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关于引用蚯蚓处理有机污水技术的可行性研究 2008年情报课题报告作者：王 丹郝 丹吴增炎王贵彬大庆石化公司水气厂关于引用蚯蚓处理有机污水技术的可行性研究摘 要： 本文介绍了新型污水处理工艺蚯蚓塔式生态滤池技术在处理有机污水、污泥工艺中的可行性。分析了该项新技术具有的生态效益及经济效益。蚯蚓生态滤池工艺高效节能，具有鲜明的“生态平衡”和“环境友好”技术特色，符合可持续发展的理念，具有技术经济竞争优势，环境效益比较显著，具有良好的实际应用前景。关键词：蚯蚓 蚯蚓生物滤池 污水 污泥51前言目前，我国水污染状况依然严峻，而常规污水处理技术大多以SBR、AAO、AO、CASS、CAST、氧化沟、活性污泥等方法为主,存在着基建投资大，运行费用高，维护管理复杂且污水处理效率低等问题，影响水污染治理的进度。另外，污水处理厂剩余污泥治理的现状更不乐观，首先污水厂只注重水质的达标排放，忽略了污泥的处理与处置，造成了严重的二次污染；其次污泥处理费用昂贵，约占污水处理厂总运行费用的20%50%，投资约占污水处理厂总投资的30%40%，而现有的污水处理设施中，污泥处理工艺和配套设施极不完善，有污泥稳定处理设施的不到25%，处理工艺和配套设备完善的不到10%。 原由法国智利等先开发利用的蚯蚓生物滤池(VBF)污水处理工艺是一种新型的污水处理技术，它具有处理工艺简单、处理效果好、规模灵活、二次污染少等优点。在国内，由同济大学污染控制与资源化国家重点实验室和上海市城市排水有限公司共同承担的处理城市污水研究项目，将蚯蚓引到城市污水处理池，使污水中含有的有机污染物被微生物和以污水中的悬浮物为主要食料的蚯蚓有效利用，形成一个“微生物蚯蚓生态滤池”系统，从而使水质得到净化，而蚯蚓粪便中的有机物和氮、磷、钾等又可作为微生物食科或作为高效农肥和土壤改良剂。经过两年多的努力已在上海曲阳污水厂取得中试研究成果，日前通过了由市科委组织的专家鉴定。 因此，研究引用蚯蚓处理有机污水技术的可行性，不但可以满足污水资源化、可持续发展的需要，还将对污水处理技术先进可靠、经济高效、管理方便、生态性的发展方向提供有力的技术保障。2蚯蚓生物滤池(VBF)废水处理技术蚯蚓微生物生态滤池是近年发展起来的新型生态污水处理技术。国内同济大学首先开展了相关的研究工作。与传统处理法相比, 该技术也是生物处理法, 只是活性污泥的处理用蚯蚓代替, 结合前处理-除渣、沈沙、除油后, 进入水解槽污泥过滤床, 截留污泥, 然后进入高负荷生物滤床, 滤水材料上加木屑等, 使消化污泥活性污泥在木屑上长生物膜, 蚯蚓来吃这层生物膜, 达到无污泥的完全生物转化。2.1蚯蚓生态滤池构造蚯蚓生态滤池由布水器、滤料床和沉淀室构成。布水器起到均匀布水的作用，蚯蚓主要活动在滤料层的表层，滤料表面还铺有一定厚度的植物性填料，它能够起到二次布水，缓解水力冲刷对蚯蚓的影响，还能起到遮光，缓解环境温度剧烈变化的作用，为蚯蚓的正常生存提供保障。进入蚯蚓生态滤池的污水经过蚯蚓等其他生物的吞食、降解和滤池的截流，进入滤池底部的沉淀室进行泥水分离，澄清的上清液作为系统总出水排出。污泥抽入蚯蚓滤床, 在滤料表面生成好氧厌氧生物膜当蚯蚓食物. 蚯蚓怕太湿的, 所以, 蚯蚓填料下置滤水砂石层。