MEMA菌制劑強(qiáng)化污泥原位減量工程示范

楊　斌，李明智，傅信黨，王　晶，楊世龍，胡旭炎，葉利強(qiáng)，梅榮武，韋彥斐張宇，王慧榮

（1.浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計(jì)研究院，浙江杭州310007；2.浙江環(huán)科環(huán)境研究院有限公司，浙江杭州310007；3.義烏市水處理有限責(zé)任公司，浙江義烏322001）

MEMA菌制劑強(qiáng)化污泥原位減量工程示范

楊斌1，2，李明智1，2，傅信黨3，王晶3，楊世龍3，胡旭炎3，葉利強(qiáng)3，梅榮武1，2，韋彥斐1，2張宇1，2，王慧榮1，2

（1.浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計(jì)研究院，浙江杭州310007；2.浙江環(huán)科環(huán)境研究院有限公司，浙江杭州310007；3.義烏市水處理有限責(zé)任公司，浙江義烏322001）

利用多生境功能菌（MEMA）強(qiáng)化泥水同步降解，開(kāi)展污泥原位減量工程示范研究。結(jié)果表明：實(shí)施減量工程后噸COD產(chǎn)泥量由5.13 t降至3.30 t，比實(shí)施前降低35.7%。工程示范期間進(jìn)水COD、NH3-N分別提高57.2%、55.1%，但出水均能滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)，削減量分別提高70.0%、65.8%。噸水耗電量與實(shí)施前持平，COD耗電量下降30%，相對(duì)耗藥量未見(jiàn)增加。

多生境功能菌；生物強(qiáng)化；污泥原位減量

目前我國(guó)污水生化處理過(guò)程中產(chǎn)生的剩余污泥量巨大，污泥二次污染問(wèn)題突出。環(huán)境公報(bào)顯示，2013年全國(guó)城鎮(zhèn)污水廠污水處理量達(dá)到456億m3，按1萬(wàn)t水產(chǎn)生污泥8 t（含水率80%）計(jì)算，實(shí)際產(chǎn)生脫水污泥量超過(guò)3 500萬(wàn)t。浙江省2013年實(shí)際產(chǎn)生的脫水污泥量達(dá)到370萬(wàn)t，出廠污泥的含水率基本在80%以上，含水率小于60%的比例極低。實(shí)際應(yīng)用中污泥處置不當(dāng)所造成的污染問(wèn)題較為嚴(yán)重，且高額的污泥處置費(fèi)用也為污水處理廠運(yùn)行帶來(lái)了不小的負(fù)擔(dān)。因此，需要加快污泥處置方式的轉(zhuǎn)變。污泥原位減量技術(shù)是在保證污水處理達(dá)標(biāo)排放的前提下，盡量減少生化系統(tǒng)剩余污泥的外排放量，為實(shí)現(xiàn)污水處理廠污泥穩(wěn)定化、減量化、無(wú)害化和資源化處理提供了技術(shù)支撐〔1-4〕。

本課題利用篩選的MEMA多生境功能菌劑強(qiáng)化活性污泥活力，結(jié)合微型后生動(dòng)物的強(qiáng)化捕食，構(gòu)建生化系統(tǒng)完整食物鏈，實(shí)現(xiàn)泥水的同步降解，降低系統(tǒng)污泥產(chǎn)率，在已有研究取得了良好效果的基礎(chǔ)上〔5-6〕，在義烏市水處理有限責(zé)任公司江東運(yùn)營(yíng)部開(kāi)展污泥減量工程示范研究，對(duì)水質(zhì)影響和運(yùn)行成本做出具體分析。

1　試驗(yàn)方案

1.1污水廠情況

江東運(yùn)營(yíng)部位于江東街道大湖頭村隔水畈地塊，占地面積為7.8萬(wàn)m2（117.13畝）。設(shè)計(jì)處理規(guī)模6萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期（2020年）設(shè)計(jì)處理規(guī)模12萬(wàn)m3/d。2009年底竣工，集污面積為55.9 km2。目前生活污水與工業(yè)廢水比例為9∶1。江東運(yùn)營(yíng)部采用2組平行Carrousel氧化溝工藝，流程為：泵站水→集水井→粗格柵→進(jìn)水泵房→細(xì)格柵→旋流除砂池→配水井→Carrousel氧化溝→二沉池→紫外線消毒渠→排放義烏江。工程實(shí)際水量6萬(wàn)m3/d。出水水質(zhì)達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。

1.2試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

調(diào)理污泥性狀，在不影響污水出水水質(zhì)前提下，實(shí)現(xiàn)污泥原位減量20%以上；污泥原位減量的運(yùn)行成本（以污水計(jì)）控制在0.05元/t以內(nèi)；出廠水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

