【摘要】：城市化的發(fā)展在今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)使化糞池糞便污泥造成的環(huán)境壓力日益增加。人工清掏費(fèi)時(shí)費(fèi)力,同時(shí)糞便污泥的填埋處置也會(huì)帶來(lái)二次污染問(wèn)題。因此,開(kāi)展化糞池糞便污泥的原位減量研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本論文運(yùn)用厭氧消化理論和生物強(qiáng)化污泥減量化技術(shù),首先探討了復(fù)合微生物制劑EM、HBH-Ⅱ和MCMP用于糞便污泥厭氧消化減量的可行性;其次研究了其用于糞便污泥厭氧消化減量的合適投加量,進(jìn)而研究了溫度和初始pH對(duì)其用于糞便污泥厭氧消化減量的影響;提出單因素減量效果最好的HBH-Ⅱ用于糞便污泥減量的最優(yōu)工藝條件,并運(yùn)用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術(shù)探討了加堿預(yù)處理與HBH-Ⅱ強(qiáng)化相結(jié)合技術(shù)對(duì)糞便污泥厭氧消化減量的微生態(tài)作用機(jī)理;最后分析了HBH-Ⅱ用于實(shí)際化糞池糞便污泥減量的作用效果和產(chǎn)生的效益。本研究為原位減少化糞池糞便污泥產(chǎn)量和提高化糞池的安全性能提供了一定的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。論文得到如下主要研究結(jié)果: ①研究了EM、HBH-Ⅱ和MCMP用于糞便污泥厭氧消化減量的可行性。經(jīng)過(guò)21天的厭氧消化,糞便污泥總固體(TS)、揮發(fā)性固體(VS)的減量效果、COD的去除效果及厭氧消化效率的增強(qiáng)作用均表現(xiàn)為:T1(直接投加復(fù)合微生物制劑) T2(巴氏滅菌后投加復(fù)合微生物制劑) CK(對(duì)照),且T1與CK和T2的TS、VS和COD去除率間的差異均達(dá)到極顯著水平(p0.01)。巴氏滅菌不會(huì)破壞糞便污泥本身的結(jié)構(gòu),各處理TS、VS和COD減量效果的差異主要是由反應(yīng)器中微生物的數(shù)量和種類(lèi)的不同造成的。外源EM、HBH-Ⅱ和MCMP與原糞便污泥體系中的土著微生物的聯(lián)合作用更有利于糞便污泥的厭氧消化減量,直接投加EM、HBH-Ⅱ和MCMP用于糞便污泥的原位減量均是切實(shí)可行的。 ②研究了EM、HBH-II和MCMP投加量(0~1.00%)對(duì)糞便污泥厭氧消化減量的影響。三試驗(yàn)組分別以投加0.01%的EM(E2)、0.05%的HBH-I(IH3)和0.01%的MCMP(M2)對(duì)TS和VS減量效果為最好。經(jīng)過(guò)20天的厭氧反應(yīng),E2、H3和M2的TS和VS的去除率分別為32.51%和42.34%、36.43%和49.11%、33.74%和46.05%。用于強(qiáng)化糞便污泥厭氧消化減量,EM、HBH-II和MCMP的合適投加量分別為0.01%、0.05%和0.01%。至20天反應(yīng)結(jié)束,投加EM、HBH-II和MCMP三試驗(yàn)組各處理的累積產(chǎn)氣量分別比對(duì)照(CK)的高60.74%~214.70%、93.91%~218.83%和50.78%~254.82%。EM、HBH-Ⅱ和MCMP在強(qiáng)化糞便污泥厭氧消化減量的同時(shí),也增加了厭氧消化的產(chǎn)氣量。在相同的投加量條件下,投加HBH-II的產(chǎn)氣量基本低于投加EM和MCMP的,所存在的安全隱患最小。EM、HBH-II和MCMP對(duì)糞便污泥厭氧消化減量的強(qiáng)化主要表現(xiàn)在投加菌種的前8天。在實(shí)際應(yīng)用中可以每周補(bǔ)投一次復(fù)合微生物制劑以提高糞便污泥減量效率。 ③研究了初始pH對(duì)EM、HBH-II和MCMP強(qiáng)化糞便污泥厭氧消化減量的影響。調(diào)節(jié)初始pH為9.0~10.0,EM、HBH-II和MCMP能極顯著強(qiáng)化糞便污泥厭氧消化對(duì)TS和VS的去除;而調(diào)節(jié)初始pH為5.0,則極顯著抑制其對(duì)TS和VS的去除。三試驗(yàn)組的TS和VS去除率分別以E-pH10、H-pH10和M-pH9的為最大。20天厭氧消化結(jié)束,E-pH10、H-pH10和M-pH9的TS和VS去除率分別達(dá)到36.69%和47.14%、43.03%和54.67%、40.70%和51.13%。調(diào)節(jié)初始pH為9.0~10.0均有利于EM、HBH-II和MCMP強(qiáng)化糞便污泥的厭氧消化減量。這一結(jié)論為加堿預(yù)處理與復(fù)合微生物強(qiáng)化相結(jié)合的糞便污泥厭氧消化減量提供了技術(shù)支撐。E-pH9、E-pH10、H-pH9和H-pH10達(dá)到TS和VS減量效果的同時(shí),產(chǎn)氣量也相對(duì)較少;而M-pH9的TS和VS減量效果雖然較好,但其產(chǎn)氣量也明顯增多,在實(shí)際應(yīng)用中要考慮投加MCMP帶來(lái)的沼氣中毒和爆炸等安全隱患的發(fā)生。 ④研究了溫度對(duì)EM、HBH-II和MCMP強(qiáng)化糞便污泥厭氧消化減量的影響。分別投加EM(0.01%)、HBH-II(0.05%)和MCMP(0.01%)的三試驗(yàn)組的TS和VS減量效果均表現(xiàn)為35℃時(shí)最好,45℃時(shí)次之,25℃時(shí)最差。在同一溫度水平條件下,按對(duì)TS和VS減量的增強(qiáng)效果大小排序?yàn)?HBH-IIMCMPEM。在35℃條件下,各試驗(yàn)組的累積產(chǎn)氣量表現(xiàn)為:MCMP EM HBH-II。 ⑤通過(guò)正交實(shí)驗(yàn),以TS、VS和COD去除率為指標(biāo),得到單因素試驗(yàn)中減量效果最好的HBH-Ⅱ強(qiáng)化糞便污泥厭氧消化減量的最佳工藝條件為:反應(yīng)溫度35℃、初始pH 10.0、HBH-Ⅱ投加量0.075%。在此條件下反應(yīng)20天,糞便污泥厭氧消化TS、VS和COD的去除率分別達(dá)到:50.26%、65.45%和58.51%。 ⑥利用PCR-DGGE技術(shù),分別對(duì)不投加(A)、直接投加0.075%的HBH-Ⅱ(B)和調(diào)節(jié)初始pH為10.0后投加0.075%的HBH-Ⅱ(C)三個(gè)糞便污泥厭氧消化反應(yīng)器中反應(yīng)前和反應(yīng)第八天的糞便污泥樣品進(jìn)行研究。反應(yīng)前,各反應(yīng)器的微生物群落間相似性指數(shù)(Cs)均較高(0.762~0.889),各反應(yīng)器糞便污泥體系中的優(yōu)勢(shì)菌種沒(méi)有發(fā)生太大變化。反應(yīng)第八天,A和C以及B和C反應(yīng)器的Cs相對(duì)較低(0.727~0.750),說(shuō)明加堿預(yù)處理能明顯改變糞便污泥的微生物群落結(jié)構(gòu)。糞便污泥樣品中的21種優(yōu)勢(shì)菌與梭狀芽孢桿菌屬(Clostridium)、擬桿菌屬(Bacteroidetes)、不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)、厚壁菌門(mén)(Firmicutes)、葡萄球菌屬(Staphylococcus)和優(yōu)桿菌屬(Eubacterium)有較近的親緣關(guān)系;其中只有4個(gè)菌種在同源性分析和系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)上保持在很好的一致性,其與Acinetobacter、Clostridium和Bacteroidetes同屬,而其他的17個(gè)序列在系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)上均沒(méi)有找到與其親緣關(guān)系比較近的種。加堿預(yù)處理與HBH-II強(qiáng)化后,原糞便污泥和HBH-II中的專(zhuān)性產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌Clostridium和Bacteroides在糞便污泥體系中大量繁殖進(jìn)而形成優(yōu)勢(shì)種群,這解釋了該技術(shù)強(qiáng)化糞便污泥厭氧消化減量且同時(shí)降低沼氣產(chǎn)量的原因。 ⑦選擇HBH-II用于重慶市南坪某小區(qū)化糞池糞便污泥的原位減量。投加0.05%的HBH-II一個(gè)月后可以實(shí)現(xiàn)板結(jié)層厚度消減70%以上;同時(shí)原位投加HBH-II可以明顯減少化糞池沼氣產(chǎn)量。相比傳統(tǒng)的化糞池糞便污泥清掏和填埋處理,投加HBH-II對(duì)化糞池糞便污泥的原位減量可降低成本69.44%。同時(shí),投加HBH-II對(duì)化糞池糞便污泥的原位減量具有很好的環(huán)境效益和社會(huì)效益。
【圖文】：

