)，經(jīng)該工藝產(chǎn)生的脫水污泥總固體含量達(dá)30 %～40 % ，可直接用于焚燒。&

33、lt;/p><p>　　1.3.2.3 代謝解偶聯(lián)劑- 活性污泥處理工藝</p><p>　　代謝解偶聯(lián)劑—活性污泥處理工藝是目前污水處理廠較常用的方法之一。解耦聯(lián)劑分為天然解耦聯(lián)劑和人工合成解耦聯(lián)劑2 種。天然解耦聯(lián)劑主要是棕色脂肪和其他組織中的解耦聯(lián)蛋白，主要存在于高等動物線粒體中。TCP），其作用機(jī)理是解耦聯(lián)劑通過與H+的結(jié)合，降低細(xì)胞膜對H+的阻力，攜帶H+跨過細(xì)胞膜，使膜兩側(cè)的質(zhì)子梯

34、度降低。降低后的質(zhì)子梯度不足于驅(qū)動ATP（三磷酸腺苷）合酶合成ATP，從而減少可氧化磷酸化作用所合成的ATP量，氧化過程中所產(chǎn)生的能量最終以熱的形式被釋放掉。在有機(jī)質(zhì)子載體存在下大部分底物被氧化為二氧化碳，而不是用于生物合成，所以在解耦聯(lián)活性污泥工藝中污泥產(chǎn)率很低。解耦聯(lián)劑的優(yōu)勢是不需要對現(xiàn)有污水處理工藝作大的改進(jìn)，只需增設(shè)投藥裝置即可。存在的問題有：① 所投加的藥在較長時間后由于微生物的馴化而被降解，從而失去解耦聯(lián)的作用；② 較高氧的

35、利用速度；③ 解耦聯(lián)劑在污水處理方面的費(fèi)用比較高；④ 由于大部分解耦聯(lián)劑是人工合成的，因此解耦聯(lián)劑在實(shí)際應(yīng)用中存在著環(huán)境安全性問題[14-16]。</p><p>　　1.3.3 生物處理方法</p><p>　　1.3.3.1 利用微型動物削減污泥產(chǎn)量</p><p>　　近年來,采用兩段式生物反應(yīng)器作為微型動物哺育系統(tǒng)，通過接種的方式來削減污泥的產(chǎn)量受到人們的重

36、視，其原理是模擬自然生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈原理，用培養(yǎng)出來的原生動物來捕食細(xì)菌,以削減污泥產(chǎn)量。因污泥是一個人工生態(tài)系統(tǒng)，有細(xì)菌、原生動物、線蟲等各種生物，它們之間形成食物鏈關(guān)系。據(jù)生態(tài)學(xué)原理，食物鏈越長，能量傳遞過程中消耗比例越大，最終在生態(tài)系統(tǒng)中存在的生物量就越少，而污泥生態(tài)系統(tǒng)中不可能有較長的食物鏈，由此人們提出了兩段式生物反應(yīng)器[17-18]。第一階段分散培養(yǎng)：反應(yīng)器中無污泥回流，利用污水中有機(jī)物刺激細(xì)菌迅速生長，細(xì)菌呈分散態(tài)；第二階

37、段捕食：反應(yīng)器中有大量原生物對分散細(xì)菌捕食，以提高水質(zhì)削減污泥，這種方法在接種數(shù)量和方式上仍有待進(jìn)一步研究。</p><p>　　1.3.3.2 微生物強(qiáng)化</p><p>　　污水處理是利用天然的微生物種群將有機(jī)物氧化為可利用的食物要素，但天然系統(tǒng)的微生物并非全都是有效微生物，可選擇特定的菌種進(jìn)行投放，使之保持并強(qiáng)化天然菌株的活性，從而優(yōu)化控制微生物種群的平衡，即不僅能提供現(xiàn)有菌株促進(jìn)其

38、生長，而且能抑制少量不利生物的生長，從而增加單元的處理效率，一家瑞士基礎(chǔ)環(huán)境微生物公司利用外投微生物處理污水，使污泥減量16 % [19]。</p><p>　　2 理論基礎(chǔ)與研究方法 </p><p><b>　　2.1 理論基礎(chǔ)</b></p><p>　　在污水處理過程中，利用微生物分解水中的有機(jī)物是不徹底的，只是將污水中的有機(jī)物少量分解

