（环境工程专业论文）砾石接触氧化法对生活污水处理及回用研究.pdf

摘要 水是一切生命和人类发展不可缺少、不可替代的宝贵资源，是社会可持续发展的重 要因素。由于城市化、工业化的发展，人们对水的需求量越来越大，对水的污染越来越 严重，造成世界上许多国家出现了水危机，制约了社会进步，水资源短缺、水环境污染 日益严重已成为当今社会普遍存在的问题，而城市污水再生和中水回用可减少污染，解 决水危机的有效途径之一。 本文设计了小型反应器对生活污水处理回用技术进行小试研究，采用生物接触氧化 法( g c 0 r ) 处理生活污水，得出以下结论： 采用砾石球填料生物接触氧化工艺处理生活污水是可行的： 系统中d o 、h r t 等是最主要的控制参数： 当原水c o d 达4 00 i i i g 几左右、d 0 = 4 8 m g l 、h r t = 1 2 h 时，c o d 去除率达到9 0 以上， 出水经过深度处 x 独创性声明 本人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。据我所知，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过的研究成果， 也不包含为获得东北师范大学或其他教育机构的学位或证书而使 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谢意。 学位论文作者签名：j 聋函函 日期：塑! ：! ! 2 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位 论文的规定，即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机 构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权东北师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编 学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 生函函 指导教师签名 日 期：2 五3 ：f 日 期 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：埋宝歪堕丝兰叠 通讯地址：逸复纽龇盖遣毽喳敛 电话：醴窆坐丘 邮编：盛! f 1 1 我国水资源现状 1 绪论 1 1 1 淡水资源储存量短缺 地球上的水资源，广义上是指全部自然界任何形态的水，包括气态水，液态水和固态 水的全部量：狭义上是指在一定经济技术条件下较容易被人类利用的，可以逐年恢复的 淡水资源广义上的水资源据联合国1 9 7 7 年统计约有1 3 8 6 亿k m 3 ，其中淡水资源仅有 o 3 5 亿k m 3 ，仅占全球水的总储量的2 5 3 在淡水资源中，深层地下水，极地及高山冰川 永久积雪和永冻层冰占淡水总储量9 7 0 1 ，而与人类生产生活密切且较易开发利用的湖 泊，河流，浅层地下水等淡水储量仅为o 1 亿k m 3 ，只分别占地球水总储量的0 0 0 9 1 和淡 水总量的2 9 9 据资料报道，世界上有国际河流与湖泊2 1 4 条( 个) ，其流域面积约占全 球陆地面积的4 7 ，储存水量约占世界淡水资源的一半在非洲，南美洲和欧洲，国际河流 流域面积占其大陆蕊积6 0 以上在甄洲，约占6 5 的面积为国际河流流域全世界有4 4 个国家至少8 0 9 6 的土地面积位于国际河流流域，全球约有4 0 的人口生活在国际河流流域 内因此，淡水资源实质上是一种非常有限的国际性的自然资源 中国水资源总量约2 8 1 万亿m 3 ，居世界第6 位，但人均水资源2 3 0 0m 3 ，人均水资源 2 8 5 0 0 m 3 ，仅相当于世界人口占有量的1 4 ，公顷( h a ) 均水资源2 8 