医院污水膜生物反应器剩余污泥的消毒研究

摘要

膜生物反应器(membrane bioreactor，MBR)对医院污水具有很好的处理效果，且具有物理消毒作用。由于微滤膜的高效分离功能，病原微生物被截留在反应器内，因此MBR污泥的消毒工艺十分重要。本课题针对这一问题，以MBR产生的剩余污泥(混合液)为研究对象，研究了污泥的特性，使用过氧乙酸(PAA)作为消毒剂，探讨了其消毒效果及机理。
　　 实验发现：MBR实现了对医院污水中病原微生物的有效去除。但排出的污泥中积聚了大量的微生物，其含量远远大于进水中的微生物含量。为了更准确的使用平皿计数法测定污泥中的细菌含量，本文中使用一种表面活性剂将污泥絮体中的微生物提取到上清液中。对该方法进行5次试验，结果显示：平均提取率达80％以上，最高可达97％。所以在本研究中，采用该方法来检测污泥中的细菌总数。
　　 同时，研究了投加浓度和接触时间对PAA消毒效果的影响，结果表明：消毒过程都出现明显的“拖尾现象”；当PAA投加浓度为400 mg/L，接触时间为1h时，污泥中的细菌总数为112 CFU/mL，总大肠菌群数为91 MPN/100mL，粪大肠菌群数为12 MPN/100mL(81.4 MPN/g干污泥)，达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)中的要求。在投加浓度一定时，接触时间越长，杀菌率越高。当过氧乙酸投加量为400 mg/L，接触时间为3 h时，粪大肠菌群未检出；当过氧乙酸投加量为600 mg/L，接触时间为3 h时，细菌总数、总大肠菌群、粪大肠菌群均未检出。以细菌和粪大肠菌群为微生物指标，Collins-selleck模型对消毒过程拟合效果较好。此外，pH和过氧化氢均对过氧乙酸的消毒效果做出了贡献。
　　 由于过氧乙酸的消毒成本比传统氯消毒高，为减小工程应用时的费用，对30 min沉降后的污泥进行了消毒研究，结果表明：在SV30为37％时，待消毒的污泥体积可减少63％，PAA投加量也相应减少。当投加量为400 mg/L的，接触时间为1 h时，消毒后污泥中粪大肠菌群数为69 MPN/g干污泥，可以达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)的要求。在实际应用中，将MBR排出污泥沉降后，使上清液回流至反应器内，仅对沉降污泥做消毒处理。这样既节省了PAA的费用，还可以减小消毒池的容积，降低建造费用和占地面积。