MEMA菌制剂强化污泥原位减量工程示范

杨　斌，李明智，傅信党，王　晶，杨世龙，胡旭炎，叶利强，梅荣武，韦彦斐张宇，王慧荣

（1.浙江省环境保护科学设计研究院，浙江杭州310007；2.浙江环科环境研究院有限公司，浙江杭州310007；3.义乌市水处理有限责任公司，浙江义乌322001）

MEMA菌制剂强化污泥原位减量工程示范

杨斌1，2，李明智1，2，傅信党3，王晶3，杨世龙3，胡旭炎3，叶利强3，梅荣武1，2，韦彦斐1，2张宇1，2，王慧荣1，2

（1.浙江省环境保护科学设计研究院，浙江杭州310007；2.浙江环科环境研究院有限公司，浙江杭州310007；3.义乌市水处理有限责任公司，浙江义乌322001）

利用多生境功能菌（MEMA）强化泥水同步降解，开展污泥原位减量工程示范研究。结果表明：实施减量工程后吨COD产泥量由5.13 t降至3.30 t，比实施前降低35.7%。工程示范期间进水COD、NH3-N分别提高57.2%、55.1%，但出水均能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级B排放标准，削减量分别提高70.0%、65.8%。吨水耗电量与实施前持平，COD耗电量下降30%，相对耗药量未见增加。

多生境功能菌；生物强化；污泥原位减量

目前我国污水生化处理过程中产生的剩余污泥量巨大，污泥二次污染问题突出。环境公报显示，2013年全国城镇污水厂污水处理量达到456亿m3，按1万t水产生污泥8 t（含水率80%）计算，实际产生脱水污泥量超过3 500万t。浙江省2013年实际产生的脱水污泥量达到370万t，出厂污泥的含水率基本在80%以上，含水率小于60%的比例极低。实际应用中污泥处置不当所造成的污染问题较为严重，且高额的污泥处置费用也为污水处理厂运行带来了不小的负担。因此，需要加快污泥处置方式的转变。污泥原位减量技术是在保证污水处理达标排放的前提下，尽量减少生化系统剩余污泥的外排放量，为实现污水处理厂污泥稳定化、减量化、无害化和资源化处理提供了技术支撑〔1-4〕。

本课题利用筛选的MEMA多生境功能菌剂强化活性污泥活力，结合微型后生动物的强化捕食，构建生化系统完整食物链，实现泥水的同步降解，降低系统污泥产率，在已有研究取得了良好效果的基础上〔5-6〕，在义乌市水处理有限责任公司江东运营部开展污泥减量工程示范研究，对水质影响和运行成本做出具体分析。

1　试验方案

1.1污水厂情况

江东运营部位于江东街道大湖头村隔水畈地块，占地面积为7.8万m2（117.13亩）。设计处理规模6万m3/d，远期（2020年）设计处理规模12万m3/d。2009年底竣工，集污面积为55.9 km2。目前生活污水与工业废水比例为9∶1。江东运营部采用2组平行Carrousel氧化沟工艺，流程为：泵站水→集水井→粗格栅→进水泵房→细格栅→旋流除砂池→配水井→Carrousel氧化沟→二沉池→紫外线消毒渠→排放义乌江。工程实际水量6万m3/d。出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级B排放标准。

1.2试验目标

调理污泥性状，在不影响污水出水水质前提下，实现污泥原位减量20%以上；污泥原位减量的运行成本（以污水计）控制在0.05元/t以内；出厂水水质应达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级B标准。

1.3试验方法

菌剂投加：根据进水量、水质、系统温度三个因素确定菌剂投加量，采用一部分直接投加，一部分现场活化后流加。根据江东运营部的水量（6万m3/d），调试第一个月添加菌种1 000 kg，分2次投加，投加点设在好氧池进水口。第二、三个月投加菌种600 kg。之后根据运行情况投加菌种，一般每月不超过300 kg。菌种现场活化，每天投加2 kg优势菌，采用连续流抽取氧化沟泥水混合液在装置内活化24 h后返回系统。菌剂投加后2 d内不排泥，并定期投加微型后生动物。

参数控制：在调试期间，污泥质量浓度控制在4～6 g/L左右，排泥时间较对照减少1/3，随着运行时间的延长，排泥周期将逐步延长。控制好氧出水溶解氧＞2.0mg/L，回流比1∶1，尽可能保持运行时进水水质、水量稳定。

污泥量确定：先统计未投加菌剂之前1年每月污水量、COD削减量、污泥量（浓缩离心脱水后），核定1 t COD污水产泥量；再统计投加菌剂之后每月污水量、COD削减量、污泥量（浓缩离心脱水后），核定1 t COD污水产泥量，对比得出污泥的减量效果。