5 0 0 m 3 ，相当于世界公顷 均占有量的4 5 ，排在世界第1 2 1 位，是世界1 3 个贫水国家之一我国北方黄河，淮河，海 河三个流域人均水资源仅为全国人均的l 5 到本世纪中叶，按1 6 亿人口计，我国人均水 资源将比现在降低1 4 ，约为1 7 0 0 m 3 ，淡水资源短缺的形势将更加严峻 1 1 2 淡水资源分布不均衡 世界淡水资源在地区分布上极不平衡，在各大洲中，亚洲再生性水资源最丰富，占世 界总量的3 2 1 9 ：其次是南美洲占2 3 2 2 ：大洋洲最少，只占3 9 4 但各洲人均再生性 水资源大洋洲最多，为世界人均量的7 8 8 倍：南美洲次之，为世界人均量的4 1 5 倍：亚洲 和非洲最少，分别为世界人均量的5 3 2 2 和7 6 4 8 淡水资源在各洲内部分布也很不均 衡，水资源最丰富的地区为南美洲亚马逊流域，非洲赤道附近地区以及亚洲的印度洋和 太平洋季风区等 中国水资源的特点是受季风影响，在时间和地区上分布很不均衡，洪涝和干旱灾害 出现频繁，农业生产不稳定根据资料，1 9 9 3 年全国各行业用水总量已达到5 2 5 5 亿m 3 ， 占全国水资源总量的1 8 7 ，其中地表水占8 3 ，地下水占1 7 全国平均人均年用水量 4 5 0 m 3 从全国平均来看似乎尚有潜力，但中国水资源的主要问题是水资源在地区上分布 极不均衡，它与人口，耕地资源和经济的分布不相匹配0 3 1 2 污水处理与回用现状 1 2 1 污水处理现状概况 水污染和水资源的缺乏已成为我国经济与社会发展的制约因素，并对我国所实旎的 可持续发展战略也会带来严重负面影响。面对水资源的严重污染，世界各国都加强了水 处理方面的投资力度，美国就拥有1 2 万座污水处理厂，瑞典则是平均大约每5 万人就 拥有一座污水处理厂，而我国城市污水处理能力仅占总排放量的5 ，大量未经处理的城 市污水被直接排入天然水体。 但是近年来，水污染的严重危害问题已引起我国各级政府的高度重视，不仅加大了 环保的宣传力度，对污染严重的企业进行限期治理，关、停、并、转了一些污染严重的 中小企业，而且还投入大量资金，在有条件的城市建立污水处理厂，目前几乎所有的中 等以上的城市污水均进行了处理，较好的实现了城市生活污水的达标排放。 随着改革开放步伐的加大，工农业迅速发展，人口也不断增长，城镇建设的发展以 及人们生活水平的提高，用水量和排水量将大幅度增长，人们对水质的要求也越来越高， 日前水资源缺乏和水污染将成为我国经济和社会的制约因素，如果不采取坚决有效的措 旌，必将阻碍我国经济和社会的发展。我国一方面要在节约水资源方面下功夫，另一方 面要大力发展城镇污水处理，实现污水资源化，以满足国民经济发展需要。 1 2 2 污水回用现状 虽然我国早在2 0 世纪5 0 年代就开始采用污水灌溉的方式回用污水，但真正将污水 深度处理后回用于城市生活和工业生产则是近2 0 年才发展起来的。最先采用污水回用 的是建筑大楼污水的再利用，随着社会经济的发展和人们环境意识的不断提高，污水回 用逐渐扩展到缺水城市的许多行业。二级处理出水经深度处理后供给工业生产和城市生 活，用作低品质供水己成为污水资源化的主要形式。但直到2 0 世纪8 0 年代中期，此项 节水措施尚处于起步阶段。2 0 世纪8 0 年代末，随着我国大部分城市水危机的频繁出现 和污水回用技术趋于成熟，区域性污水回用的研究与实践才得以迅速发展。 国家“七五”、“八五”科技攻关计划，都把污水回用作为重大课题加以研究和推广。 “八五”科技攻关计划项目“城市污水回用技术”己成功地对常规二级处理等工艺技术 进行了深入研究和工程化，为不同环境和水质条件下的污水回用提供了投资省、运行费 用低、效率高、处理效果好的污水二级净化成套技术。处理工艺出水可达到或超过各相 关部门的水质指标，解决了低温、低c n 生物除磷脱氮技术的关键难题。“九五”攻关 相关项目为“污水处理与水工业关键技术研究”，专题名称为“城市污水处理技术集成 化与决策支持系统建设”。