调整运行参数和添加水丝蚓对活性污泥水处理系统的影响 37页

摘要随着城市规模不断扩大和工业迅速发展，工业废水和生活污水的排放量同益增大，水体污染和污水处理问题受到普遍关注。本论文开展了室内模拟实验，通过调节运行参数和添加水丝蚓(Tubfficid)等措施，以化学需氧量(CODcr)、总磷(T．P)、总氮(T-N)和活性污泥性能(活性污泥沉降比SV、活性污泥浓度MLSS、活性污泥指数SVI和污泥生物指数SBI)为指标，评价了对活性污泥系统处理污水效果的影响，旨在优化活性污泥生物群落，降低运行成本和消减剩余污泥量，达到提高活性污泥水处理效果的目的。实验设计采用三因素三水平正交设计表，对温度、pH、入水负荷(CODcr)等3项运行参数在3个不同水平上对活性污泥法处理污水效果的影响进行研究。结果说明通过驯化的活性污泥在温度15。C以上，弱酸性(pH=5或6)、入水CODc，小于600mg／L时，能保证污水处理的正常运行。具体而言：1)温度为10。C时，活性污泥系统不能长时间运行，生物量大幅度减少(<50个／m1)；2)温度为15℃时弱酸性环境下(pH=5或6)活性污泥剩余量少，更有利于污泥的后期处理，减少二次污染，钟虫(Vorticella)、楣纤虫(Aspidisca)、累枝虫(Epistylis)为活性污泥的优势种。弱碱环境下(pH=8)，漫游虫(Litonotus)、累枝虫(Epistylis)为活性污泥的优势种；3)温度为20。C时，原生动物数量及物种丰度明显增高，漫游虫、钟虫、累枝虫、楣纤虫为活性污泥系统的优势种。在污水好氧生物处理过程中会产生大量的剩余污泥。根据生态学的理论，通过加强微型动物对细菌的捕食作用，使能量在从低营养级传递的过程中有一定的损失，从而达到消减污泥产生量的作用。本实验向活性污泥系统接种水丝蚓，利用水丝蚓对细菌的捕食作用，达到消减污泥量的目的。结果表明添加水丝蚓后实验组比对照组相比：1)污泥产量显著减少；2)MLSS降低16．29％；3)SV降低10．53％；4)SVI也有所提高，污泥的吸附性能增强；5)SBI等级不变，出水质量有所提高，出水CODc，去除率普遍提高4．3．7．3％。关键词污水活性污泥剩余污泥活性污泥生物指数\nAbstractWiththegrowingsizeofthecitiesandrapidindustrialdevelopment，thedrainofindustrialwastewateranddomesticsewageisincreasingly．Waterpollutionandsewagetreatmentproblemshasbecomemoreandmoreimportant．ThepurposeofthisstudyisdevelopingmethodsofreducingtheoperationalcostandexcesssludgeproductionbyCODcr，T-P,T-N，sv,MLSS，SVI，SBIforevaluatingindicatorthroughmodulatingtheoperationalparametersandaddingTubificidtoactivesludgewatertreatmentsystem，Anorthogonaltableof3factorsand3levelsisappliedtotheexperiment，whichincludes9experimentalgroupsindicatingtheeffectontheprocessedwastewaterofactivatedsludgetreatmentsystembysettingdifferentlevelsof3operationalfactors：temperature,pH，andinfluentwaterCODcr．Theindoormodulatedexperimentdemonstratesthattheactivatedsludgetreatmentsystemdoesnotworkforalongtime，thebiomassdecreasesignificantly(<50ind／m1)atIO'C．Undertheconditionof15"C，weakacidity(pH=5or6)andinfluentwaterCODcrlessthan600mg／L，theacclimatizedactivatedsludgeCanensurethesludgetreatmentsystemworkregularly,theamountofexcesssludgeislow,thusitisfavorableforposttreatmentofsludgeandreducingsecondarypollution．Anobservationonnumberandabundanceoftheprotozoaninsidetheactivesludgeiscardedout，Vorticella，AspidiscaandEputyl西arethedominantspeciesintheactivesludgeundertheconditionoflowtemperatureandweakacidity,whileundertheconditionoflowtemperatureandweakalkalinity(pH=8)，LitonotusandEpistylisarethedominantspecies．At20"C，thenumberandtheabundanceoftheprotozoanincreasedsignificantly,Litonotus，Vorticella，EpfstytisandAspidiscaarethedominantspeciesintheactivesludgesystem．Inaerobicwastewatertreatmentsystem,largeamountofsludgeareproducedandtheseparation,dewatering,treatmentanddisposalofthissludgetakesmuchcost．Inordertoavoidcausesecondarypollutiontotheenvironment,thesludgemustbedisposedproperly．Onemeasureofreducingexcesssludgeproductionistopromotethegrowthofhighertropicalorganismsinthefoodchain,whichpreyonbacteria．Duringtheprocessofenergychangingwhichtmnsferedfromlowertohighertrophiclevelenergyislostandsludgeisreducedbecauseofinefficientbiomassconversion．Inthisstudy,TubificidWasaddedtowastewatertreatmentsystems，whichleadthatthesludgeyefldWasreduced,MLSSandSVdecreasedby16．29％and10．53％respectively．SVIWaSimproved，otherwisetheCODcrofeffluentwaterreducedby4．