39、，大部分有機(jī)物以污泥的形式集中排放，所以產(chǎn)生大量的活性污泥。如果能利用微生物將有機(jī)物徹底分解，并不斷地分解死亡的微生物，則污泥的總量可以大副度的減少，因此可試?yán)梦⑸镏苿┻M(jìn)行污泥減量。</p><p>　　經(jīng)篩選、馴化或基因改良的微生物菌株能保持并強(qiáng)化天然存在菌株的活性，投入活性污泥中可以優(yōu)化和控制微生物種群的平衡，同時增加系統(tǒng)中細(xì)菌的濃度和代謝活性，減少污泥的產(chǎn)生量。通過各種微生物相互共生、增殖形成一個組成復(fù)

40、雜、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的生物菌群引入污水處理系統(tǒng)后，其與污水天然微生物種群間通過選擇性和競爭性的生長與繁殖，實(shí)現(xiàn)種群關(guān)系重排，并逐漸形成新的優(yōu)勢種群，這在一定程度上優(yōu)化了自然活性污泥生物相的種群關(guān)系，改善了污泥的工作性能，達(dá)到了污泥減量的目的[20]。</p><p><b>　　2.2 研究方法</b></p><p>　　為了研究利用微生物進(jìn)行污泥減量的可行性和起去除效果，

41、現(xiàn)在采用六個裝置模擬污水在運(yùn)用活性污泥法處理中的好氧和厭氧狀態(tài)時的情況，觀察和研究加入新的微生物制劑對污泥的減量效果。</p><p>　　本次研究我們將會分別加入兩種不同的菌種到裝置中，菌種分別是來自美國和重慶的菌種（以下將稱美國菌為菌種1，重慶菌為菌種2），觀察兩種菌種的污泥去除情況。我們將模六個擬裝置分為兩組，每組為三個。如下所示：</p><p>　　好氧組采用鼓風(fēng)曝氣的方法，厭氧

42、組采用震蕩器營造厭氧條件，并且不會讓污泥沉淀，能均勻地在混合液中反應(yīng)。</p><p><b>　　2.3 試驗(yàn)步驟</b></p><p>　　本試驗(yàn)主要分為兩大部分：微生物的培養(yǎng)和污泥量的測量。</p><p>　　2.3.1 微生物的培養(yǎng)(接種的初始階段)</p><p>　?。?）取125ml清水于燒杯中，量取1

43、5ml菌種1培養(yǎng)增效劑加入清水中，再稱15g菌種1加入并攪拌均勻，并加入4gNaNO3；加入NaNO3的作用是為菌種提供充足的氮原。</p><p>　　（2）再另取125ml清水于燒杯中，量取15ml菌種2的菌種液加入水中并攪拌均勻，并加入4gNaNO3；</p><p>　　（3）將上述兩種菌種的配液進(jìn)行曝氣5小時；</p><p>　　（4）曝氣完畢后，將污泥

44、分裝到六個裝置中，每個裝置倒進(jìn)1L污泥，分組如上述所示；</p><p>　?。?）將已經(jīng)過曝氣的菌種1配液分別取2ml放進(jìn)菌種1的好氧裝置和厭氧裝置；將已經(jīng)過曝氣的菌種2配液分別取2ml放進(jìn)菌種2的好氧裝置與厭氧裝置中，對好氧組的三個裝置進(jìn)行曝氣。</p><p>　?。?）經(jīng)過三天的培養(yǎng)后，第四天重復(fù)上述步驟（1）-（3）制作兩種菌種配液，但所配菌種液不需添加NaNO3，然后按步驟（5

45、）將菌種加入裝置中。</p><p>　?。?）第七天重復(fù)第四天的步驟，即步驟（6）。</p><p>　　應(yīng)該注意的是：為了使污泥的濃度變化不太大，每天都必須對六個裝置的蒸發(fā)水量進(jìn)行測量，適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充水分。</p><p>　　2.3.2 污泥量的測量</p><p>　　按照初始階段的上述步驟（1）-（3），配制好兩種菌種的菌種配液備用。&