“九五”具体攻关有两部分内容：回用技术集成化研究与城市 污水地下回灌深度处理技术研究。1 9 9 2 年全国第一个城市污水回用于工业的示范工程在 大连建成，并已成功运行了1 0 年。目前大连、太原、天津、北京等城市在实行城市污 水回用解决城市水荒方面己取得实质性进展。此外，全国还有十几个大型污水回用工程 在建设中。污水回用措施及节水又能减轻环境污染，环境效益、经济效益和社会效益都 2 非常显著。3 。 1 3 城市污水回用的必要性 解决缺水的主要途径有节水和开辟新水源两种：一方面要提高人们的节水意识，采 用各种节水措施；另一方面就是寻找新的可利用水源，在开辟新水源方面，由于地下水 的过量开采，地面沉降现象屡屡发生，因此绝大多数地区的地下水不仅不能再开采而 且还要进行回灌，地表水由于受到普遍的污染，能利用的也越来越少。 城市污水是宝贵的淡水资源，污水厂二级出水经过适当处理后可以回用于工业冷却 水、绿化、市政景观等方面，在技术上也是可行的。城市供水中，5 0 一8 0 是工业用水， 工业用水中，8 0 是冷却用水，其对水质的要求不高而水量很大。考虑循环使用之外， 补充用水量就占工业总取水量的3 0 以上。市政用水如浇洒、绿化、景观、消防、补充 河湖用水、杂用水如冲洗汽车、建筑施工、冲洗厕所用水等在水质上要求也不高，总水 量亦占城市总取水量的7 1 0 。因此在对人体健康无影响的前提下将污水回用于上述各 方面可以节约大量的新鲜用水，经济、社会效益显著。因此，城市污水回用为我们提供 了一个开辟水资源的新途径。 城市污水回用与开发其它水源相比具有以下优势： ( 1 ) 城市污水回用具有就近可得、易于收集处理、水量大且稳定可靠等优点，城市 供水量的8 0 9 6 变为城市污水排入管网中，收集起来再生处理后，7 0 可以安全回用，二者 合计起来即城市供水量的一半以上可以变为再生水返回到城市水质要求较低的用户上。 相应增加了城市一半供水量。可见对缺水城市来说，这种水源是一笔宝贵的财富，我国 城市污水排放量已经达到4 1 4 亿吨，目前已经建设设施4 0 0 余座，城市污水处理率达 到，3 0 9 6 ，二级处理率达到1 5 。根据十五计划纲要要求2 0 0 5 年城市污水集中处理率达到 4 5 ，这就给城市污水的回用创造了基本条件，凡是污水处理厂都可以将污水再次适当 处理后回用。 ( 2 ) 经济上的优势，首先比远距离引水便宜，其基建投资只相当于从3 0 公里外引水。 我国水资源分布不均衡，对于西北部贫水的城市，如果从东南部水资源丰富的地区引水， 引水距离至少为上百公里，甚至达到上千公里，工程是十分浩大的；其次比海水淡化经 济，城市污水二级处理出水所含杂质少于0 1 ，而且可用深度处理方法加以去除。而海 水则含有3 5 的溶解盐和大量有机物，其杂质含量为污水二级处理出水的3 5 倍以上， 处理费用相对要高的多。 综上所述，城市污水回用是解决城市缺水的有效途径，它既是一种开源的新途径， 又是一种规模大，效益高的节水措施。此外，城市污水的回用还减少了污水的排放总量， 在一定程度上缓解水体污染问题，可以起到维系良好的水环境，实现水资源可持续利用 的重要作用。因此，在我国缺水城市大力开展污水回用有其必要性和紧迫性“1 。 1 4 课题的来源、目标与研究内容 1 4 1 课题来源 本课题是“城市污水回用无剩余污泥设备研制开发”项目中的一部分，该项目的研 究内容是以长春市污水为来源，进行生物接触氧化为主体的技术工艺路线研究，寻求最 佳的污水回用途径及相应工艺参数，为长春市及类似的城市污水回用工程提供科学的理 论依据和实施技术。 1 4 2 课题的目标 系统全面地考察无剩余污泥生物法处理生活污水的效果和规律，把握主要处理过程 的最佳操作参数及影响因素，了解相关的降解机理，优化工艺设计及工艺条件。为污水 处理厂生活污水的处理回用，提供一种低投资、低运行费用、低管理要求的新选择。 