3—7．3％．byinoculatingTubificid．KeywordswastewateractivatedsludgeexcesssludgeSBIII\n河北大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河北大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。作者签名：日期：毕年』月卫日学位论文使用授权声明本人完全了解河北大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本学位论文属于1、保密口，在——年——月——日解密后适用本授权声明。2、不保密。√。(请在以上相应方格内打“4”)\n保护知识产权声明本人为申请河北大学学位所提交的题目为的学位论文，是我个人在导师导并与导师合作下取得的研究成果，研究工作及取得的研究成果是在河北大学所提供的研究经费及导师的研究经费资助下完成的。本人完全了解并严格遵守中华人民共和国为保护知识产权所制定的各项法律、行政法规以及河北大学的相关规定。本人声明如下：本论文的成果归河北大学所有，未经征得指导教师和河北大学的书面同意和授权，本人保证不以任何形式公开和传播科研成果和科研工作内容。如果违反本声明，本人愿意承担相应法律责任。声明人：扭盘墨日期：2型丑年—厶月—丘日作者签名：垒盘墨日期：皇型；L年—厶月』日导师签名：趁主墨日期：2至L年—鱼月—上日\n第1章绪沦第1章绪论1．1我国水资源状况随着工业化、城市化加快，世界面临着水资源短缺、污染严重的挑战。中国尤其严重，是世界13个缺水国家之一，全国600多个城市中目前大约一半的城市缺水，水污染状况的恶化使水资源更加匮乏：我国江河湖泊普遍遭受污染，全国75％的湖泊出现了不同程度的富营养化；90％的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60％是由于水污染造成的；对我国118个大中城市的地下水调查显示，有115个城市地下水受到污染，其中重度污染约占40％。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响⋯01。我国水体污染主要来自两方面，一是工业发展超标排放工业废水，二是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏，大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。工业废水近年来经过治理虽有所减少，但城市生活污水有增无减，占水质污染的51％以上。据坏境部门监测，2006年我国年废水排放总量约在536．8亿吨，比上年增加2．3％。其中工业污水排放量240．2亿吨，比上年减少1．2％，生活污水排放量296．6亿吨，占废水总量的55．3％，比上年增加5．4％。自“十五”以来在各级领导高度重视、部门认真落实、社会各界广泛参与的情况下，工业污水首次呈现下降趋势，但生活污水的排放量继续保持着增长的趋势。污水处理仍然是一个任重而道远的课题【11】。1．2污水处理概况1．2．1污水处理方法废水处理的任务是采用必要的处理方法与处理流程，使废水污染物降解或回收，使废水得到净化。废水处理的方法很多，按作用原理分为物理法、化学法、物理化学法和生物法四大类【12-151。物理方法是通过物理作用分离和去除废水中不溶于水的悬浮固体的方法。物理处理法所用设备大都比较简单，操作方便，分离效果良好，使用极为广泛。根据物理作用的不同分为沉淀、筛滤截流、离心分离、气浮等方法。化学方法处理废水的基本原理是通过化学反应回收利用。常用的方法有：混凝法、中和法、使水体中的污染物质被除去或被氧化还原法、电解法等。l\n河北人学理’≯硕十学何沦文物理化学法是通过物理化学过程处理废水，去除污染物质的方法，其主要方法有：吸附、萃取、离子交换、膜分离、萃取等方法。生物法是采用一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量繁殖，以提高微生物氧化分解有机物能力的一种技术【I61。生物处理法主要用于去除废水中呈溶解状态和胶体状态的有机物。按照反应过程中有无氧气参与，废水生物处理法可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。一般废水中化学需氧量(CoDc，)低于1000mg／L时，比较适于用好氧处理；厌氧生物处理主要用于处理高浓度的有机废水。好氧处理由于处理效率高，效果好，使用广泛，是生物处理法的主要方法。根据微生物在水中呈悬浮状态还是附着在某种填料上的区分，好氧处理法又分为活性污泥法和生物膜法。其中活性污泥法是世界上应用最广的污水处理方法，全世界大概有90％的污水处理场采用活性污泥法处理污水。1．2．2活性污泥法1．2．2．1活性污泥法的基本原理活性污泥法是以活性污泥为主体的污水生物处理技术，基本原理是利用悬浮生长的微生物絮体处理废水的一类好氧生物处理方法，由好氧微生物(包括真菌、细菌、原生动物及后生动物)及其代谢和吸附的有机物，无机物组成，显示生物化学活性，具有降解废水中有机污染物的能力。1．2．2．2活性污泥法的工艺流程活性污泥法处理废水中有机物可分为两个阶段【171，即生物吸附阶段和生物氧化阶段。生物化学作用是在生物氧化阶段，好氧细菌借助其分泌的体外酶，将污水中的胶体性有机物分解为溶解性有机物，连同污水中原有的溶解性有机物，渗透过好氧细菌的细胞膜，进入其细胞内部，然后通过细菌的生物活动，将有机物氧化、分解并合成新细胞，最后在细菌体内酶的作用下，使有机物分解成二氧化碳和水。活性污泥法的基本流程由曝气池、二次沉淀池、曝气系统(含空气或氧气的加压设备，管道系统和空气扩散装置)以及污泥回流系统组成。其基本流程如图1．1所示。2\n第1章绪论图1．1活性，■泥法基本流程Fig．1．1Basictreatmentprocessofactivatedsludge1．2．2．3活性污泥中微生物及其作用活性污泥是污水活性污泥处理系统的反应工作体，是由细菌、微型动物为主的微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起所形成的絮状体颗粒，主要由以下4部分物质所组成：具有代谢功能活性的微生物群体，在多数情况下，活性污泥中的主要微生物是细菌，伴之以营腐生的原生动物构成基本营养层次，然后是以细菌为食的掠食性原生动物占优势；微生物(主要是细菌)内源代谢、自身氧化的残留物；由原污水挟入的难被细菌降解的惰性有机物质；由污水挟入的无机物质。活性污泥中的微生物群体以各种细菌和原生动物为主。此外，在活性污泥里还存活着真菌和以轮虫为主的后生动物以及藻类等。原生动物摄取细菌，后生动物则摄食细菌和原生动物。活性污泥中的有机物、细菌、原生动物与后生动物组成了一个小型的相对稳定的生态系统和食物链【18-191。细菌是活性污泥中的主要微生物类群，其数量可占污泥中微生物的90％．95％，在某些工业废水的活性污泥中，可达到100％。性状良好的活性污泥絮粒体中细菌排列紧密、絮粒中间无网状空隙、絮粒边缘与外部悬液界限清晰且游离细菌数量少。在处理生活污水的活性污泥中存在着大量的原生动物，是和细菌一起在污水净化中起主要作用的生物，用于改善水质、评价和指示污水厂的运行和处理效果。