46、lt;/p><p>　　將稱量皿和濾紙進(jìn)行編號和烘干（烘箱內(nèi)溫度調(diào)至104℃），烘干2小時后取出放進(jìn)干燥器，待冷卻后稱重，并記錄數(shù)據(jù)。</p><p>　　在各個裝置中取污泥50ml，取烘干過的濾紙用普通過濾法對污泥進(jìn)行過濾，過濾后放在稱量皿，一起放進(jìn)烘干2小時（烘箱內(nèi)溫度調(diào)至104℃），取出放進(jìn)干燥器，待冷卻后稱重，并記錄數(shù)據(jù)。此步驟所得數(shù)據(jù)為，還沒有加菌前的污泥初始濃度。</p>

47、;<p>　　將之前配制好的菌種1配液分別取2ml加到對應(yīng)的菌種1好氧裝置和厭氧裝置，在菌種2配液中分別取2ml加入到對應(yīng)的菌種2好氧裝置和厭氧裝置，記下當(dāng)時時間，然后每隔一個時間段進(jìn)行采樣，采樣時間如下：加菌后1h、2h、3h、4h、6h、8h、18h、24h、48h、72h、96h、120h、144h、168h、192h、216h，好氧裝置可以到達(dá)120h后停止采樣，120h后只對厭氧裝置進(jìn)行采樣。采樣步驟如下：<

48、;/p><p>　　用50ml的容量瓶取污泥樣品50ml，取一張烘干過的濾紙用普通過濾法對污泥進(jìn)行過濾，用去離子水洗滌容量瓶，將這洗滌后的剩余液倒進(jìn)漏斗與污泥一起過濾，完成過濾后放進(jìn)烘箱烘干2小時，取出放進(jìn)干燥器，待冷卻后稱重，并記錄數(shù)據(jù)。此步驟所得數(shù)據(jù)為，還沒有加菌后的每個時的間污泥濃度。</p><p><b>　　2.4 數(shù)據(jù)處理</b></p>&l

49、t;p>　　污泥凈重量（g）＝（稱量皿＋濾紙＋污泥）g－（稱量皿＋濾紙）g；</p><p>　　污泥濃度C（mg/L）：C=（M×106）/V ，其中M為污泥凈重量，單位為g；V為污泥采樣體積，單位為mL；</p><p>　　去除量（mg/L）＝污泥初始濃度－某個時間的污泥濃度；</p><p>　　去除率η（%）：η=（去除量/初始濃度）

50、15;100% 。</p><p><b>　　3 結(jié)果與分析</b></p><p>　　本次試驗(yàn)主要研究運(yùn)用微生物強(qiáng)化使污泥減量的原理，觀察所用的兩種菌種對污泥的去除效果，現(xiàn)集中探討兩種菌種在好氧狀態(tài)下的污泥減量情況。</p><p>　　3.1 兩種菌種的污泥減量效果研究</p><p>　　3.1.1 菌種1污泥

51、減量效果研究</p><p>　　好氧狀態(tài)下，污泥初始濃度為13658 mg/L 其處理的試驗(yàn)結(jié)果見表1.</p><p>　　表1 菌種1污泥處理的效果與時間的關(guān)系</p><p>　　Table 1 Relation between effect of sludge removed by bacterium1 and time</p><

52、p>　　在好氧狀態(tài)下，菌種1單獨(dú)與原濃度相比，在加入菌種1后的前18小時內(nèi)，菌種1去除污泥的量顯穩(wěn)步增加的趨勢；在1-3小時內(nèi)，每一小時內(nèi)去除量在400mg/L左右；在4-24小時內(nèi)，每一小時內(nèi)的去除量稍微比之前減少了一點(diǎn)，去除速度也開始減慢；到達(dá)24小時以后，污泥的濃度保持在一個較穩(wěn)定的濃度，污泥去除量幾乎沒有再增加；1-24小時內(nèi)污泥的去除率穩(wěn)步上升，24小時后，當(dāng)去除率到達(dá)18%左右時，去除率一直徘徊在18%左右，沒有再增加

53、。</p><p>　　根據(jù)表1的數(shù)據(jù)，建立簡單直線回歸方程y=ax+b </p><p>　　可求得線性回歸方程為：lnC=-0.00103*t+9.407</p><p>　　一級反應(yīng)動力學(xué)方程為:ln(/C)＝-0.00103t </p><p>　　C=*e-0.00103t （C為菌種1的污泥濃度；為t=0時的濃度，t為時間