1 4 3 研究内容 本实验采用“生活污水一生物接触氧化池一消毒”作为污水回用的处理工艺，主要 包括以下几方面： ( 1 ) 针对生活污水水量、水质特点及排放特征，选用校园生活污水，对比分析各种污水 处理方法的优缺点，选定以生物接触氧化法为主的工艺流程作为污水处理及回用的有效 方法。 ( 2 ) 设计小试试验装置，研究生物接触氧化法处理生活污水技术，试验研究生物接触工 艺对有机物的去除效率，为实际工程提供设计及运行参数。 ( 3 ) 结合实际情况，针对运行效果进行分析，提出问题和建议，并通过技术经济分析来 验证工艺的可行性。 ( 4 ) 运用分子生物学技术，从微生物角度对生物砾石接触氧化法去除有机物、氨氮等的 能力及其去除机理进行探讨，从而讨论其污泥减量化机理。 4 3 生物砾石接触氧化技术的小试试验研究 3 1 试验设计 3 1 1 试验装置与流程 进水匝叵卜恒巫巫 _ 岖p 出水 试验小试装置如图1 ： 卜储水池2 一恒流泵3 一曝气泵4 一恒温控制计 5 一曝气头6 一砾石球7 一恒温探头 图1 生物砾石接触氧化实验装置图 待处理的生活污水经初沉池沉淀，去除水中相对较重物质，如饭粒、菜叶等悬浮物 及浮油残渣后，由恒流泵计量送至反应器底部进水口，曝气气源由小型空气压缩机提供， 稳压后经气体转子流量计计量，由底部进气口进入，气液两相在反应器内形成顺流接触， 经降解处理后出水由顶部溢流出水排放，反应过程中不产生剩余污泥。 3 1 2 主要设备及仪器 名称型号生产厂家 微波密封消解c o d 速测仪慨汕头市环海工程总公司 紫外一可见分光光度计 u v 一7 5 4 上海精密科学仪器有限公司 电热恒温鼓风干燥箱 d h g 一9 0 r 7 6 a上海精宏实验设备有限公司 立式蒸汽压力灭菌器y x o - l s - 7 5 si i 上海博迅实业有限公司 恒流泵b t l 0 0 1 j ，d g - 2 泵头保定兰格恒流泵有限公司 玻璃转子流量计 l z b 天津市自动化仪表十四厂 旋片真空泵 2 x z 4 上海申光仪器仪表有限公司 3 1 3 水质测试项目与分析方法 水温温度计 p h 值玻璃电极法 色度稀释倍数法 浊度卿分光光度法 c o d ( m 鲥) 重铬酸钾法 n h 3 - n ( m g ，1 ) 纳氏试剂比色法 d 0 ( m g ，1 ) 碘量法 s s ( m 蛐 重量法 总余氯( m 鲫) 碘量法 阴离子表面活性剂( m g 1 ) 亚甲蓝分光光度法 总大肠菌群( 个m 滤膜培养法 3 1 4 废水来源及性质 实验所用污水均取自东北师范大学生活污水，土黄色，油腻，有异味。水质如下 【d o c o d c r浊度氨氮 s s 阴离子 p h o2 0 0 4 5 03 0 3 0 0 3 0 7 01 0 0 2 0 00 2 5 0 7 58 9 3 2 试验方法与过程 本实验历时1 2 0 天左右，对污水处理效果进行测试和观察。实验过程分培养挂膜期、 负荷运行期和稳定期。 3 2 1 启动挂膜期 取自长春第二污水处理厂推流式曝气池内的活性污泥为接种污泥，并进行培养。厌 氧菌种与好氧菌种用生活污水稀释后加入反应器中，连续曝气，维持曝气池内的d 0 大 于2 m 鲋；2 4 h 后停止曝气，与混合液沉淀1 h ，泵除上清液，泵除体积为总体积的6 0 7 0 ， 将菌种污泥再次加入反应器。换水过程控制在0 5 h 以内，继续曝气。2 4 h 之后进行下一 次换水。 闷曝两天后开始培养。1 2 h 换水一次，酌情连续增加进水量。在挂膜期间每天对进 出水的水质进行监测，在经过5 8 d 左右培育后，可以观察到在填料表面及反应器内壁 上附着了一层灰白兼褐色的生物膜，膜厚在o 1 加2 m m 左右，取出少量薄膜在光电显微 镜下观察，可以发现膜内微生物个数较多且活性很高，其生理特征与结构特征和一般文 献叙述接近。此时再测定反应器进、出水c 0 d 值，当c o d c r 去除率达到7 0 左右并稳 定时，可认为挂膜完成。 