最重要的原生动物是小口钟虫(Vorticellamicrostoma)、沟钟虫(Vorticellaconvallaria)和有肋栀纤虫(Aspidiscacostata)等。在污泥发生变化或污泥培养初期可看到大量鞭毛虫(Mastigophora)、变形虫(Amoeba)；在系统正常运行期问可见固着型纤毛虫(Ciliates)占优势，此外还可见轮虫(Rotifers)等后生动物。在改善水质方面，原生动物主要有以下作用：1)促进细菌的絮凝作用可提高细菌的沉淀效率原生动物，特别是固着型原生动物迅速沉降，而且在沉降过程中会把细菌裹3\n河北人学理学硕十学位论文起来或粘附在其分泌物上，从而提高了细菌的去除速率；2)降低剩余污泥，原生动物能够提高污水的透明度，降低悬浮固体，这些特性可以使处理水中可溶性有机物减少，它直接或间接地对可溶性有机底质的降解起了作用。根据这一特性，剩余污泥量有明显减小；3)原生动物能促使细菌发生絮凝作用固着型纤毛虫本身有沉降性能，加上和细菌形成絮体，更完善了泥水的分离作用。原生动物是污水处理过程一种重要的指示性生物。根据原生动物的生物特征及其在不同环境条件的种属、数量、活性等表现，通过其种类组成和数量的分析，可以迅速为活性污泥工艺提供有益的提示信息，从而指导污水厂的生产运行。1．3实验的目的和意义自1914年在英国曼彻斯特市建成污水试验厂以来，世界各国广泛采用活性污泥法处理污水。我国城市污水处理厂90％采用活性污泥法。但其运行成本高，产生的多余污泥无论用焚烧法还是填埋法都会造成二次污染，转而污染空气或土壤。通常，废水的生物处理在中温或高温条件下运行，一般都在20℃以上，而我国北方城市每年有大约一半的时间户外温度小于20。C，城市污水处理厂对温度的控制需要耗费大量财力物力，大大增加了工程难度和运行成本。曾有研究指出：低温状态下的生化反应要维持常温下的效果，必须进行一定的工艺改进【20-24】。因此可通过对污泥各种运行参数(环境因子)的适当调整，适应后的生物群落能够在低温条件下生存繁殖，以提高城市污水处理系统在低温条件下的运转效能，这将会给污水处理厂带来客观的经济价值。同时，也为活性污泥在较低温度下进行污水处理提供了理论依据。污水生物处理系统可视为一个适应了极端环境的人工生态系统，如同自然生态系统一样，它有自身的结构，生物的群落结构也有时空的变化。在活性污泥中，细菌和真菌是分解者，它们以污水中的溶解性有机物为营养来源。异养型鞭毛虫、纤毛虫、肉足虫以及一些小型后生动物为消费者，它们以游离细菌和其它的有机体为食，其捕食作用刺激了活性污泥中微生物的增殖，进而加速了污染物质的消解过程【251。根据生态学的理论，通过加强微型动物对细菌的捕食作用，使能量在从低营养级传递的过程中有一定的损失，从而达到消减污泥产生量。新近研究发现，利用原生动物或后生动物捕食细菌的特点，可以降低剩余污泥的产量【26。39】。本实验通过向活性污泥系统投入水丝蚓，来影响活性污泥的生态结构，起到优化生物群落，提高水处理效能。4\n第1章绪论在本实验中针对SBI的变化做了详细记录，综合运用动物学知识，将活性污泥视为生物系统，将生物指标作为运行管理的评价指标，能更直观地监测水处理的运行情况，无论理论上还是实践上都有重要意义。5\n河北人学理学硕Ij学何论文第2章调整运行参数对活性污泥水处理系统的影响前言在污水生化处理过程中，影响微生物活性的环境因素主要有：温度、pH值和溶解氧(DO)。1)温度：一般污水处理中绝大部分微生物反应过程的最高和最低限值分别为35。C和10*Ct40]，最适宜生长的温度范围是20．30。C。适温范围内，微生物的生理活动旺盛，其活性随温度升高而增强，处理效果也越好。超出此范围，微生物的活性变差，生物反应过程就会受影响；2)pH值：活性污泥系统微生物最适宜的pH值范围是6．5．8．5，酸性或碱性过强的环境均不利于微生物的生存和生长，严重时会使污泥絮体遭到破坏，菌胶团解体，处理效果急剧恶化；3)DO：对城市生活污水的处理一般采用直接好氧生化处理，对好氧生物反应来说，保持混合液中DO浓度稳定至关重要。一般地，曝气池出口处DO以保持2mg／L左右为宜，过高则增加能耗，经济消耗大【4I】。当环境中的DO高于O．3mg／L时，兼性菌和好氧菌都进行好氧呼吸；当DO低于0．2—0．3mg／L(接近于零)时，兼性菌则转入厌氧呼吸，绝大部分好氧菌基本停止呼吸，而有部分好氧菌(多数为丝状菌)还可能生长良好，在系统中占据优势后常导致污泥膨胀。在环境因素中，pH值决定于进水水质，DO可通过充气量进行控制。对一般城市污水而言，这些因素基本能维持在适当范围内，大都不会构成太大的影响，但是环境因素中温度可能存在剧烈的变化，它与气候密切相关，尤其我国北方的城市，冬夏温差大，对于万吨级的城市污水处理厂，特别是采用活性污泥工艺时，对温度的控制难以实施，在经济上和工程上都不是十分可行的。因此，一般是通过设计参数的适当调整来满足低温条件下的处理要求，以达到处理要求。2．1材料与方法2．1．1实验装置采用序批式活性污泥反应器，包括曝气系统、恒温系统(恒温水浴锅)、反应器。实验采用一组3个有效容积为7．5L的玻璃反应器放入同一恒温系统中，以确保各反应器的温度平行，通过调节恒温水浴锅内的水温控制反应温度。6\n第2章调整运行参数对活性污泥水处珲系统的影响2．1．2实验废水的配制及活性污泥的来源实验配制人工污水主要成分如表2．1所示。表2．1人T合成污水配方Tab．2．1Thecompositionofsyntheticsewage组分含量(∥L)可溶性淀粉葡萄糖酪蛋白蔗糖FeS04NH4HC(CaCl2NaOHKH2P04MgS04尿素O．1O．14_0．170．03-0．05O．10．05．0．080．1(含N17．7％)O．015O．2o．02(含P64％)0．02O．025(含N64％)实验用活性污泥选用保定市西鲁岗污水处理厂曝气池新鲜活性污泥，污泥沉降性能良好，MLSS=3000mg／L，SV=22％，SVI=98，呈棕褐色，生物相丰富，镜检有大量的钟虫、累枝虫等生物。2．1．3正交设计采用三因素三水平正交设计表L9(33)设id-9组实验，如表2．2，pH、温度和入水CODc，分别为第l、2和3种因素。pH的3个水平分别为5、6和8，温度的3个水平分别为10、15和20*(2，入水CODc，的3个水平分别为300、600和1000mg／L。2．1．4实验程序分别在反应器中接种活性污泥，同时向各个反应容器中均匀分配活性污泥，初始活性污泥浓度为1600mg／L，注入人工合成污水5L。实验进行前，测定加入曝气池合成污水的CODc，、总氮(T-N)、总磷(T．P)以及曝气池中活性污泥的相关指标(如MLSS、SV及sv0等。实验周期为20h，即曝气18h，沉淀、出水、静置共2h。曝气，实验过程中DO浓度为7．54—8．24mg／L。停止曝气后立即取出水样品，测定上述出水的各项水质指标7\n河北人学理学硕十学侮论文和活性污泥性能指标。记录每天取样的时间、室温，观察各反应器曝气状况、反应状况(有无异常)和污泥沉降状况。表2．2实验正交设计表Tab．2．2Orthogonalexperimentdesigntable2．1．5化学指标的测定方法2．1．5．1重铬酸钾氧化法测定水中CODcr测定步骤：标定：准确吸取10．0ml重铬酸钾标准溶液于500ml锥形瓶中，加水稀释至1lO础左右，缓慢加入30ml浓硫酸，摇匀。冷却后，加入3滴试亚铁灵指示液(约0．