[发明专利]生物自净化污水污泥的制剂、其制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体而言，本发明涉及一种生物净化污水污泥的制剂、其制备方法及其应用。

背景技术

随着世界工业生产的发展以及人口的增加，工业废水和生活污水的排放量日益增多。据统计，2007年，我国污水排放已达556.7亿吨。

现有的污水处理厂大都采用活性淤泥法，其利用活性淤泥中的微生物的新陈代谢作用，使活性污泥具有将有机污染物转化为稳定无机物的活力，在有氧的条件下，将废水中的有机物氧化分解为无机物，从而达到净化废水的目的。由于生物泥的特性导致在一定时间内以及在负荷的冲击下出现老化现象，而我国广大地区温差各异，也是导致活性淤泥老化的因素之一。

在生物反硝化过程中，水中所含的氮、碳、磷等有机物被酸化降解并产生大量酸化物，尤其是碳的转化产生了大量酸性副产物，使活性淤泥的pH值逐渐降低，由于降解性的微生物无法适应较酸性的环境，使得微生物的活性逐渐变小，最终导致生物变异和老化，造成污泥膨胀，生物无法代谢而失去反硝化效率。现有的解决活性淤泥老化的办法是在一定时间内更换部分活性泥，但是这造成大量的污泥堆积而无法处理，进而造成环境的二次污染。

常见的污泥处理方法主要包括焚烧、卫生填埋、海洋倾倒和农业散布。这些方法的主要缺点为：1、土地资源匮乏，可供填埋的场地十分有限，若当地水文和地形条件比较差，填埋产生的渗滤液和臭气会污染地下水，导致深水资源的污染及生理疾病的传播；2、焚烧投资和操作费用较高，而且现有设备在焚烧过程中产生的飞灰、炉渣和烟气会对大气环境造成二次污染，焚烧还会导致污泥中的有用成分得不到充分的利用；3、海洋倾倒处理导致大面积的海域受污染，最终导致整个海洋生态系统遭到破坏；4、由于污泥中存在致病微生物和高浓度有毒金属，严重限制作为复合肥料的农业散布。

此外，由于人类对环境的破坏干预，导致水藻出现高峰值，破坏生物生活规律，使有益菌无法正常生活，起不到净化作用，无法抑制藻类生长，藻类无限制地繁殖，造成溶氧量很低，好氧菌被抑制。而兼性菌和厌氧菌的食物被污染物限制，无法正常生理活动，处于休眠状态。各种藻类菌无限繁殖，形成藻垫。

富营养化水体可以向水体中的菌群提供生活条件，藻菌得到营养后开始繁殖形成菌丝，另外，产气菌形成气泡附着在菌丝下，将藻托浮在水面，形成藻垫。产气菌形成的气泡由水底向水面运行，由于摩擦产生电子，达到水面破裂从而形成氧化过程，使得碳和氮被氧化形成硝酸盐，碳水化合物沉入水底，在菌物的作用下进行分解。菌物的分泌物可以将硝酸盐、亚硝酸盐分解成水和二氧化碳气体，如此反复，水体中的氮、碳被降解，而氧含量增加。

传统污水处理工艺的出水还存在中水反弹问题，这是因为中水所含的氮、碳较高，一般在第5～15天开始反弹。由于中水中没有反硝化菌的存在，造成副产物还原并排放到下游，所以下游的水也随之成为富营养化。这是转化不彻底所造成的后果。

由于生物具有可复制性，目前使用的大部分为复制品，然而，这些复制品存活时间短、抗负荷差、污水反弹率高、原生菌数低、繁殖慢，一般60天完成一个周期、菌落数低、培养基以葡萄糖为主，而由于污泥的主要底物是腐殖质，这类生物对污泥起不到降解作用。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，采用CTR技术(即凯特琳技术)将自然界的有益菌进行互利组合，互利共存，从而对污水污泥进行生物立体净化。

自净化是这样的过程：净化初期，有益菌和有害菌的共同食物是水中所含的物质，主要是氮、碳、氧。有益菌在水体中数量大、繁殖快，可以迅速将营养物吞噬，阻断有害菌的食物链使其死亡，而死亡的菌物形成蛋白质、氨基酸又成为有益军团的食物。无形地形成了自然生物链：当水体净化后，富营养物质极少的情况下，军团相互竞争，保持最低量，并开始休眠期；当污染物二次来临时，休眠的菌物开始相互传递信号，使其迅速繁殖，开始吞噬食物。如此反复，达到自净化。

1.水体净化过程

由于污泥的营养极高，适合厌氧菌的生活环境。污泥的主要成分是植物粉末、粉尘、蛋白质等，除了对粉尘和大块的植物碎片无法消化，其余均被菌物吞噬、消化分解，形成自然生物化学反应。如此反复，使污泥缩小、净化。

兼性菌嗜好在水体中层生活，寻食物而活动，灵活性很强。水体含氧量较低时，它也可以完成净化过程。