9 3 2 2 负荷运行期 挂膜完成以后，逐步加大废水有机负荷以达到正常运行状况。为考察生物接触氧化 系统处理生活污水的效果，探求最佳处理效果时的工况条件，考虑到本系统的流程简单， 主要装置即为接触氧化池，因此确定在此池内水力停留时间为1 2 h ，水温2 0 ，在连续 曝气、1 2 1 2 h 间歇曝气、4 4 h 间歇曝气、2 2 h 间歇曝气等情况下适当时间对出水水质 各中水回用指标进行连续监测。 3 3 试验结果与讨论 3 3 1 连续曝气运行阶段( 1 眦) 在挂膜稳定后开始提高有机负荷，正常进水，进水流量为2 5 u d ，水温：2 2 ，d o ： 3 8 m g 1 ，p h ：6 8 ，c 0 d ：2 0 0 4 5 01 1 1 9 1 ，h r t ：1 0 一1 2 h 。c 0 d 、氨氮、s s 、浊度等指标 除呈以下趋势： 具体数据见下表： 图2 连续曝气备指标去除效果 表1 连续曝气出水水质情况 指标 时间( 、 c o d ( h i g 1 )n l b n ( i 鲫)s s ( m g i )浊度( m g 1 ) 13 8 42 71 43 9 31 9 22 9 31 1 75 6 55 61 7 72 56 1 1 0 73 81 9 o 53 3 9 4 41 8 53 6 1 从图表中不难看出，在连续曝气初期，由于进水的有机负荷的加大，系统经过逐步 适应，逐渐达到平稳，而且进水有机物浓度波动较大，而出水相对稳定，表明该载体具 有良好的抗水质负荷冲击的能力；最后出水c o d 、s s 、氨氮等指标去除率最佳时可达 到c o d ：9 2 ，氨氮：7 5 ，s s ：9 9 7 ，浊度：9 9 。另外，其它指标如色度、嗅等 的监测结果均达到排放标准，试验结果表明，对生活污水的有机污染物有较好的去除能 力，处理出水的各指标满足再生水回用于景观水体的水质标准。 3 3 22 2 h 间歇曝气阶段( 2 0 d ) 具体数据见下表： 图32 ，2 h 间歇曝气各指标去除效果 表22 胁间歇曝气出水水质情况 指标 时间( d c o d ( m 鲫) n 飓- n ( 哪帅s s ( m 的 浊度( m 1 ) 15 63 95 5 6 3 6 4 1 83 1 81 1 5 5 7 6 1 8 3 4 1 6 2 74 81 1 2 2 21 5 4 97 8 1 32 0 91 3 7 1 14 21 62 0 26 7 1 35 62 23 2 21 0 3 1 54 83 7 3 0 6 1 3 4 1 76 2 2 5 33 9 41 7 9 1 96 5 62 24 1 9 1 9 6 从图表中看出，在此间歇曝气阶段，各指标均稳定的上下浮动，且某些指标一度走 1 1 低，其原因与进水值有关，且中间为连续雨水期，但未对其造成较大影响。平均出水指 标中，c o d ：6 0 m g l ，n h 。一n ：2 2 1 i i l g 1 ，s s ：5 5 o ，浊度：1 3 9 ，且出水透明度低，色 度大，有异味，不能达到再生水回用于景观水体的水质标准。 3 3 34 4 h 间歇曝气阶段( 2 0 d ) 一【+ c o d 一一n h 3 一n s s 一一浊度 石u 7 0 。一一1 6 0 一 。一 5 0 一久 占4 0 、了一 一 一 篓3 0 。7 、 2 0 弋f 、j p 幺乙，一、 1 0 h 、v # 一r o l35791 11 31 51 7 1 9 时间( d ) 具体数据见下表： 图44 似h 间歇曝气各指标去除效果 表34 ，4 h 间歇曝气出水水质情况 指标 时间沁 c o d 0 嘲册n 啦- n ( m 鲫)s s 0 吐g d浊度( m 鲫) 1 7 1 62 1 7 4 8 1 1 6 5 35 7 71 53 6 79 8 55 9 63 23 5 79 8 76 41 44 0 - 38 1 96 464 1 65 8 1 16 21 5 56 84 7 1 34 0 21 21 1 13 9 1 54 6 91 1”93 9 1 75 0 31 6 4 3 8 4 4 1 95 3 71 13 8 83 6 在此间歇曝气阶段，各指标均稳定的上下浮动。