資料來源：清華大學化工系生物化工研究所，北京
摘 要：
Abstract：
關 鍵 字：好氧；厭氧；剩余污泥；污泥減量；廢水處理；農村
對體系中不同位置處的胞內以及胞外蛋白酶的測定結果表明，在好氧區內，胞外蛋白酶酶活較低，而厭氧區內的酶活較高，可能是厭氧污泥為了分解液相中的大分子物質而分泌到胞外的蛋白酶，也有可能是好氧污泥在厭氧區域內溶解釋放出的胞內蛋白酶。從胞內蛋白酶的酶活來看，好氧區域胞內蛋白酶酶活逐漸降低，可能是由于體系后部COD較低，好氧區域污泥活性降低所致，而厭氧區域的胞內酶始終處于一個較高的水平
表2. 體系不同位置處有機酸的濃度
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Site |
乙酸(mM/L） |
丙酸(mM/L) |
乙醇(mM/L) |
丁酸(mM/L) |
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Inlet |
0.6 |
0 |
0 |
0 |
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A1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
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Ana1 |
4.7 |
2.4 |
7.8 |
2.6 |
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A2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
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Ana2 |
4.9 |
1.9 |
4.7 |
0.2 |
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A3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
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Ana3 |
1.5 |
0 |
1.2 |
0 |
有機酸和醇類物質在污泥的厭氧消化過程中是一個關鍵的組分，因為污泥釋放出的蛋白質、多糖以及脂類都可以降解生成有機酸或是醇，檢測體系這兩種組分濃度的變化也可以反映出污泥降解的過程。從表2可以看出，污泥厭氧消化過程釋放出的有機酸以及乙醇在該體系中都可以檢測出。而這四種物質的濃度也是在厭氧單元升高，在好氧單元由于被代謝而消失。
3 結論
本研究為解析剩余污泥減量化污水生物處理技術原理，在前期工作的基礎上構建了易于采樣分析的好氧-厭氧反復耦合模型實驗體系，通過對該體系長時間的連續運行，表明好氧-厭氧耦合體系可以實現較好的污泥減量效果，平均污泥產率為0.13kgSS/kgCOD，即為傳統活性污泥工藝的30%到50%，通過污泥的回流，可以實現不產剩余污泥。為了解析該體系的污泥減量化機理，本研究從分子、細胞和反應器水平對該體系進行了分析。對污泥的顯微鏡照片和電鏡照片表明，好氧單元污泥較為飽滿，細胞結構完整，厭氧單元污泥存在大量的細胞碎片，表明污泥在通過好氧單元流入厭氧單元時，可以發生顯著的污泥溶解過程；厭氧單元COD以及蛋白質濃度都有很大的提高，胞內蛋白酶以及胞外蛋白酶的酶活性也很高，同時還檢測出有機酸和醇類物質，進一步說明污泥在經過厭氧單元時可以發生污泥溶解以及消化反應；而這部分污泥消化產物的濃度在下一個好氧單元又急劇降低，表明這些物質在好氧單元可以被好氧污泥利用。同時，在反應器后部的好氧單元內存在著大量原生動物和后生動物，這對于污泥的進一步減量以及出口水質的改善起到一定的作用。實驗結果展示，在好氧-厭氧反復耦合條件下，通過污泥和水的停留時間的分離，實現了有機物去除-污泥增殖-污泥溶解-再分解的過程，從而強化了廢水中有機污染物向CO2的生物轉變過程，達到了在廢水處理的同時，使污泥減量化的目的。
目前，該技術申請國家發明專利5項。利用該技術在青島和上海等地建設了一系列農村污水處理一體化裝置，結構緊湊，占地面積小，能夠規�；圃�，適于不同規模的污水處理，工藝靈活性高，適于各種分散和集中式處理；運行效果穩定，能耗低，不產剩余污泥，管理操作簡便，建設和運行成本低，必將在我國村鎮水環境保護中發揮重要的作用。