目前采用较为普遍的处理流程为： 废水除渣沈砂除油上流式填料水解酸化槽分配盘蚯蚓滤床生物高率滤床放流水22 蚯蚓及蚯蚓生态滤池工作原理蚯蚓属变温动物，喜欢吞食肥力高的有机腐殖质，喜潮湿和阴暗，其极限生存温度为335，2025是其生存的最适宜温度隅，最适宜蚯蚓活动的土壤含水量为2030 ，饲料含水量一般以6070最佳，如果蚯蚓长期处于渍水状态，就会出现逃逸甚至死亡的现象。广泛应用于环境污染生态治理中的蚯蚓主要为赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)，该蚓种繁殖快、趋肥性强，对环境温度及环境湿度的适应范围广。蚯蚓生态滤池采用现代生态设计理念，创造性地在污水处理反应器中引入蚯蚓物种延长和扩展了原有的微生物代谢链，强化了生态系统富集与扩散、合成与分解、拮抗与协同等多种自然调控作用。蚯蚓主要以污水中的悬浮物、生物污泥及部分微生物为食料，降解污染物质过程中所产生的蚓粪及蚯蚓磨碎的大块有机物，有利于微生物的生长繁殖，正是蚯蚓和微生物的这种协同共生作用，使蚯蚓生态滤床具有污水污泥同步高效处理的能力。蚯蚓在填料中穿梭觅食能增加滤池的氧含量，改善滤池内污泥积累 ，防止蚯蚓生存环境恶化；滤床中的蚓粪具有多孔带负电的性质能吸附污水中的有机物和NH4一N，能提高滤池的硝化能力，保证出水水质和污泥的减量化稳定化效果。2.3 蚯蚓生物滤池的应用在国外，日本于1970年代自美国取经养殖蚯蚓处理造纸污泥成功, 台湾也用于农业生产和环保应用。悉尼奥运会用蚯蚓处理垃圾, 苏联用蚯蚓处理城市污水处理厂污泥成功国内，同济大学首先开展了相关的研究工作，开发出适应我国国情的蚯蚓生态滤池，并已经经历了小试、中试及生产规模性试验。上海曲阳城市污水处理厂生态滤池处理应用于城市污水处理中，其工艺流程十分简单，它与普通活性污泥法相比，除了采用相同的粗、细格栅和沉砂池之外，生态滤池集初沉池、曝气池、二沉池、污泥回流设施、污泥处理设施等于一体，因而大幅度简化了污水处理流程。建设费用低只是常用活性污泥法的5060，能耗和运行费用只有活性污泥法的30左右，而且管理简单，一般只需定期检查滤池的滤水情况与观察蚯蚓种群的生活情况，可以采用简易的机械或人工方法刮除和筛除蚯蚓排泄物，一年只需清除两次。经过生态滤池处理的城市污水，其水质可以达到国家一级排放标准。污水的CODCr去除率为72.4；BOD5去除率为72.8；SS去除率为90.5。以粗木屑、泥炭、石英砂、谷壳为滤料，污水的CODCr去除率为80.5、BOD5去除率为87.5、SS去除率为93.2。3 蚯蚓生物链污泥技术处理蚯蚓土地处理系统是传统污水土地处理系统的大改进，它利用蚯蚓穿梭觅食的特性，强化了污染物降解效果，同时蚯蚓粪的特有性质还可以改善土壤的颗粒结构，提高土壤的通透性，提高污水土地处理系统的水力负荷和有机负荷。蚯蚓微生物生态滤池是近年发据相关资料显示，扬州市汤汪污水处理厂采用SBR改良型污水处理技术，设计污水处理总规模18万立方米/日，该厂污泥处理工艺为污泥浓缩离心脱水卫生焚烧。（与我厂剩余污泥处置方式相同）目前，日产污泥约35立方米，污泥含水率78%。污泥焚烧后处理成本为100元/吨左右。采用蚯蚓消化生活污泥方式，对周边土壤、水系和空气不产生二次污染，最终把污泥转化为蚯蚓和蚯蚓粪。经初步试验用蚯蚓消化生活污泥，每亩地每天消化污泥5吨，一亩地一次710天可处理45吨污泥，消化污泥一吨需要55元。4蚯蚓生态滤池的生态经济效益41 蚯蚓生态滤池出水的再生利用以同济大学研究开发的蚯蚓生态滤池生产性试验为例，蚯蚓生态滤池出水除NH 一N、TP、TN外，其余指标均可满足GB 189182002城镇污水处理厂污染物排放标准一级B排放标准，出水外观清澈，色度和浊度都很低，嗅觉无异味，具有较好的回用价值，能够达到GBT 189202002城市污水再生利用城市杂用水水质标准中城市绿化的要求。