平均出水指标中，c o d ：5 9 8 m g l ， n h 3 一n ：1 4 7 m g l ，s s ：3 3 8 ，浊度：6 7 ，但依然色度大，有异味，虽出水效果优于第 二阶段，不能达到再生水回用于景观水体的水质标准。 3 3 4 阴离子洗涤剂 图5i 羽离子洗涤剂的去除效果 三个阶段出水平均值为： o 0 1 7m g l ，o 0 3 1m g l ，0 0 2 4m g l ，去除率分别达到 9 6 6 ，9 3 8 ，9 5 2 。三个阶段均达到再生水回用于景观水体的水质标准要求，且连 续曝气效果最优。 3 3 5 大肠菌群 在小试系统中接触池中出水的次氯酸钙投加量分别为0 4 9 ，u 连续曝气) 、1 u 4 4 h 间歇) 、0 6 9 门h 2 2 h 间歇) 时，出水大肠菌群达到中水回用标准。但本实验的数据与有关 实际工程有很大差异，相关资料显示，当投加量为1 9 m 3 ，接触时间3 0 m i n ，一般生物 处理方法的消毒后出水中大肠菌群可达标排放。中水回用则对此有更加严格的要求，有 些生物处理方法用量有4 9 m 3 。 造成本实验中所用氯量偏差的原因，一是接触不够充分，二是投加方式与方法的不 妥，三是未溶解的氯未能充分回收。因此此数据不作为下一部分经济核算的依据。 3 4 本章小结 综合上述数据及图示，在污水处理过程中，p h 为6 7 ，进水流量为1 l h ，h r t 为 1 2 h ，温度为2 2 ，连续曝气运行1 0 天，2 2 h 、4 4 h 间歇曝气分别运行2 0 天，在同样 运行到1 0 天的时，相比之下，连续曝气条件时的出水指标的去除率最佳，可达到c o d ： 9 2 ，氨氮：7 5 ，s s ：9 9 7 ，浊度：9 9 ，阴离子洗涤剂：9 7 ，经消毒净化后再生 水可回用于景观水体。 三种曝气条件下，连续曝气的结果最佳，其原因如下：石球特殊结构为生物膜提供 了大量的生长空间，在连续曝气的情况下，其曝气区球体外部为好氧环境，内部为缺氧 环境，非曝气区球体外部为缺氧环境，内部为厌氧环境。由于曝气的作用，进水中的有 机物在反应器中经过好氧一缺氧一厌氧一再好氧一再缺氧一再厌氧等几个循环直至出 水。在好氧阶段，微生物的好氧呼吸能够充分利用污水中的有机物质，通过自身的新陈 代谢活动转化为自身的组成成分和矿化物。大分子有机物及一些悬浮物被带到缺氧区被 水解为小分子有机物。与好氧呼吸相比较，厌氧呼吸微生物的生命活动过程需要不断地 从外界吸收营养物质，通过代谢活动来维持自身生命活动的需要，使有机物浓度进一步 降低，而后又来到好氧区，如此循环往复，出水水质清澈，效果很好。非连续曝气条件 下，系统内部环境变化频繁，好氧及厌氧微生物不能充分发挥其各自作用，其处理效果 较连续曝气条件差。其净化机理在第五章中论述。 1 4 4 5 9 运行费用 直接运行费用为6 9 7 3 元d ，折算吨水运行费用为o 2 0 元m 3 。 4 5 1 0 制水成本 制水成本= ( 电费+ 药剂费+ 工资及福利费+ 日常检修维护费+ 大修理基金+ 折旧 + 其它费用) 3 6 5 日处理水量= 0 4 5 元m 3 。 虫体积比较大，在体积上也具有一定的优势，此阶段出水清澈，效果良好；第二阶段间 歇曝气中，运行初期固着型纤毛虫数量急剧减少，游动型纤毛虫( 草履虫) 占绝对优势， 运行后期出现水螨等稍大型生物，且轮虫x 轮虫 线虫 5 1 3 微型动物在提高水质方面的作用1 促进游离细菌的絮凝作用，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游离细菌裹起来 或在其分泌物上，从而提高了细菌的去除率： 原生动物捕食细菌，所以游离细菌几乎都被去除； 由于原生动物捕食使游离细菌密度大为下降，因而不仅提高了细菌活动能力，而且还 提高对可溶性有机物的摄取能力； 原生动物的分泌物使细菌活化； 原生动物本身也摄取可溶性有机物； 原生动物和一般细菌一起，共同摄食病原微生物。 