各處理糞便污泥樣品 PCR 產(chǎn)物的 DGGE 電泳結(jié)果如圖7.2 所示。圖 7.2 結(jié)果表明，厭氧消化開(kāi)始前，1#、2#和 3#樣品分離出的條帶數(shù)分別為 10 條、8 條和 13 條。直接投加 0.075%的 HBH-II（2#）后，原來(lái)糞便污泥中占優(yōu)勢(shì)的菌種 W6 和 W13 條帶消失了，說(shuō)明這些種群容易受到投加的外源 HBH-II中某些微生物的影響而被淘汰。2#樣品中并沒(méi)有檢測(cè)到 1#樣品中沒(méi)有的微生物；說(shuō)明HBH-II中與原糞便污泥中不同種類(lèi)的菌種不能在糞便污泥體系內(nèi)繁殖成為優(yōu)勢(shì)菌。加堿調(diào)節(jié)初始 pH 為 10.0 后投加 0.075%的 HBH-II（3#）能明顯增強(qiáng)糞便污泥體系的微生物多樣性，W5、W14 和 W15 代表的微生物在 3#樣品中得到有效富集，而其在 1#和 2#糞便污泥樣品中幾乎看不到。通過(guò) 1#~3#樣品中各條帶信號(hào)的強(qiáng)弱還可看出，W-4、W-7 和 W-18 代表的微生物在反應(yīng)器 C 中可視為頂級(jí)優(yōu)勢(shì)群落，而在反應(yīng)器 A 和 B 中只是一般的優(yōu)勢(shì)群落。由此推測(cè)