54、）</p><p>　　相關(guān)系數(shù)取絕對值 γ=0.59 ，樣品數(shù)n = 13</p><p>　　自由度 F=13-2=11</p><p>　　求出=12173.18 ， 即一級反應(yīng)動力學(xué)方程為: C=12173.18*e-0.00103t </p><p>　　根據(jù)F和γ0.05和γ0.01查R表得: </p><

55、p>　　γ0.05(11)= 0.553，γ0.01(11)= 0.684，γ0.05(11) *＜γ＜γ0.01(11) **</p><p>　　經(jīng)過回歸方程檢驗(yàn)，該方程達(dá)到顯著水平，說明污泥經(jīng)過好氧處理后其污泥減量反應(yīng)為一級反應(yīng)，即污泥減量的速度與污泥濃度的一次方成正比，由此可以計算任一反應(yīng)時刻的污泥濃度.</p><p>　　3.1.2 菌種2污泥減量效果研究</p&g

56、t;<p>　　好氧狀態(tài)下，污泥初始濃度為13310 mg/L，其處理的試驗(yàn)結(jié)果見表2——菌種1對污泥減量效果表：</p><p>　　表2 菌種2污泥處理的效果與時間的關(guān)系</p><p>　　Table 2 Relation between effect of sludge removed by bacterium 2 and time</p><p

57、>　　在好氧狀態(tài)下，菌種2單獨(dú)與原濃度相比，在加入菌種2后的第1個小時去除量最大，有506 mg/L，前24小時內(nèi)，菌種2去除污泥的量顯穩(wěn)步增加的趨勢，其每1小時內(nèi)的去除量都稍微比之前的1小時內(nèi)的去除量減少一點(diǎn)，可見去除速度在不斷減慢；到達(dá)24小時以后，污泥的濃度保持在一個較穩(wěn)定的濃度，污泥去除量幾乎沒有再增加；1-24小時內(nèi)污泥的去除率穩(wěn)步上升，18小時后，當(dāng)去除率到達(dá)17%左右時，去除率一直停留在18%以內(nèi)，沒有再增加。<

58、;/p><p>　　根據(jù)表2的數(shù)據(jù)，建立簡單直線回歸方程y=ax+b </p><p>　　可求得線性回歸方程為：lnC=-0.00104*t+9.39</p><p>　　一級反應(yīng)動力學(xué)方程為:ln(/C)＝-0.00104t </p><p>　　C=*e-0.00104t （C為菌種1的污泥濃度；為t=0時的濃度，t為時間）<

59、/p><p>　　相關(guān)系數(shù)取絕對值 γ=0.63 ，樣品數(shù)n = 13</p><p>　　自由度 F=13-2=11</p><p>　　求出=11959.7， 即一級反應(yīng)動力學(xué)方程為: C=11959.7*e-0.00103t </p><p>　　根據(jù)F和γ0.05和γ0.01查R表得:</p><p>　　γ0

60、.05(11)= 0.553，γ0.01(11)= 0.684，γ0.05(11) *＜γ＜γ0.01(11) **</p><p>　　經(jīng)過回歸方程檢驗(yàn)，該方程達(dá)到顯著水平，說明污泥經(jīng)過好氧處理后其污泥減量反應(yīng)為一級反應(yīng)，即污泥減量的速度與污泥濃度的一次方成正比，由此可以計算任一反應(yīng)時刻的污泥濃度.</p><p>　　3.2 菌種處理與對照的差異性分析</p><p

61、>　　3.2.1 菌種1處理與對照的比較</p><p>　　菌種1處理與對照ck（無菌種處理）效果比較見表3.</p><p>　　表3 菌種1處理與對照的比較</p><p>　　Table 5 Compared bacterium 1 Treatment effect with ck </p><p>　　表4 菌種1處理與對照

62、的去除量與去除率比較</p><p>　　Table 4 treated amount and rate of bacterium 1 and ck </p><p>　　在好氧狀態(tài)下，菌種1與無菌種處理比較，無菌種處理自身的去除污泥效果很低，去除量很小，污泥濃度變化不大；而菌種1的污泥濃度在前24小時內(nèi)不斷降低，即其污泥的去除量在不斷上升，但去除速度就不斷地減慢，到達(dá)24小時以后，污泥