5 1 4 微型动物在降低剩余污泥方面的作用 微型动物对污泥减量化的作用主要体现在以下三个方面： 1 利用微型动物在食物链中的捕食作用。从生态学角度，当系统中食物链越长，能量 损失越多可用于合成生物体的能量就越少，最终形成的总的生物量也就越少。因此，延长 食物链或强化食物链中的微型动物的捕食作用均能达到减少剩余污泥产生量的目的。生 物膜法与传统活性污泥法相比，一个重要特点是在生物膜中体型较大营养级较高的微型 动物容易繁殖，使得食物链变长变复杂，生物膜处理系统内产生的污泥量一般要比活性 污泥法低l 4 。 2 2 f u n 皿l l u r c d b a c t e f o i d a t e sb a c t e r i u m1 3 i h i i l 6 、 拟杆菌属 ( s a p f o s p i n c e b a c l e 咖m m s w 0 l 位- 1 1 0 1 噬纤维菌属 r u n c u l t l | r e d c f b 掣0 u p b a c t e 血mr 7 6 - 1 3 5 8 ) 生长缓慢细菌 假单胞菌属 哪y d f o g c n o p h a g a s p e m b 7 5 ) 假单胞菌属 a dc o n as p b 5 1 3 ) 未定名细苗 u n c u l i i l r c db a d c i i u mc l o n c 6 4 u n d u t l l t c db a c k d u 皿p c i o n c k d 3 9 3 u n c l u t i l t e d - b a d c d u m 扎n c s b r 0 1 5 u n c l n m 删一b a c i c d u m - d e d o n e 2 7 u n c l u t l l f c d - b a c i c 订u m - c 1 0 n e s s - 7 5 u n c l u i u t c d b a c l c d u m c l o i l c - 6 u n d u t l l r e d b a d c d u m 1 3 1 1 c 疆；b u n d u t l l r 耐b a d c d u m d s b a c l 9 5 u n d u t l l i c d - b a c t 翻u m 2 8 r h f 4 8 u n c l u t t i r c d b a c t e 血m s x 2 4 0 9 8 1 a j 7 8 6 3 2 32 6 9 1 1a f 4 4 9 2 6 02 6 9 7 1 d q 4 1 3 1 5 42 6 9 8 1a b 0 4 7 1 0 72 6 9 6 l 8 6 2 d 0 4 1 3 1 2 3 a y 2 1 8 6 2 201 9 l 譬；杰靠 & 爨i j ；主茎l ! 莲二? i i 霉毒i 耋i ；i l：j x b a c f 盯i u m 、 绿菌属 f a n a e 如b i c l i a m e n t o u s b a c i e d u mk o m e - 1 、 9 8 未命名细菌 1 33 6 l u n c u l t u f e db a c l e d u m 生物砾石接触氧化反应器悬浮污泥中原核生物1 6 sr r n a 序列与g e n b a n k 的比对分 析表明，就克隆子的个数及0 t u s 的分布而言，好氧菌比厌氧菌多样性稍大。其中，优 势菌群分别是以呼吸代谢为主的假单胞菌属和以发酵为主要代谢方式的拟杆菌属噬纤 维菌菌属。