114圖7.3 厭氧消化糞便污泥中優(yōu)勢(shì)菌的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)Fig. 7.3 Phylogenetie tree of the dominant bacteria in anaerobic digestion nightsoil sludge7.3 本章小結(jié)① DGGE 的DNA 指紋圖譜顯示，直接投加外源HBH-II后，厭氧消化反應(yīng)器第10期 宋珍霞：城市化糞池糞便污泥微生物減量技術(shù)及機(jī)理?
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：X703

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 閆亞男;張列宇;席北斗;侯明;夏訓(xùn)峰;熊瑛;;改良化糞池/地下土壤滲濾系統(tǒng)處理農(nóng)村生活污水[J];中國(guó)給水排水;2011年10期

2 翟建玲;;談化糞池的應(yīng)用與發(fā)展[J];山西建筑;2011年26期

3 周穎;尹昌斌;程磊磊;;農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用的補(bǔ)償機(jī)制實(shí)證研究——以云南省大理州洱源縣農(nóng)戶(hù)調(diào)查為例[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展;2011年04期

4 李卉;蘇保林;張倩;袁軍營(yíng);羅運(yùn)祥;;平原河網(wǎng)地區(qū)農(nóng)村生活污染入河機(jī)制[J];生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào);2011年04期

5 何偉嘉;崔愛(ài)軍;;紅河哈尼族村寨基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃中生態(tài)型工作思路與技術(shù)對(duì)策[J];住區(qū);2011年03期

6 沈泰峰;;厭氧濾池+人工濕地污水處理工藝在農(nóng)村污水治理的應(yīng)用[J];江西建材;2011年02期

7 唐璐;劉慕凡;;高速公路服務(wù)區(qū)污水處理回用工程實(shí)踐[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2011年S1期

8 段海霞;班福忱;曲家惠;李永軍;;MBBR—BAC—ClO_2工藝處理醫(yī)院廢水工程實(shí)踐[J];工業(yè)水處理;2011年05期

9 楊賢;;農(nóng)村生活污水處理模式探析[J];北京農(nóng)業(yè);2011年15期

10 蔣海妹;;長(zhǎng)豐縣宋崗村生活污水生態(tài)處理工程介紹[J];安徽建筑;2011年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 紀(jì)忠義;;遼寧省科技成果“節(jié)水環(huán)保型三格化糞池式農(nóng)村戶(hù)內(nèi)衛(wèi)生廁所”[A];預(yù)防醫(yī)學(xué)學(xué)科發(fā)展藍(lán)皮書(shū)·2008卷[C];2008年

2 代興碧;牟李紅;何愛(ài)華;趙力;吳光榮;李平;張雍;馮長(zhǎng)艷;鐘慧云;;農(nóng)村三格化糞池后糞水處理方法的現(xiàn)場(chǎng)研究[A];2008農(nóng)村改水改廁學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