15m1)，用硫酸亚铁铵溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。测定：水样中加入一定量的重铬酸钾和催化剂硫酸银，在强酸性介质中加热回流2h冷却后，用90．00ml水冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶。溶液再度冷却后，加3滴试亚铁灵指示液，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。测定水样的同时，取20．0ml重蒸馏水，按同样操作步骤作空白实验。记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。计算：CODc，(02。mg／L)}=8x1000(Vo-VJ)·C／VVo-空白消耗硫酸亚铁铵标准溶液用量(“)；Vl：样品消耗硫酸亚铁铵标准溶液用量(m1)。2．1．5．2过硫酸钾消解法测定总氮(T-N)总氮：指可溶性及悬浮颗粒中的含氮量。在60℃以上水溶液中，过硫酸钾可分解产8\n第2章调整运行参数对活性污泥水处珲系统的影响生硫酸氢钾和原子态氧，硫酸氢钾在溶液中离解而产生氢离子，故在氢氧化钠的碱性介质中可促使分解过程趋于完全。分解出的原子态氧在120"---124"C条件下，可使水样中含氯化合物的氮元素转化为硝酸盐。并且在此过程中有机物同时被氧化分解。测定步骤：标准曲线的绘制(1)．分别吸取0、0．50、1．00、2．00、3．00、5．00、7．00、8．00ml硝酸钟标准液(含10mg／L硝酸盐氮)于25ml比色管中，用无氨水稀释至10ml标线。(2)．；OnA．5ml碱性过硫酸钾溶液，塞紧磨口塞用布及绳等方法扎紧瓶塞。(3)．将比色管置于医用手提蒸气灭菌器中，加热，使压力表指针到1．1～1．4kg／em2，此时温度达120。C后开始计时。使比色管在过热的蒸汽中加热半小时。(4)．冷却、开阀放气，移去外盖，取出比色管冷至室温。(5)．加10％盐酸1ml，用无氨水稀释至25ml标线，混匀。(6)．移取部分溶液至10Illl／1玻璃比色皿中，在紫外分光光度计上，以新鲜无氨水作参比，分别在波长为220与275nm处测定吸光度。用校正的吸光度绘制标准曲线。试验样品测定用无分度吸管取lO．ooml水样或取适量水样(使氮含量为20一80rig)。水样不含悬浮物时，按校准曲线绘制步骤(2)．(6)操作。然后按校J下吸光度，在校准曲线上查出相应的总氮含量。计算：总氮(mg／L)=m／V式中：m—试样测出含氮量(pg)；V一测定用试样体积(m1)。2．1．5．3过硫酸钾消解法测定总磷(T．P)过硫酸钾消解：向试样(包括空白实验组)中加4ml过硫酸钾，将具塞刻度管的盖塞紧后，用一小块布和线将玻璃塞扎紧，放在大烧杯中，置于高压蒸气消毒器中加热，待压力达1．1kg／em2，相应温度为120。C时，保持30min后停止加热。待压力表读数降至零后。取出放冷然后用水稀释至标线。分别向各份消解液中加入lml抗坏血酸溶液混匀，30s后加2ml钼酸盐溶液充分混匀。室温下放置15min后，使用光程为30n'lnl的比色皿，在700nnl波长下，以水做参比，测定吸光度。使用光程为除空白试验的吸光度后，从工作曲线上查得总磷的含量。\n河北人学邓’’≯硕十’≯何沦文以C(rag／L)表示。计算：C=m／V式中：m一试样测得含磷量(“g)；V-一测定用试样体积(m1)。2．1．6活性污泥性能指标的测定SV是指曝气池混合液在100ml量筒中，静置沉降30min后，沉淀污泥与混合液之体积比(％)。正常污泥在静止30min后，一般可以到达它的最大密度，所以沉降比可以反映曝气池正常运行的污泥数量，可以用于控制剩余污泥的排放，还能反映出污泥膨胀等异常情况。由于SV测定简单，便于说明问题，所以是评定活性污泥特征的重要指标之一。一般城市污水的SV值在15．30％左右【42431。MLSS即混合液悬浮固体，是指曝气池中污水和活性污泥混台后的混合液悬浮固体数量，或者说单位体积的曝气池混合水样中所含污泥的干重，单位为mg／L。包括活性污泥组成的各种物质。测定方法：将定量滤纸放于105"C烘箱或水分快速测定仪中干燥至恒重(1／10000天秤称重)，将恒重后已知重量的滤纸折叠置于漏斗上，再把已知污泥体积的100ml量筒内的污泥全部倾人漏斗中，粘附于量筒壁上的污泥用蒸馏水冲洗，也一并倾人漏斗，过滤完毕后，将载有污泥的滤纸移入烘箱中105℃烘至恒重，或移入水份快速测定仪中干燥至恒重。计算：MLSS(∥L)=【(滤纸重+污泥干重卜滤纸重】·10SVI全称污泥容积指数，是指曝气池出口处混合液经30min静沉后，1g污泥所占容积，以ml计，即SVI=混合液30min静沉后污泥容积(mllL)／污泥干重(g／L)=SV％·10／MLSS(g／L)SVI值能够更好地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，一般认为：SVI<100污泥的沉降性能好，吸附性能差，泥水分离好；100200污泥沉降性能不好，吸附性能好，泥水分离差，发生膨胀。正常情况下，城市污水SVI值在50．150之间【42431。2．1．7污泥生物指数(Slugebiologicalindex，SBI)计数法对各实验组污泥中的原生动物种类和密度分析，并评定SBI。原生动物的种类鉴定：参照沈韫芬等[44J的微生物图谱进行种类判定。10\n第2章凋整运行参数对活性污泥水处理系统的影响表2．3污泥生物指数的计算方法‘53】Tab2．3CalculationmethodsofSBI注：事盖虫和小口钟虫数量不多；S：总分类单位数；X：血球计数板平均每个人格内鞭毛虫的个数。密度：除小型鞭毛虫外的微型动物的密度。原生动物的密度：移取50“l混合液到载玻片上，用18x18mm的盖玻片覆盖，放到显微镜下观察，计数优势种类的数量，具体计数方法如下：计数：在10倍视野下，调正盖玻片的位置，使方向与视野垂直，这样，从盖玻片一端观察到另一端，扫过的区域将是整个盖玻片的1／10，因此将以上步骤重复10次就能完整计数完一个计数板。每组重复计数3次，取平均值N。并记录每次镜检观察到的微生物种类数量S，取平均值。污泥中原生动物密度=S／O．05x1000ind．／L测定小型鞭毛虫的密度，需在高倍镜下进行。用血球记数板计数，计每个大格内鞭毛虫的个数，测3次，取平均值。在种类鉴定过程中见到的种类若在计数过程中没见到，则其密度记为1ind．／ml。血球计数板每个大格的体积为O．1肛l，若大格内的鞭毛虫为5个，1l\n河北人学理学硕}：学侮论文则鞭毛虫密度为X=5x104ind．／mll45-521。SBI等级评定：每次观察完毕后，根据所得数据N，S以及X照进行SBI等级评定，具体评定标准如表2-3所示。第二步进行关于单一物种层面上的密度对比的分析，以从更细致反应不同运行参数下活性污泥生物群落结构的变化。根据表2．3所得出SBI数据转化为质量等级关系，见表2．4：表2．4SBI转化为4个质量等级及相应评价【8'22】Tab．2．4ConversionofSBIvaluesintofourqualityclassesandrespectivejudgments2．2结果与分析2．2．1不同运行参数对CODcr去除率的影响在各组实验中不同运行参数对CODc。的去除率的影响见(图2．1)。对同一因素各水平实验结果做极差分析。