在农村或城镇郊区建立蚯蚓生态滤池更有优势，滤池出水可直接用于浇洒绿化带、花卉和灌溉农田，出水中少量蚓粪污泥还能够为植物提供肥料，变废为宝。42 蚯蚓生态滤池蚓粪污泥的资源化利用421 蚓粪污泥特性蚯蚓生态滤池污泥减量化效果显著，其减量率达405482，明显高于普通剩余污泥的减量率，不仅实现了减容，而且污泥内的生物固体含量也大大降低，真正实现了污泥减量化。滤床内部无明显的污泥积累现象，进水中的SS能及时被降解，不会滞留在滤床内发黑发臭而影响蚯蚓的正常生存。滤床出水SS、出泥VFA(挥发性脂肪酸)及出泥SVI值(污泥体积指数)均大大低于进泥，说明蚯蚓生态滤池污泥稳定化效果显著，出水及污泥均不易发黑发臭，减轻了对大气环境的污染，改善了污水厂附近环境。污泥比阻(SRF)和毛细吸水时间(CST)是评价污泥脱水性能的两个常用指标，SRF越小、CsT越短污泥的脱水性能越好。蚯蚓滤池处理后的蚓粪污泥性质和结构组成比进水均发生了较大变化，蚓粪污泥中水分比普通污泥的水分更容易与固体分离，从而使得蚓粪污泥的SRF、CST均有所降低，脱水性能大大改善，仅需简单的脱水工艺，就能达到较低的含水率。蚓粪污泥(起始浓度为224 gL)经05 h沉降后体积与经24 h沉降后体积相差不超过25 ，表明蚓粪污泥的沉降性能十分优异，与消化稳定污泥相当，可省去污泥浓缩单元，大大简化了处理流程。422 蚓粪污泥的农用蚓粪污泥的营养成分丰富，与养殖蚯蚓的蚯蚓粪成分相当。蚯蚓具有促进氮、磷循环的作用，使污泥中的总氮总磷向速效氮速效磷转化，提高了污泥的肥效，是一种优质高效的农用肥料和土壤改良剂。蚯蚓生态滤池出水菌群总数也大大小于进水，仅为85x10 个mL。相关试验表明，经蚯蚓生态滤池处理过的污泥除镍略高外，其他重金属含量均明显低于我国农用污泥酸性土壤最高允许含量，基本达到污泥农用的标准。由于该生产性蚯蚓生态滤池进水为合流污水，含有大量的工业废水，所以金属含量高，如果用于处理生活污水，重金属含量将更小，完全可以实现蚓粪污泥农用，达到资源化利用的目的。43 蚯蚓生态滤池的经济效益蚯蚓生态滤池可以实现污水和污泥同步高效处理，工艺流程十分简单，不需建设初沉池、二沉池和污泥浓缩池，除提升泵外不需要其他复杂的机械设备，不需要专业的技术人员维护，因此其基建投资费用、运行费用均明显低于传统二级生物处理工艺，非常适合于经济基础薄弱的中小城镇。5 蚯蚓生态滤池目前存在的问题（1）蚯蚓对环境湿度的要求较高，不能长期生存在滞水环境中，因此蚯蚓生态滤池的水力负荷低于传统的二级处理工艺，适合于中小型污水处理厂。（2）滤池要求进水有机负荷不能太大(COD200mgL)，因为当进水有机物高于蚯蚓的摄食能力时，积累在滤料中的有机物会腐败恶化蚯蚓生存环境，影响滤池的正常运行。（3）过低、过高的环境温度都不利于蚯蚓的生长，否则会降低蚯蚓活性，导致滤池出水水质及污泥处理效果变差。（4）滤池中的滤料是蚯蚓生存环境，对蚯蚓的活动有巨大的影响，因此最适的滤料类型及其粒径还需进一步优化。6 结束语蚯蚓生态滤池把蚯蚓引进到污水处理工艺中，人工强化了污水生物处理的生物链。实现了污水的清洁化目标，同时解决了常规工艺难以解决的污泥处置问题，是一项新型的环境友好的污水处理工艺。该处理工艺具有“三低二少一高”技术特色，即工程造价低，运行费用低，管理要