1.3試驗(yàn)方法

菌劑投加：根據(jù)進(jìn)水量、水質(zhì)、系統(tǒng)溫度三個(gè)因素確定菌劑投加量，采用一部分直接投加，一部分現(xiàn)場(chǎng)活化后流加。根據(jù)江東運(yùn)營(yíng)部的水量（6萬(wàn)m3/d），調(diào)試第一個(gè)月添加菌種1 000 kg，分2次投加，投加點(diǎn)設(shè)在好氧池進(jìn)水口。第二、三個(gè)月投加菌種600 kg。之后根據(jù)運(yùn)行情況投加菌種，一般每月不超過(guò)300 kg。菌種現(xiàn)場(chǎng)活化，每天投加2 kg優(yōu)勢(shì)菌，采用連續(xù)流抽取氧化溝泥水混合液在裝置內(nèi)活化24 h后返回系統(tǒng)。菌劑投加后2 d內(nèi)不排泥，并定期投加微型后生動(dòng)物。

參數(shù)控制：在調(diào)試期間，污泥質(zhì)量濃度控制在4～6 g/L左右，排泥時(shí)間較對(duì)照減少1/3，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，排泥周期將逐步延長(zhǎng)。控制好氧出水溶解氧＞2.0mg/L，回流比1∶1，盡可能保持運(yùn)行時(shí)進(jìn)水水質(zhì)、水量穩(wěn)定。

污泥量確定：先統(tǒng)計(jì)未投加菌劑之前1年每月污水量、COD削減量、污泥量（濃縮離心脫水后），核定1 t COD污水產(chǎn)泥量；再統(tǒng)計(jì)投加菌劑之后每月污水量、COD削減量、污泥量（濃縮離心脫水后），核定1 t COD污水產(chǎn)泥量，對(duì)比得出污泥的減量效果。

1.4分析方法

COD采用重鉻酸鉀法，NH3-N采用納氏試劑光度法，TN采用過(guò)硫酸鉀氧化分光光度法，TP采用鉬銻抗分光光度法，SS和污泥濃度（MLSS）采用105℃烘干稱重法測(cè)定。

2　結(jié)果與分析

2.1出水水質(zhì)影響分析

根據(jù)實(shí)施時(shí)間將對(duì)比分析時(shí)間段分為2014-09—2015-01（實(shí)施后）與2014-02—2014-08（實(shí)施前），工程實(shí)施前后進(jìn)出水水質(zhì)平均值見(jiàn)表1。

表1　污泥減量工程實(shí)施前、后進(jìn)出水質(zhì)情況對(duì)比mg/L

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，工程實(shí)施期間進(jìn)水COD、NH3-N、TN、TP指標(biāo)濃度均有較大幅度提高，其中COD、NH3-N平均分別提高57.2%、55.1%。但是系統(tǒng)出水水質(zhì)基本與實(shí)施前差別不大，其中會(huì)受減量工程影響最大的兩個(gè)指標(biāo)SS、TP沒(méi)有受到影響（除磷藥劑量有所增加）。工程實(shí)施中，在進(jìn)水負(fù)荷提高較大情況下，出水主要水質(zhì)沒(méi)有受到影響，說(shuō)明本技術(shù)不僅有利于降低污泥產(chǎn)率而且能大幅提高系統(tǒng)處理負(fù)荷。

2.2污泥和污染物削減情況分析

出水水質(zhì)數(shù)據(jù)表明，工程實(shí)施后進(jìn)水COD、 NH3-N濃度提高較大，平均進(jìn)水各指標(biāo)比2013-02—2014-01期間提高35%以上。因此，以噸COD產(chǎn)泥量來(lái)核算污泥減量效果較為合理。圖1為2014年度具體每月污泥產(chǎn)量、污染物削減量情況。污泥產(chǎn)量對(duì)比是分析工程實(shí)施前后的1 tCOD或1萬(wàn)t污水產(chǎn)泥量，同時(shí)以2013-02—2014-01期間數(shù)據(jù)作參考，結(jié)果見(jiàn)表2。

從污染物削減情況看，以COD削減量計(jì)，實(shí)施期間每月COD平均削減量為434 t，比2014-02—2014-08期間提高70.9%，比2013-02—2014-01期間提高56.7%。NH3-N削減量比2014-02—2014-08期間提高65.8%。從污泥產(chǎn)量看，以萬(wàn)t污水產(chǎn)泥量計(jì)，工程實(shí)施后比實(shí)施前增加了9.9%，以噸COD產(chǎn)泥量計(jì)，工程實(shí)施后比實(shí)施前下降35.7%，同比2013年下降38.3%。生化系統(tǒng)污泥濃度較實(shí)施前有小幅提高（3.5%），每月外運(yùn)污泥絕對(duì)量增加了14.8%，與2013年持平。工程實(shí)施后，系統(tǒng)負(fù)荷提高較大，COD、NH3-N削減量提高，噸COD產(chǎn)泥量下降明顯。