结果表明各运行参数对CODc，去除率影响的大小顺序为：温度>／X水负荷>pH；同一参数与CODc，去除率的关系：pH5水平>pH6水平>pH8水平；15℃水平>20℃水平>10"(2水平；入水CODc，为300mg／L水平>600mg／L水平>1000mg／L水平时。2．2．2不同运行参数对T-P去除率的影响由图2．2数据分析，各运行参数对T-P去除率影响大小的顺序为：温度>pH>A水负荷；同一运行参数不同水平对T-P去除率影响作用：pH5水平>pH8水平>pH6水平，10"(2水平>20。C水平>15"C水平，入水CODc，对T-P去除率影响效果不大。12\n至：耋型鳖兰生茎堡些墼丝丝!!』些!!童丝竺丝尘享辞篮溢度入水CODcr运行参数n’rI，水平水牛水中圈2．2不同运行参数对F-P去除率的影响Fig2．2EffectofoperatlonparametersonremovalefficiencyofT-P23不同运行参数对T-N去除率的影响不同运行条件下，T-N的去除率均能达到国家二级污水排放标准，各运行参数对T-N去除率的影响如图2．3所示。结果表明，在各运行参数中对T-N去除率影响最大的是口H，其次足入水负荷，温度影q自最小。第第隼叫口口口L一豪啦一。：n㈠㈠U—n川～嚣蘸障●n¨¨M篓]叩一一厂Lllllll一§科一-l■丽瞪．们罴～件和m肌。㈨■卅\n温度^水OD№r运行参数n第一水平。第=水’P口第=水、rm皿图2．4不同远行参数对SVl增长率的影响Fig2．4EffectofoperationtmrameIgrsongrowthmof$VI在实验过程中对SVl增长影响最大的是温度，温度为150c时有较大的增长率，pH和入水负荷的影响效果相当。因此，为避免二次污染的处理费用，应在考虑运行参数时14帅叫：～：。"m纛蠹由⋯划．1嚣等一且肿。煮舯\n第2章渊格运行参数对i舌。件污泥水处理系统的影响注意温度的控制。2．2．5不同运行参数下原生动物群落的变化在温度为10℃时，原生动物总量很少，大约在50个／ml，其中绝大多数为楣纤虫。表明在温度为lO℃时，活性污泥系统不能长时间运行，生物量大幅度减少(<50ind／m1)。活性污泥生物群落种丰度的多寡会影响到整个群落对环境的适应能力，能否通过定期添加驯化的优势种群来弥补此缺憾有待进一步研究。考量越稚霉幅删隧pH6pl-I8Istday2ndday3rdday4thday5thday6thday运行蒯期／灭图2．5温度为15"C时不同pH下原生动物的密度Fig．2．5DensitiesofprotozoanatdifferentpHat15"(2在温度为15。C时，原生动物总量有明显的增加j在6个运行周期的生物总量变化如(图2．5)所示，生物总量由开始的两个运行周期呈现递减，自第3个周期丌始总量回升，并达到一定数量(150'---300个／m1)趋于稳定。运行过程中原生动物的群落结构发生了明显变化。本实验未测定pH为5时原生动物的密度。在pH为6的弱酸环境下钟虫为优势种，其数量表现出明显的上升趋势，表明钟虫耐酸性较强；其次是楣纤虫，其数量虽呈下降趋势，但其数量上仍占优势；漫游虫的数量较累枝虫多，但其变化趋势表明弱酸环境对其生长不利；累枝虫数量虽少但其变化趋势表明弱酸环境更适合起生长。在pH为8的弱碱环境下，漫游虫占主导地位，其次是累枝虫，楣纤虫对弱碱环境的耐受力较差。钟虫的数量虽然减少但仍在一定时问内达到稳定，说明其对弱碱环境有一定的耐受力。150O印的们∞加\n河北人学理学硕十’学位论文700600500g重400《墨300∽200100O——●一pH5—_c卜pH6—1卜pH81stday2ndday3rdday4thday5thday6thday运行周期／天图2．6温度为20。C时不同pH下原生动物的密度Fig．2．6DensitiesofprotozoanatdifferentpHat20。C温度为20"C时，如(图2．6)所示，原生动物总量处于上升趋势，达到一定数量(450"---"550个／m1)处于稳定，在整个运行周期，pH为5时的生物量均高于pH为6时的生物量；在pH为8时的弱碱性环境下生物量呈逐步上升趋势。pH为5时，楣纤虫和钟虫在生物群落中占相对优势，漫游虫和累枝虫较少；pH为6时，楣纤虫和漫游虫在生物群落中占相对优势，钟虫数量变化趋势平缓；累枝虫变化不规律，相对数量较少。pH为8时，檐纤虫和漫游虫为生物群落的优势种；钟虫数量稳定，生物量有较小的上升趋势；累枝虫数量较少但数量变化不大表现为较强的适应性。2．3讨论通过镜检活性污泥生物群落原生动物优势种发现，1)在15℃的低温环境下，作为优势种的钟虫、累枝虫耐受pH变化的阂值范围较大；楣纤虫可耐受弱酸性环境；漫游虫能耐受弱碱性环境；2)运行温度为20℃时，原生动物的生物量及种丰度明显增高；3)温度为10℃时，生物量大大减少，处理效果降低，活性污泥处理系统不能正常运行。温度为10℃时，活性污泥中存在的优势种为椐纤虫，为进一步研究驯化适合10℃低温下活性污泥系统提供了方向。李敏等【蚓发现低温兼性生化处理生活污水的临界温度为13"C。本实验发现采用低温驯化后的活性污泥可以在pH6~8，温度为15～20℃的运行条件下对城市污水进行良好处理。对于中度污染的城市工业污水CODc，的去除率在60％以上，对TP、TN的去除率16\n第2章洞骼运行参数对活性污泥水处理系统的影响均能达到国家二级排放标准。各运行参数巾温度、入水CODc，对CODc，的影响较大；温度、pH对去除磷、氮的影响较大。SVI增长率表明，在温度为15℃时，所驯化的活性污泥处理污水过程中产生的污泥量比温度为20℃较少，为污水厂后期的污泥处理提供了有利条件，减少了二次污染的程度。17\n河北人’学理’’≯硕十’≯1_}7：沦文第3章添加水丝蚓对活性污泥水处理效果的影响前言利用微型动物对污泥进行减量的出发点是保持污水处理这一人工生态系统的平衡，使能量流动和物质循环能保持稳定。在污水生物处理中建立相对稳定的生态平衡系统，有利于物质和能量的正常转化。充分利用微型动物在污水处理生态系统中对细菌的捕食作用，防止物质在整个食物链中的某一部分过度累积，从而达到减少剩余污泥产量的目的。它主要是利用原生动物(纤毛虫、鞭毛虫等)、后生动物(红斑颗体虫、颤蚓、卷贝等)以及苍蝇等小型动物来捕食活性污泥中的细菌和污泥碎片，并通过其肠管使这些食物得到一定程度的矿化，从而减少系统中剩余污泥的产量。而后生动物作为污泥处理系统中体型最大的生物，具有比其他生物更强的污泥减量的能力【551。本实验采用水丝蚓，属于寡毛类颤蚓科，具有取材容易，投放方便的特点，另外也是许多鱼类的饵料，具有一定的经济价值。，3．1材料与方法3．1．1实验装置、实验废水及活性污泥同2．1～2．23．1．2水丝蚓的选材与处理水丝蚓购于观赏鱼市场，经过催吐(O．4％NaCl)、消毒(10’6NaClO)后挑选体长大于3cm的作为摄食污泥的微型动物。3．1．3指标的测定方法同2．1．53．1．4实验程序本实验采用实验室规模的分批连续方式培养，设对照组和实验组各一个，每组设3个平行缸(体积为7．5L的玻璃缸)。对照组内不添加水丝蚓，对照组每缸分别添加水丝蚓100条。分别在每缸中接种活性污泥，同时均匀分配各个反应容器的活性污泥中，使得初始活性MLSS约为2000mg／L，注入人工合成污水5L(合成污水的CODc，约为300mg／L)，充气培养。实验进行前，要对在曝气池中加入合成污水的CODc，以及曝气池中活性污泥的相关指标(如污泥浓度MLSS、污泥沉降比SV以及污泥体积指数SVI)进行测定。