63、的去除量基本保持一個較平穩(wěn)的水平，幾乎沒有再上升的趨勢；從菌種1與無菌種處理的去除量與去除率相比的差值來看，可以看出，加了菌種1之后的污泥去除效果比無菌種處理的去除效果明顯的好很多。</p><p>　　無菌種處理與菌種1處理的差異性檢驗(yàn):</p><p>　　樣品數(shù) n = 12 自由度 n’=n-1=12-1=11</p><p>　　查t檢驗(yàn)表[21]得

64、 **</p><p>　　t＝9.66＞，說明兩種處理差異達(dá)到極顯著水平。</p><p>　　3.2.2菌種2處理與無菌種處理比較</p><p>　　菌種2處理與對照ck（無菌種處理）效果比較見表3.</p><p>　　表5 菌種2處理與無菌種處理效果比較</p><p>　　Table 5 Compare

65、d bacterium 2 Treatment effect with ck</p><p>　　表6 菌種2處理與對照的去除量與去除率比較</p><p>　　Table 6 Treated amount and rate of bacterium 2 and ck</p><p>　　在好氧狀態(tài)下，菌種2與無菌種處理比較，無菌種處理自身的去除污泥效果很低，去除

66、量很小，污泥濃度變化不大；而菌種2的污泥濃度在前24小時內(nèi)不斷降低，即其污泥的去除量在不斷上升，但去除速度就不斷地減慢，到達(dá)24小時以后，污泥的去除量基本保持一個較平穩(wěn)的水平，幾乎沒有再上升的趨勢；從菌種2與無菌種處理的去除量與去除率相比的差值來看，可以看出，加了菌種2之后的污泥去除效果比無菌種處理的去除效果明顯的好很多。</p><p>　　無菌種處理與菌種2處理的差異性檢驗(yàn):</p><p

67、>　　樣品數(shù) n = 12 自由度 n’=n-1=12-1=11</p><p>　　查表得 ** </p><p>　　t ＝ 9.72＞，說明兩種處理差異達(dá)到極顯著水平。</p><p>　　3.3 菌種1與菌種2處理結(jié)果比較</p><p>　　表7 菌種1處理與菌種2處理效果比較</p><p&

68、gt;　　Table 7 Compared bacterium 1 treatment effect with bacterium 2</p><p>　　在好氧狀態(tài)下，從菌種1與菌種2處理結(jié)果相互比較的數(shù)據(jù)上看，在分別加入菌種1和菌種2之后的1小時內(nèi)，菌種2的污泥去除量比菌種1的多，但1小時后，菌種1的污泥去除量一直都比菌種2的多；可見菌種1的污泥去除總量比菌種2的多，去除速度也比菌種2的快，而且去除率也比菌

69、種2的高；在8-18小時之間，菌種1去除量的增加速度比菌種2的增加速度稍微減慢，到達(dá)了120小時后，菌種1累計的污泥去除總量比菌種2累計的去除總量多144 mg/L，即菌種1的污泥處理效果比菌種2的污泥處理效果要好。</p><p>　　無菌種處理與菌種2處理的差異性檢驗(yàn):</p><p>　　樣品數(shù) n = 12 自由度 n’=n-1=12-1=11</p><p

70、>　　查表得 ** </p><p>　　t ＝ 5.39＞， 說明兩種處理差異達(dá)到極顯著水平。</p><p>　　3.4 菌種好氧處理與厭氧處理比較</p><p>　　3.4.1 菌種1好氧處理與厭氧處理比較</p><p>　　表8 菌種1好氧處理與厭氧處理比較</p><p>　　Table 8

71、 Compared bacterium 1 aerobic treatment effect with anaerobic treatment</p><p>　　從菌種1的好氧狀態(tài)與厭氧狀態(tài)比較，在這兩種不同狀態(tài)中，它們的去除量與去除率在菌種1加入后到18小時內(nèi)都顯不斷地穩(wěn)定上升的趨勢，到達(dá)18小時后，去除量與去除率基本保持在一個較平穩(wěn)的水平，沒有再繼續(xù)上升的趨勢；從兩種狀態(tài)的去除量來看，在菌種1加入后到18小