圖1　工程實(shí)施前后單月污泥產(chǎn)率和污染物消減量對(duì)比

2.3運(yùn)行成本情況分析

工程實(shí)施前后運(yùn)行成本平均值見(jiàn)表3。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，噸水耗電量與上半年持平，COD耗電量較上半年下降30%并維持穩(wěn)定，噸泥耗藥量較上半年有所下降，除磷耗藥量較上半年略有上升。工程實(shí)施表明，本技術(shù)基本沒(méi)有增加污水廠污水處理的運(yùn)行成本。

表3　污泥減量工程實(shí)施前、后運(yùn)行成本情況對(duì)比

3　結(jié)論

（1）在義烏市水處理有限責(zé)任公司開(kāi)展污泥原位減量工程示范，工程已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行5個(gè)月以上，實(shí)施后噸COD產(chǎn)泥量為3.30 t，比實(shí)施前的5.13 t降低35.7%，同比2013年下降38.3%。工程實(shí)施后系統(tǒng)污泥產(chǎn)率明顯降低。

（2）污泥原位減量工程示范期間進(jìn)水COD、NH3-N分別提高57.2%、55.1%，但出水水質(zhì)基本未受影響，出水滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)的COD、NH3-N削減量環(huán)比提高了70.0%、65.8%，但每月外運(yùn)污泥絕對(duì)量?jī)H增加了14.8%。噸水耗電量與上半年持平，COD耗電量較上半年下降30%，相對(duì)耗藥量未見(jiàn)增加。以上說(shuō)明，工程實(shí)施污泥減量技術(shù)后，原生化系統(tǒng)處理負(fù)荷得到較大提高，雖然絕對(duì)污泥量略有增加，但相對(duì)污泥產(chǎn)率明顯下降，而運(yùn)行成本沒(méi)有增加。

［1］段偉偉，李紹秀，李冬梅.污泥減量技術(shù)的研究進(jìn)展［J］.能源與環(huán)境，2011（5）：74-76.

［2］王敏，熊婭，宋英豪，等.廢水處理中污泥減量技術(shù)研究進(jìn)展［J］.環(huán)境工程，2012，30（增刊）：172-175.

［3］Wan Qianguo，Shan Shanyang，Wen Shengxiang，et al.Minimization ofexcesssludgeproduction by in-situ activated sludge treatmentprocesses：A comprehensive review［J］.Biotechnology Advances，2013，31（8）：1386-1396.

［4］劉云興，遲曉德.污泥減量化技術(shù)研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2013，38（6）：103-105.

［5］李明智，韋彥斐，梅榮武，等.多生境功能菌用于生化系統(tǒng)污泥原位減量的中試研究［J］.工業(yè)水處理，2013，33（2）：35-37.

［6］李明智，梅榮武，張宇，等.利用微型后生動(dòng)物進(jìn)行污泥原位減量的試驗(yàn)研究［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2014，37（1）：120-124.

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Demonstration ofsludge in situ reduction，using MENA inoculants

Yang Bin1，2，LiMingzhi1，2，F(xiàn)u Xindang3，Wang Jing3，Yang Shilong3，Hu Xuyan3，Ye liqiang3，MeiRongwu1，2，WeiYanfei1，2，Zhan Yu1，2，Wang Huirong1，2
（1.Environmental Protection Science Research&Design Institute of Zhejiang Province，Hangzhou 310007，China；2.Zhejiang Huanke Environmental Science Research Institute Co.，Ltd.，Hangzhou 310007，China；3.YiwuWater TreatmentCo.，Ltd.，Yiwu 322001，China）

Multi-environmentalmicrobialagent（MEMA）has been used for the reinforcementofmud-water synchronous degradation，and the demonstrative research on sludge in situ reduction project developed.The results show thatafter the reduction projecthasbeen implemented，the COD sludge outputper ton is reduced from 5.13 t to 3.30 t，i.e.35.7%lower thanwhat itwasbefore the implementation.During the demonstration period，although 57.2%of the influentCOD and 55.1%of NH3-N are increased，the effluent canmeet the requirements specified in Level lB of the Discharge Standard of Pollutants for Urban Sewage Treatment Plants（GB 18918—2002）.70.0%and 65.8%of their cutting capacities are increased，respectively，power consumption of water per ton is the same aswhat itwas before the implementation，power consumption of COD is decreased by 30%and the increase of relative chemical agenthasnotbeen noticed.

multi-environmentalmicrobialagent；bioaugmentation；sludge in situ reduction

X703

A

1005-829X（2016）03-0100-03

浙江省科技計(jì)劃項(xiàng)目：百萬(wàn)噸污水污泥處理處置技術(shù)轉(zhuǎn)化工程—基于微生物菌劑和后生動(dòng)物復(fù)合作用的污泥原位減量技術(shù)成果轉(zhuǎn)化工程；浙江省環(huán)?？蒲杏?jì)劃項(xiàng)目：基于多生境菌劑與微型動(dòng)物同步強(qiáng)化的污泥原位減量技術(shù)成果轉(zhuǎn)化工程

楊斌（1963—），碩士，高工。電話:13505817042，E-mail：yangbin@zjshky.com.cn。

2016-01-20（修改稿）