每个批次的实验周期为20h，即曝气18h，沉淀、出水、静置共2h。曝气，实验18\n第3章添加水丝蚓对活性污泥水处理效果的影响过程中溶氧浓度为7．54．8．24mg／L。第2天，停止曝气后立即取出水样品，测定出水的CODc，，MLSS，SV，SVI。每天曝气结束后，排水5L，然后注入等体积的新配置的合成污水，如此循环下去。连续七天观察实验组和空白对照组内活性污泥中生物群落组成和结构的变化，并按照Madoni提出的方法计算出实验组和空白对照组的污泥生物指数SBI[81。各实验参数设计如表3．1。表3．1实验设计表Tab．3．1Tableofcombinationexperiment记录每天取样的时间、室温，观察每缸曝气状况、反应状况(有无异常)和污泥沉降状况，防止其他因素对实验的干扰。对每个周期的出水做理化及生物分析，分析项目、方法及所用仪器如表3．2所示。表3．2分析项目、方法和仪器列表Tab．3．2Listofanalysisitems，methodsandapparatus3．2结果与分析3．2．1活性污泥中原生动物种类组成活性污泥内主要原生动物如表3．3所示：其中钟虫属、累枝虫属、楣纤虫属以及漫游虫属是本次实验中的主要常见大密度的优势种群组，根据周可新等【531的分组标准，匍匐型纤毛虫的楣纤虫和附着型的纤毛虫钟虫、累枝虫作为一类评价SBI，而漫游虫属于19\n河北人学理。学硕十学位论文自由游泳型菌食性纤毛虫，单独作为一类评价SBI。表3．3活性污泥中主要原生动物种类Tab．3．3Mainprotozoanspeciesinactivatedsludge3．2．2添加水丝蚓对CODc，去除效果的影响毫{8凸oU12010080604020O1stday2ndday3rdday4thday5thday6thday7thday运行周期／天图3．1添加水丝蚓对CODc，处理效果的影响Fig．3．1EffectofaddingtubificidOnCODc，将各实验周期对照组和实验组出水CODcr数据进行汇总。第一周期加入水丝蚓后实验组出水CODc，大于对照组；第2-4周期实验组出水CODc，均低于对照组；第5周期对照组与实验组的出水CODc，基本一致；第6．7周期与第2-4周期类似，仍为实验组出水\n第3章添加水丝蚓对活。陀污泥水处珲效粜的影响CODc。低于对照组(OH图3．1)，说明添加水丝蚓能够提高CODcr的去除效果。两组的出水CODc，均在100mg／L以下，达到综合污水排放标准(GB8978．1996)。实验组与对照组的CODcr去除率如图3．2所示。第一周期实验组CODc，去除率小于对照组，其余各周期实验组的CODc，去除率均高于对照组4．3．7．3％；两组的CODc，去除率在各个周期内都在60％以上。通过Excel统计软件进行t检验，实验组和空白组只有第五周期差异不显著，其它差异显著(P2ndd町3rdd”运行4周th期d，天ay5仆d8’图3．4添加水丝蚓对MLS$的影响Fig．34EffectsOnⅦ。ssofaddingm扭“(g∞T上一曲裴●阿¨¨Um对实口口T，llllll_]"工■冈¨¨Um‘llllllll_]嘶％上■圈州¨Um口，lllllllll__m●■■圈H¨¨¨Um●f—∞mL●●●●●●●●●●__●■闩"¨¨¨U～肭娜m●o■罔H¨㈠U『一一nMs∞，_r●●●lllllllj一削阿¨U淼鲥㈣hr网H忆●罔№～=h⋯『ll上一n目3，1●●●●●l●●j‘罔¨UⅢ。№山■圈—U●■圉H¨¨¨U⋯圣j=\n第3章辩加水丝蚓对j^性污泥水处理效果的影响运行刷期／灭口对照纽口宴验组图3．5漆加水丝蚓对SVI的影响Fig35EffectonSVIofaddingTubificid32．4添加水丝蚓对生物群落的影响3241生物群落中SBI的变化本实验应用污泥生物指数SBI来研究评价添加水丝蚓对活性污泥系统内生物群落的影响．从SBI方面对污水运行状况进行分析，由图3．6SBI数值变化LⅡ以看出，实验过程中由于水丝蚓对原生动物的摄食，实验组原生动物数量明显小于对照组。具体而言．刚开始由于水丝蚓还未摄食，实验组的原生动物晕和对j{c【组的相差小多，实骑组密度曲线出现的第一个转折点出现于第3、4周期．原因是新捕食者的加入使原生动物群落产牛较剧烈的变化．第6周期由十水丝蚓的死亡．两组生物量又同刚开始相同，实验组的原生动物量和对照组的近似。第7周期再次添加水丝蚓后，实验组的原生动物量又明显比对照组的减少。实验组和空白对照组的SBI等级都为7，质量等级为ll，这就说明生物群落结构较稳定，活性污泥运转状况良好。结合出水CODcr以及CODcr的去除率的结果f图3l，32)分析，说明被改善后的生物群落得到优化，对污水的净化能力有所提高；结合污泥沉降性能的结果(图3．3—35)，实验组的沉降性能相对提高，剩余污泥量相对降低，减少了二次污染。—■㈠㈠㈠Um●]111_]m■罔¨Um上l_]m‘舞—川Um———¨¨¨Um～彗{一>∞\n河北人学理学硕fj学位论文+对照组十实验组2ndday3rdday4thday运行周期／天图3．6添加水丝蚓对SBI的影响Fig．3．6FluctuationofSBIafteraddingTubificid3．2．4．2生物群落中优势种的变化在本实验中镜检发现，生物群落结构的优势种由漫游虫、钟虫、楣纤虫和累枝虫组成，它们均是污水厂良性运行的活性污泥中常见种类。实验组和对照组中各优势种在整个运行周期的变化如图3．7．3．10所示。主羹1stday2ndday3rdday4thday5thday6thday7thday运行周期／天图3．7添加水丝蚓对钟虫密度的影响Fig．3．7EffectofaddingTubificidondensityofVorticella在实验中发现钟虫的密度在加入水丝蚓后骤然下降，随后随水丝蚓的消减钟虫密度回升(图3．7)。钟虫的绝对数量在优势种中最高，比较SBI的周期变化规律(图3．6)，对SBIO的钙蜘辐∞嬲加坫mo—g，pIIl＼一∞∞O0O∞墙mM地m8642\n第3章添加水丝蚓对活性污泥水处理效果的影响影响的贡献最大。累枝虫的种密度较低，与对照组相比发现水丝蚓的引入使累枝虫种密度的发展趋于平稳(图3．8)。楣纤虫在整个运行周期中密度变化最大，结合对照组数据发现楣纤虫对入水环境的变化有较明显的反应，在第一周期后有一明显的下降趋势，之后密度逐步上升；两组的变化趋势虽然大致相似，但实验组楣纤虫密度相对小于对照组，实验组密度变化幅度小于对照组(图3．9)。在实验过程中发现漫游虫的密度处于下降趋势。与对照组相比，水丝蚓的投入对漫游虫的密度有明显影响，实验组漫游虫密度明显低于对照组(图3．10)。lOO1st,day2ndday3rdday4thday5thday6thday7thday运行周期／天图3．8添加水丝蚓对累枝虫密度的影响Fig．3．8EffectofaddingTubificidondensityofEpiatylis运行周期／天图3．9添加水丝蚓对檐纤虫密度的影响Fig．3．9EffectofaddingTubificidondensityofAspidisce255432lO987654321O薹趣龆嘶蜒略\n河北人学理学硕l：学何论文{凄魁稚甚终唰2010O1stday2ndday3rdday4thday5thday6thday，thday运行刷期／天图3．10添加水丝蚓对漫游虫密度的影响Fig．3．