72、時內(nèi)，好氧狀態(tài)去除量與去除率大約為厭氧狀態(tài)的1.8倍左右，到達(dá)18小時后，去除總量與去除率維持在大約為厭氧狀態(tài)的1.5倍左右，總的來看，這兩種狀態(tài)的去除量相差大概在850 mg/L左右，去除率相差大概在6%左右。</p><p>　　菌種1的好氧與厭氧處理的差異性檢驗(yàn):</p><p>　　樣品數(shù) n = 12 自由度 n’=n-1=12-1=11</p><p&g

73、t;<b>　　查表得 **</b></p><p>　　t ＝ 10.97＞，說明兩種處理差異達(dá)到極顯著水平</p><p>　　3.4.2菌種2好氧處理與厭氧處理比較</p><p>　　表9 菌種2好氧處理與厭氧處理比較</p><p>　　Table 9 Compared bacterium 1 aerob

74、ic treatment effect with anaerobic treatment</p><p>　　從菌種2的好氧狀態(tài)與厭氧狀態(tài)比較，在這兩種不同狀態(tài)中，它們的去除量與去除率在菌種2加入后到18小時內(nèi)都顯不斷地穩(wěn)定上升的趨勢，到達(dá)18小時后，去除量與去除率基本保持在一個較平穩(wěn)的水平，沒有再繼續(xù)上升的趨勢；從兩種狀態(tài)的去除量來看，在菌種2加入后到18小時內(nèi)，好氧狀態(tài)去除量與去除率大約為厭氧狀態(tài)的2.5倍左

75、右，到達(dá)18小時后，去除總量與去除率維持在大約為厭氧狀態(tài)的2倍左右，總的來看，這兩種狀態(tài)的去除量相差大概在1200 mg/L左右，去除率相差大概在8%左右。</p><p>　　菌種2的好氧與厭氧處理的差異性檢驗(yàn):</p><p>　　樣品數(shù) n = 12 自由度 n’=n-1=12-1=11</p><p><b>　　查表得 **</b&

76、gt;</p><p>　　t ＝ 12.98＞，說明兩種處理差異達(dá)到極顯著水平。</p><p><b>　　4 結(jié)論 </b></p><p>　　4.1 好氧處理，菌種1去除的污泥量達(dá)到2500mg/L，去除率達(dá)到18.30%；菌種2去除的污泥量達(dá)到2368mg/L，去除率達(dá)17.79%。菌種1比菌種2的污泥去除率高，差異達(dá)到極顯著水平

77、。</p><p>　　4.2 無菌種處理，污泥去除效果差，去除量最多達(dá)112mg/L，去除率僅0.91%；</p><p>　　4.3 菌種1和菌種2的污泥去除總量比無菌種處理平均高出2300mg/L左右，去除率高17%左右。經(jīng)過t檢驗(yàn)，兩種菌種的處理與無菌種處理的差異達(dá)極顯著水平。</p><p>　　4.4 菌種1好氧處理的去除量比厭氧處理的去除量平均高

78、出762.17mg/L，去除率高出5.47%，最多時去除量高出924mg/L，去除率高出6.63%；菌種2好氧處理的去除量比厭氧處理的去除量平均多1014.5mg/L，去除率高出7.47%；最多時去除量高出1276mg/L，去除率高出9.40%；。經(jīng)過t檢驗(yàn)，兩種菌種的好氧與厭氧處理的差異均達(dá)到極顯著水平。</p><p><b>　　致 謝 </b></p><p

79、>　　首先，我要衷心感謝我的指導(dǎo)教師簡放陵副教授，從試驗(yàn)研究開始到最后定稿，以及答辯前的準(zhǔn)備工作，老師都耐心指導(dǎo)，不厭其煩，罄盡了心血。老師在學(xué)習(xí)上時時刻刻提供最好的指導(dǎo)，還不斷教予我們更廣博的知識，在生活上的關(guān)懷更是無微不至，視我們?nèi)缱优汴P(guān)心。在這段日子里，我學(xué)到了豐富的理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還從老師的身上學(xué)到了做人處世該有的精神。簡放陵老師不只是學(xué)習(xí)上指導(dǎo)老師，更是我們的朋友，我們尊敬的長輩。其次，還要感謝劉潔萍老師在試驗(yàn)研究