1.4分析方法

COD采用重铬酸钾法，NH3-N采用纳氏试剂光度法，TN采用过硫酸钾氧化分光光度法，TP采用钼锑抗分光光度法，SS和污泥浓度（MLSS）采用105℃烘干称重法测定。

2　结果与分析

2.1出水水质影响分析

根据实施时间将对比分析时间段分为2014-09—2015-01（实施后）与2014-02—2014-08（实施前），工程实施前后进出水水质平均值见表1。

表1　污泥减量工程实施前、后进出水质情况对比mg/L

统计数据表明，工程实施期间进水COD、NH3-N、TN、TP指标浓度均有较大幅度提高，其中COD、NH3-N平均分别提高57.2%、55.1%。但是系统出水水质基本与实施前差别不大，其中会受减量工程影响最大的两个指标SS、TP没有受到影响（除磷药剂量有所增加）。工程实施中，在进水负荷提高较大情况下，出水主要水质没有受到影响，说明本技术不仅有利于降低污泥产率而且能大幅提高系统处理负荷。

2.2污泥和污染物削减情况分析

出水水质数据表明，工程实施后进水COD、 NH3-N浓度提高较大，平均进水各指标比2013-02—2014-01期间提高35%以上。因此，以吨COD产泥量来核算污泥减量效果较为合理。图1为2014年度具体每月污泥产量、污染物削减量情况。污泥产量对比是分析工程实施前后的1 tCOD或1万t污水产泥量，同时以2013-02—2014-01期间数据作参考，结果见表2。

从污染物削减情况看，以COD削减量计，实施期间每月COD平均削减量为434 t，比2014-02—2014-08期间提高70.9%，比2013-02—2014-01期间提高56.7%。NH3-N削减量比2014-02—2014-08期间提高65.8%。从污泥产量看，以万t污水产泥量计，工程实施后比实施前增加了9.9%，以吨COD产泥量计，工程实施后比实施前下降35.7%，同比2013年下降38.3%。生化系统污泥浓度较实施前有小幅提高（3.5%），每月外运污泥绝对量增加了14.8%，与2013年持平。工程实施后，系统负荷提高较大，COD、NH3-N削减量提高，吨COD产泥量下降明显。

图1　工程实施前后单月污泥产率和污染物消减量对比

2.3运行成本情况分析

工程实施前后运行成本平均值见表3。统计数据表明，吨水耗电量与上半年持平，COD耗电量较上半年下降30%并维持稳定，吨泥耗药量较上半年有所下降，除磷耗药量较上半年略有上升。工程实施表明，本技术基本没有增加污水厂污水处理的运行成本。

表3　污泥减量工程实施前、后运行成本情况对比

3　结论

（1）在义乌市水处理有限责任公司开展污泥原位减量工程示范，工程已经稳定运行5个月以上，实施后吨COD产泥量为3.30 t，比实施前的5.13 t降低35.7%，同比2013年下降38.3%。工程实施后系统污泥产率明显降低。

（2）污泥原位减量工程示范期间进水COD、NH3-N分别提高57.2%、55.1%，但出水水质基本未受影响，出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级B排放标准。系统的COD、NH3-N削减量环比提高了70.0%、65.8%，但每月外运污泥绝对量仅增加了14.8%。吨水耗电量与上半年持平，COD耗电量较上半年下降30%，相对耗药量未见增加。以上说明，工程实施污泥减量技术后，原生化系统处理负荷得到较大提高，虽然绝对污泥量略有增加，但相对污泥产率明显下降，而运行成本没有增加。

［1］段伟伟，李绍秀，李冬梅.污泥减量技术的研究进展［J］.能源与环境，2011（5）：74-76.

［2］王敏，熊娅，宋英豪，等.废水处理中污泥减量技术研究进展［J］.环境工程，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］刘云兴，迟晓德.污泥减量化技术研究进展与发展趋势［J］.环境科学与管理，2013，38（6）：103-105.

［5］李明智，韦彦斐，梅荣武，等.多生境功能菌用于生化系统污泥原位减量的中试研究［J］.工业水处理，2013，33（2）：35-37.

［6］李明智，梅荣武，张宇，等.利用微型后生动物进行污泥原位减量的试验研究［J］.环境科学与技术，2014，37（1）：120-124.

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Demonstration ofsludge in situ reduction，using MENA inoculants

Yang Bin1，2，LiMingzhi1，2，Fu 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

浙江省科技计划项目：百万吨污水污泥处理处置技术转化工程—基于微生物菌剂和后生动物复合作用的污泥原位减量技术成果转化工程；浙江省环保科研计划项目：基于多生境菌剂与微型动物同步强化的污泥原位减量技术成果转化工程

杨斌（1963—），硕士，高工。电话:13505817042，E-mail：yangbin@zjshky.com.cn。

2016-01-20（修改稿）