10EffectofaddingTubificid011densityofLitonotus3．3讨论随着我国污水处理厂的不断增加，剩余活性污泥量也随之增加。至1J2007年为止国内的污泥13．79％没有作任何处置，按照我国城市污水处理厂的建设规划，2010年我国城市污水的处理量和处理率都将进一步增加，污泥年产量也将相应增加。剩余污泥通常含有相当量的有毒有害物质(如寄生虫卵、病源微生物、重金属)及未稳定化的有机物，如果不经适当的处理处置而直接进入环境，会带来二次污染，对生态环境和人类健康构成严重威胁。处置剩余污泥需要耗费大量经费，并会带来二次污染，减少污泥产生量成为人们解决剩余污泥处置的一个研究方向。目前剩余污泥的减量方式可以分为物理方式、化学方式和生物方式。由于物理方式所需能量较大，化学方式需要投入的化学物质可能给环境带来二次污染，存在经济和环境两方面的问题。利用生物方式对污泥进行减量，虽然对污泥的减量程度有限，减量稳定性有待加强，但由于能耗低、不产生二次污染，作为一种生态工程技术受到关注【561。不同微型动物对污泥减量的比例与微型动物种类和体型有关，较小体型的微型动物的减量速率相对较高，同时寡毛纲环节动物的减量速率相对节肢动物和软体动物对污泥的减量比例要高。Liang等【5刀研究了红斑瓢体虫、蚤状蚤、颤蚓和卷贝4种微型动物对污泥的减量作用，其污泥减量速率分别达到o．8g／(mg·d)，O．18g／(mg·d)，O．54g／(mg·d)和0．126\n筇3章添加水丝蚓对活性污泥水处理效果的影响g／(mg‘d)。寡毛类蠕虫是活性污泥中观察到的最大后生动物，可能比其它原后生动物具有更大的污泥减量能力。所以，近来人们对污水生物处理系统中寡毛类蠕虫的污泥减量效果进行了愈来愈多的关注。Rensink[35】向加有塑料载体的活性污泥系统中投入颤蚓(Tubificidae)，发现剩余污泥产量从0．4gMLSS／gCODc，降至O．15gMLSS／gCODc，，污泥体积指数(SVI)从90降至45，同时由于颤蚓的新陈代谢作用，菌胶团的大小更加均匀，使得污泥的脱水能力提高了约27％。本实验中向处于良好运行的活性污泥处理系统添加水丝蚓未影响出水效果，出水CODc，均达到污水排放标准，实验组的CODc，去除率在水丝蚓投入后提高了4．3．7．3％。水丝蚓的投入使污泥产量明显降低，在CODc，去除效果最高时污泥浓度(MLSSg／L)可下降16．29％；污泥的沉降比下降10．53％。活性污泥的松散程度和凝聚、沉降性能良好。本实验污泥指数(SVI)均小于100ml／g，表明污泥的沉降性能好，吸附性能差，泥水分离好。早在1994年，Ratsak[291曾提出仙女虫(Naiselinguis)在活性污泥中大量出现，污泥的产量显著减少。近年梁鹏等【24】在活性污泥反应器中引入红斑飘体虫发现，红斑飘体虫有利于改善污泥的沉降性能，减少剩余污泥产量，且对CODc，等去除效果影响不大。本实验结果与这些学者的研究结果相符。镜检结果表明实验组和空白对照组的污泥生物指数SBI都为7，质量等级为II，这就说明生物群落结构较稳定，活性污泥运转状况良好。水丝蚓的加入能够对污泥微型动物群落结构起到优化作用，实验组的SBI均小于对照组，活性污泥中各优势种的相对密度有明显变化。从种群密度调节的观点看，细菌被捕食后，反而能促进细菌群落的繁殖，增加细菌的生长速度和代谢活力。Fenchel等【58】在试验生态模型中证实由于有食菌原生动物的存在，反而刺激了细菌对有机物质的分解速度。水丝蚓的投入使SBI有所减少，但CODc，处理效果反而提高，也证明了水丝蚓对活性污泥的微型动物群落的优化起到了相关作用。总之在污水处理系统中，高效稳定的微型动物群落是保证出水水质的重要因素。利用生物方式对污泥进行减量，在经济和环境两方面都是很有益处的。添加水丝蚓实验证明通过添加水丝蚓可以消减剩余污泥量，减少二次污染，为污水处理厂通过改变运行工艺而提高污水处理效果提供理论性指导方向。27\n河北人学理学硕lj学位沦文Ghyoott3l】在活性污泥中加入微型动物，研究整个系统对污泥的减量和对污水的处理效果。将污水处理分为两个阶段，第一阶段主要是降低CODc，，污水中80％以上的CODc，是在第一阶段降低。第二阶段是主要是削减剩余污泥量。在第二阶段用膜作为保持微型动物的手段，虽然在第一阶段的污泥产率系数和普通活性污泥法相当，但从整个系统看，污泥的产率系数大大降低。本实验水丝蚓不能长时问曝气池中生存，只能是阶段性的加入，可考虑在生产工艺中采用固定膜等方式以保证微型动物的长期存活。\n第4章结论第4章结论本实验根据活性污泥法处理污水的基本原理，将污水处理系统视为一个适应了极端环境的人工生态系统，为活性污泥处理系统提供合适其生长繁殖的运行参数的最佳组合，在维持活性污泥结构相对稳定的状态下，使生物发挥最佳性能。根据不同的运行参数的组合寻求更适合的运行参数和工艺流程。本实验通过调整低温运行参数对污水处理系统处理效果产生影响，得到如下结果：低温驯化后的活性污泥在温度为10℃时，活性污泥系统不能长时间运行，生物量大幅度减少(<50ind／m1)，其中优势种为楣纤虫。低温驯化后的活性污泥在pH6---8，温度为15～20℃的运行条件下对城市污水处理效果良好。对于中度污染的城市工业污水CODc，的去除率在60％以上，对TP、TN的去除率均能达到国家二级排放标准。各运行参数中温度、入水负荷对CODc，的影响较大；温度、pH对去除磷、氮的影响较大。SVI增长率结果表明，运行温度为15℃时产生的剩余污泥量比20℃时少，为污水厂后期的污泥处理提供了有利条件，减轻了二次污染的程度。通过镜检活性污泥生物群落中的原生动物发现，在15℃的低温环境下，作为优势种的钟虫、累枝虫耐受pH变化的范围较大；楣纤虫可耐受弱酸性环境；漫游虫能耐受弱碱性环境。在运行温度为20℃时，原生动物的生物量及种丰度明显增高。通过添加水丝蚓的实验结果表明，水丝蚓的投放可以提高活性污泥处理系统的SVI，消减剩余污泥的产生量，同时也保证了出水效果达到国家二级排放标准，实验组的出水CODCr有不同程度的降低，提高了CODc，的去除率。本实验为通过直接投入微型动物减少剩余污泥量的应用提供了理论基础。但是由于水丝蚓不能长时间存活于曝气池，只能是阶段性的加入，如何用于生产实践还有待于进一步探讨。\n河北人’学硕十’≯位论文参考文献【l】陈声贵，许小启．原生动物在活性污泥中的作用．生态学杂志，2002，2l(3)：47-51．【2】孙金华．人类活动对水资源影响要素分析．人民黄河，2005，(11)：35—36，41．[3】靳琳，张灿．我国水资源面临的问题及保护对策．生态经济，1996，(1)：25-29．【4】石淑倩，我国城市污水同川现状及前景．环境技术．2002(2)：33．[5】喻泽斌，网敦球，张学洪，城市污水处理技术发展同顾与展望，广‘西师范人学学报：自然科学版．2004，22(2)：81-87．[6】孑ibd,平．我国城市污水处理的现状及发展对策．-1：程论坛．2006，4：89-93．【7】田文龙，刘瑶环．我国污水处理事业的现状和发展趋势．丁程论坛．2006，3：110-111．[8】姚力平．污水处理中污泥状况的分析．科技情报开发与经济．2005，15(24)：133—134．[9】顾丽娜．水资源综合利用与管理规划初步研究．水利水电技术，2005，(4)：6—8．【10】洪一平．长江水资源保护面临的挑战及对策．水利水电报．2005，(14)：5-7【l1】国家环保部．中国环境统计公报．北京：中国环境科学出版社，2006．