80、期間的大力支持與幫助，為我們提供試驗(yàn)用品和指導(dǎo)。最后，還要感謝林煌同學(xué)在這次試驗(yàn)研究中對我的幫助，以及其他論文組里同學(xué)的幫助，這次論文研究的成功是我們共同努力的結(jié)果。還要感謝答辯組的老師們?yōu)槲业难芯刻岢隽藢氋F的意見，再次感謝以上提及的老師和同學(xué)！</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 周少奇.城市污泥處理處置與資源化[M].廣

81、州:華南理工大學(xué)出版社，2002,1</p><p>　　[2] 張自杰，林榮忱，金儒霖.排水工程下冊（第四版）[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1999,95</p><p>　　[3] 周興佳，劉偉，寧艷春.污水處理廠污泥減量技術(shù)研究[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2006,(2):42</p><p>　　[4] 周少奇.城市污泥處理處置與資源化[M].廣州:華南理工大

82、學(xué)出版社，2002,11-12</p><p>　　[5] 劉燁,田一梅,從月賓.污泥處置與資源化新技術(shù)探討[J].四川環(huán)境,2004,23(6):54-56</p><p>　　[6]白金,白春學(xué),楊柳等.剩余污泥減量化的初步試驗(yàn)研究[J].大連民族學(xué)院學(xué)報,2006,(1):28-30</p><p>　　[7] 張崢嶸, 黃少斌.污泥減量化的分析與研究[J].

83、化學(xué)與生物工程，2006,23(9):4</p><p>　　[8] 袁毅.污泥處理與處置的認(rèn)識誤區(qū)與技術(shù)對策[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2006,29:114-116</p><p>　　[9] 張雷，余光. 淺談污泥減量技術(shù)[J].中國資源綜合利用,2005,(6):24-27</p><p>　　[10]尹軍，譚學(xué)軍.污水污泥處理處置與資源化利用[M].北京:化學(xué)

84、工業(yè)出版社，2004,250-251</p><p>　　[11]高艷玲,馬達(dá).污水生物處理新技術(shù)[M].北京:中國建材工業(yè)出版社,2006,16-17</p><p>　　[12]梁鵬,黃霞,錢易.利用紅斑顠體蟲減少污泥產(chǎn)量的研究[J].中國給水排水,2004,20(1):13 </p><p>　　[13]劉紅葉,程曉如.污水生化處理中污泥減量技術(shù)的應(yīng)用[J].

85、廣州環(huán)境科學(xué),2005,20(4):6-8 </p><p>　　[14]張崢嶸，黃少斌.污水處理中污泥減量化技術(shù)的研究與應(yīng)用概況[J].廣州環(huán)境科學(xué)，2006,21(3):5-7 </p><p>　　[15]劉新文,沈東升.污泥減量化的生物化學(xué)技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國沼氣,2003,21(3):18-21 </p><p>　　[16]王啟中,宋碧玉.污水處理中

86、的污泥減量新技術(shù)[J].城市環(huán)境與城市生態(tài),2003,16(6):295-297</p><p>　　[17]吳崇丹, 楊平, 郭勇.污泥生物處理的研究與應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2006,29(5):100-102</p><p>　　[18]張連凱,于德爽,孔范龍等.利用微型動物減少污泥產(chǎn)量的工藝探討[J].環(huán)境工程,2005,23(6):71-73</p><p

87、>　　[19]李亞東，華佳，李海波.剩余活性污泥的處置及再利用技術(shù)[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2005，31(4):26-28</p><p>　　[20]趙慶良，趙赫，林佶侃等.剩余污泥減量化技術(shù)研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢[J].給水排水, 2005,31(11):106-111</p><p>　　[21]奚旦立,孫裕生,劉秀英.環(huán)境監(jiān)測(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2004,42

88、4-427</p><p>　　Study on Sludge Reduction of Sewage Treatment Plant</p><p>　　Abstract：A great deal of the sludge can be produced in the sewage treatment. It has high moisture content , offensive

89、smell, which contain toxic chemicals and pathogenic organisms. If the control of the sludge is not intensified, the sludge will cause the secondary pollution inevitably. The microorganism preparation is used to reduce th

90、e sludge production, and the effect of the sludge removal about the two bacteria in the aerobic treatment is discussed in the paper. It shown that the sludge remo</p><p>　　Keywords sludge reduction microo