假单胞菌属的细菌，由于其能利用各种有机化合物作为惟一或主要碳源而生 长的特性【3 ”，因此，在该反应系统中，主要功能是降解生活污水中溶解有机物；同时， 假单胞菌属的大部分细菌又是噬菌体的寄主，为噬菌体的生长、繁殖直至寄主的分裂溶 解提供了条件。拟杆菌噬纤维菌菌属的细菌，则能将复杂有机物( 固体有机物) 如： 纤维素、淀粉等水解为单糖后，再酵解为乳酸、乙酸、甲酸或丙酮酸；将蛋白质水解为 氨基酸和有机酸等；脂类水解为低级脂肪酸和醇。 好氧菌中的硝化菌属细菌，化能自养，利用污水中的尿素作基质，生成亚硝酸盐， 是去除n h 4 一n 的功能性微生物；衣原体属细菌代谢分解葡萄糖、丙酮酸或谷氨酸，产生 c 0 。；食酸假单胞菌属细菌以果糖等6 8 种有机物为碳源，代谢使其分解；黄单胞菌属细 菌通过呼吸代谢，将乙酸盐、丙酸盐和琥珀酸盐等有机物分解：其余的如n 蛋白菌、球 衣菌属、衣原体属等均可利用不同的碳水化合物、有机酸和氨基酸作为能源，将有机物 氧化成无机物，同时合成新的微生物体 厌氧菌中的反硝化细菌，主要功能是还原硝酸盐成气态氮，为总氮的去除做出贡献； 6 蛋白菌则具有水解蛋白质、淀粉、核酸及各种脂肪，降解芳香族有机物成有机酸的功 能；乳杆菌除了能分解糖外，还可以还原f e ”成f e ”；真菌属细菌分解糖及碳水化合物 生成丁酸、醋酸和甲酸 为此，反应系统中两大相反环境多种原核生物的共存，为在降解污水有机物的同时， 达到剩余污泥减量化做出巨大贡献其净化机理如图6 所示。 参考文献 1 朱兆亮生活小区污水处理与中水回用试验研究 d ：硕士学位论文西安：西安建筑科技大学环境 工程专业，2 0 0 4 2 高俊发，王彤，郭红军城镇污水处理及回用技术 m 北京：化学工业出版社，2 0 0 4 3 肖锦城市污水处理与回用技术 m 北京：化学工业出版社，2 0 0 2 4 张速新曝气生物滤池在污水回用中的应用研究 d ：硕士学位论文北京；北京工业大学市政工程 学院，2 0 0 3 5 王凯军，贾立敏城市污水生物处理新技术开发与应用 m 北京：化学工业出版社，2 0 0 1 6 l o weu ，c h a s eha ，m i l n e rmg ，e ta 1 u n c o u p l i n go fm e t e b o l i s mt or e d u c eb i o m a s s p r o d u c t i o ni nt h ea c t i v a t e ds l u d g ep r o c e s s w a tr e s ， 2 0 0 0 ，3 4 ( 1 2 ) ：3 2 0 4 3 2 1 2 7 郭安祥b a f 处理低浓度生活污水的试验研究 d ：硕士学位论文西安：西安建筑科技大学环境工 程专业，2 0 0 4 8 刘炎，杨平生物流化床中生物膜特性与反应器效率的关系环境科学进展1 9 9 9 ，7 ( 5 ) ：1 1 3 1 2 2 9 陈声贵，许木启活性污泥运转效能的生物监测 j 应用与环境生物学报，2 0 0 2 ，8 ( 4 ) ：4 3 8 4 4 2 1 0 m a d o n yp ，e ta 1 c o m p r a r t i v 8 t ea n a l y s i so ft h ea c t i v a t e ds l u d g em i c r o f a u n ai ns e v e r a l s e w a g et r e a t m e n tw o r k s w a tr e s 1 9 9 3 ，2 7 ：1 4 8 5 1 4 9 1 1 1 徐亚同 食料。在生活污水处理中出水水质良好时亦可出现。5 2 细菌 521实验方法样本分别采自球体表愿生物膜和球体空隙内泥。经d n a 提取、p c r 扩增、纯化及回 收、1 6 s r d n a 克隆、基因测序，通过测序结果与g e n b a n k 数据库的比对，获得能准确反 映原生环境的