【12】王翠萍．活性污泥法处理污水的原理及影响因素．山西建筑．2002．28(8)：98—99．【13】周可新，许木启，曹宏．原生动物的捕食作用对细菌的影响．水生生物学报．2003，27(2)：191-195．【14】周可新，许术启，曹宏．水生细菌对原生动物的反捕食对策．应用与环境生物学报．2003，9(6)：674-677．【15】周可新，许木启，曹宏．生物除磷活性污泥系统微生物学研究进展．应用与环境生物学报．2005，11(5)：638—641．【16】吴坚扎西．不同温度条件下活性污泥相关特性的研究．天津大学硕十学位论文，2005．【17】张月芳．好氧活性污泥法处理水污染．运城学院学报，2006，24(2)：73-75．【18】周可新，许木启，曹宏．水生细菌对原生动物的反捕食对策．应用与环境生物学报，2003，9(6)：674—677．【19】CurdsCR．1988．Protozoainbiologicalsewagetreatmentprocesses．Waterresearch，14(3)：225—236[20】牛樱，陈季华．兼氧．好氧T艺处理高浓度化工废水．工业水处理，2000，20(8)：8．10．【2l】韩洪军，卫达．低温条件卜．SBR活性污泥沉降性能的影响因素．哈尔滨商业人学学报，2006,22(4)：21—24．【22】沈耀良，王宝贞．废水生物处理新技术．理论与应用．北京：中国环境科学出版社，1999，234-237．【23】安红莹．低温条件下SBR处理城市污水污泥的影响因素．成都纺织高等专科学校学报，2005，22(3)：5—8．【24】韩洪军，等．低温对于脱氮效果影响的试验研究．现代化工，2005，25：171—175．【25】MadoniP．Asludgebioticindex(SBI)fortheevaluationofthebiologicalperformanceofactivated30\n参考文献sludgeplantbasedontheMicrofaunaanalysis．Waterresearch，1994，28(1)：67—75．【26】RatsakCH．KooiBW．VanVerseveldHW．BiomassreductionandmineralizaionincreaseduetotheciliateTetrahymenaPyriformisgrazingonthebacteriumPseudononasFluorescens．WaterScienceTechnology．1994．29(7)：l19·128．【27】WelanderT’LeeNM．Minimizationofsludgeproductioninaerobictreatmentbyuseofpredators．TheSecondInternationalSymposiumonEnviromentalBiotechnology,l994．6：4-6．[28】Brishton’UK．LeeNM，WelanderT．Rdducingsludgeproductioninaerobicwasterwatertreatmentthroughmanipulationoftheecosystem．WaterResearch，l996，30(8)：178l一1790．【29】LeeNM，WelanderT．Useofprotozoaandmetazoafordecreasingsludgeproductioninearovicwastewatertreatment．BiotechnologyLetter,l996，l8(4)：429-434．【30】Ghyoot、Ⅳ．Membrane—assistedbioreatorforanaerobicsludgedigestionandlowsludgeproductioninearobicwastewatertreatment，UniversityGent，Belgium，1998．【31】Ghyootw，Verstraetew．Reducedsludgeproductioninatwo—stagemembrane—assistedbioreactorWaterresearch，1999，34(1)：205—215．【32】LapinskiJ，TunnacliffeAReductionofsuspendedbiomassinmunicipalwastewaterusingbdelloidrofigers．WaterResearch，2003，37(9)：2027—2034。【33】RatsakCH，KooijmanSALM，KooiBW．Modelloingthegrowthofanoligochaeteonactivatedsludge，WaterResearch，1993，27(5)：739—747．【34】RensinkJH，RulkensWH．Usingmetazoatoreducesludgeproduction．WaterscienceandTechnology,1997，36(11)：17-179．【35]RatsakC．Grazerindcuedsludgereductioninwastewatertreatment．Ph．D．thesis，Amsterdam：FreeUniversity,1994．【36】RatsakCH．EffectsofNaiselinguisontheperformanceofanactivatedsludgeplant．Hydrobiologea，2001，463：217-222[37】RensinkJH，CorstanjeR，vanderPalJH．Anewapproachtosludgereductionbymetazoa．In10mEuropeanSewageandReuseSymposium，Munchen，IFAT1996：339—364．【38】WeiYS，VanHoutenRT,BorgerAR，etal．Comparisonperformancesofmenbranebioreactor(MBR)andconvertionalactiviatedsludge(CAS)processesonsludgereductioninducedbyoligochaete．EnvironmentalScience＆Technology,2003．37(14)：3171-3180．【39】LeeNM，WelanderT．Influenceofpredatorinnitrificationinaerobicbiofilm．WaterScienceTechnology,1994，29(7)：355-363．[40】张自杰，周帆．活性污泥生物学与反应动力学．北京：中国环境科学出版社，1992．【41】赵海霞，张成禄．污泥膨胀的影响因素、理论探讨与控制对策．山东环境，2001，105：32．【42】BattistoniP，FavaGRuelloML．Heavymetalshockloadinactivatedsludgeuptakeandtoxiceffects．Waterresearch．1993，27(5)：821—827．【43】隋红，李鑫刚，徐世民等．活性污泥废水处理系统的优化．化工进展．2007，26(1)：119—122．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