3 趙國(guó)軍;;關(guān)于傳統(tǒng)化糞池與整體化糞池的性能分析[A];土木建筑學(xué)術(shù)文庫(kù)（第8卷）[C];2007年

4 馬志毅;杜伯文;張紹怡;;再論化糞池的設(shè)置[A];中國(guó)城市建設(shè)與環(huán)境保護(hù)實(shí)踐——城市建設(shè)與環(huán)境保護(hù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];1997年

5 劉曉東;;住宅小區(qū)排水系統(tǒng)堵塞原因及其對(duì)策[A];全國(guó)給水排水技術(shù)信息網(wǎng)2009年年會(huì)論文集[C];2009年

6 劉英;郭純青;;農(nóng)村污水處理方法及區(qū)域模式淺談[A];2010中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(第一卷)[C];2010年

7 莫蘋(píng);;高速公路服務(wù)區(qū)污水處理技術(shù)研究[A];2010中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(第三卷)[C];2010年

8 肖永平;;厭氧消化處理工程在院校領(lǐng)域的應(yīng)用[A];中國(guó)水污染治理技術(shù)裝備論文集（第十七期）[C];2011年

9 宋保平;鄭艷俠;趙旭陽(yáng);;西柏坡村鎮(zhèn)水環(huán)境現(xiàn)狀與治理對(duì)策[A];第六屆河北省社會(huì)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文專(zhuān)輯[C];2011年

10 馬彰原;;華德微濾中空膜濾片過(guò)濾材料在市政用水方面的研究和應(yīng)用[A];2010年膜法市政水處理技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 徐德軍 首席記者 唐鳳來(lái);一個(gè)掏糞工27年的堅(jiān)守[N];牡丹江日?qǐng)?bào);2011年

2 莊磊;建筑配套環(huán)保化糞池[N];中國(guó)環(huán)境報(bào);2011年

3 記者 左聰　通訊員 江藝華;郭家灣實(shí)施“三格式化糞池”改造[N];黃石日?qǐng)?bào);2008年

4 記者 曲倩影;化糞池何時(shí)不再“腸梗阻”[N];南昌日?qǐng)?bào);2008年

5 記者 羅蕓;北部新區(qū)化糞池監(jiān)控經(jīng)驗(yàn)在全國(guó)推廣[N];重慶日?qǐng)?bào);2009年

6 唐太榮;“整臟治亂”出實(shí)招 小區(qū)大院變了樣[N];畢節(jié)日?qǐng)?bào);2009年

7 記者 秦雷;哈爾濱民警縱身跳進(jìn)化糞池擒獲持槍劫匪[N];人民公安報(bào);2010年

8 侯橋發(fā);環(huán)北創(chuàng)建辦積極為民辦實(shí)事[N];銅仁日?qǐng)?bào);2008年

9 劉攀　本報(bào)記者 李傳君;大家一起干 不怕環(huán)境治不好[N];四川日?qǐng)?bào);2011年

10 記者 支林飛;美國(guó)電視節(jié)目淪為“化糞池”[N];新華每日電訊;2001年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 宋珍霞;城市化糞池糞便污泥微生物減量技術(shù)及機(jī)理研究[D];重慶大學(xué);2009年

2 管宏友;三峽庫(kù)區(qū)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的供給研究[D];西南大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 谷偉;復(fù)合微生物制劑應(yīng)用于化糞池污泥減量的實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2010年

2 王琛;基于ZigBee的化糞池遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];重慶大學(xué);2010年

3 孫錦華;清潔發(fā)展機(jī)制項(xiàng)目研究與案例分析[D];大連海事大學(xué);2008年

4 彭利英;砌體圓拱式化糞池的受力性能分析及研究[D];湖南大學(xué);2006年

5 楊仙娥;西安市城市污水變化特性分析及規(guī)律研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2010年

6 方德瓊;山地城市污水管道中有害氣體的檢測(cè)及分布規(guī)律研究[D];重慶大學(xué);2012年

7 趙丙良;糞尿廢水的單獨(dú)厭氧處理試驗(yàn)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2011年

8 鄒建勇;溝渠生態(tài)系統(tǒng)處理三峽庫(kù)區(qū)小城鎮(zhèn)生活污水的可行性研究[D];重慶大學(xué);2010年

9 嚴(yán)雪梅;糞便消化污水的處理研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

10 李楠;土地處理技術(shù)凈化分散型生活污水及新型填料對(duì)磷吸附研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：2637932