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摘要：污泥的处理和处置 ，就是要通过适当的技术措施 ，使污泥得到再利用或以某种不损害环境的形式重新返回到自然环境中。本文介绍了微型动物削减剩余污泥量的原理与作用，论述了活性污泥中微型动物的种类及应用，仅供与同仁交流。
关键词：微型动物；削减；剩余污泥量
【中图分类号】Q938.1
1.引言
城市污水和工業废水，在污水处理单元进行处理的过程中，都将产生各种污泥。污泥中的固体有的是截留下来的悬浮物质，有的是由生物处理系统排出的生物污泥，有的则是因投加药剂而形成的化学污泥。污水处理单元产生的污泥量约为处理水体积的0.5 %-1 %左右。这些污泥一般富含有机物、病菌等，若不加处理随意堆放，将对周围环境产生新的污染。
2.问题的提出
理论和实践发现，活性污泥中出现的微型动物种类和数量，往往和污水处理系统的运转情况有着直接或间接的关系，进水水质的变化、充氧量的变化等都可以引起活性污泥组成的变化，微型动物体积比细菌要大很多，比较容易观察和发现其微型动物的变化，因而可以作为污水处理的指示生物。
3.原理与作用分析
微型动物削减剩余污泥量的机理，是生态学的理论，食物链越长，能量在传递过程中被消耗的比例就越大，最终在系统中存在的生物量就越少。细菌、原生动物、寡毛类、线虫等各种生物，它们之间组成一条食物链。
原生动物在活性污泥中所起的作用，主要是：（1）促进絮凝和沉淀：污水处理系统主要依靠细菌起净化和絮凝作用，原生动物分泌的粘液能促使细菌发生絮凝作用，大部分原生动物如固着型纤毛虫本身具有良好的沉降性能，加上和细菌形成絮体，更提高了在二沉池的泥水分离效果。（2）减少剩余污泥：从细菌到原生动物的转换率约为0.5%，因此，只要原生动物捕食细菌就会使生物量减少，减少的部分等于被氧化量。（3）改善水质：原生动物除了吞噬游离细菌外，沉降过程中还会粘附和裹带细菌，从而提高细菌的去除率。原生动物本身也可以摄取可溶性有机物，还可以和细菌一起吞噬水中的病毒。
利用微型动物对污泥进行减量，可从三个方面着手探究：（1）利用微型动物在食物链中的捕食作用；（2）直接利用微型动物对污泥的摄食和消化，在减少污泥的容量的同时增加污泥的可溶性；（3）利用微型动物来增强细菌的活性或增加有活性的细菌的数量，从而增强细菌的自身氧化和代谢能力。
4.活性污泥中微型动物的种类分析
活性污泥中能见到的原生动物有220多种，其中以纤毛虫居多，可占70%～90%。在污泥培养初期或污泥发生变化时可以看到大量的鞭毛虫、变形虫。而在系统正常运行期间，活性污泥中微型动物以固着型纤毛虫为主，同时可见游动型纤毛虫类（草履虫、肾形虫、豆形虫、漫游虫等）、匍匐型纤毛虫类（栝纤虫、尖毛虫、棘尾虫等）、吸管虫类（足吸管虫、壳吸管虫、锤吸管虫等）等纤毛虫类。固着型纤毛虫类主要是钟虫类原生动物，这是在活性污泥中数量最多的一类微型动物，常见的有沟钟虫、大口钟虫、小口钟虫、累枝虫、盖纤虫、独缩虫等。
固着型纤毛虫类的沉渣取食方式可吞噬废水中的细小有机物颗粒、污泥碎屑和游离细菌，起到清道夫的作用，使出水更清澈。在正常情况下，固着型纤毛虫类体内有维持水分平衡的伸缩泡定期收缩和舒张，但当废水中溶解氧降低到lmg/L时，伸缩泡就处于舒张状态，不活动，因此可以通过观察伸缩泡的状况来间接推测水中溶解氧的含量。
活性污泥中除了上述仅有一个细胞构成的原生动物以外，尚有由多个细胞构成的后生动物，较常见的有轮虫（猪吻轮虫、玫瑰旋轮虫等）、线虫和瓢体虫等。轮虫也采用沉渣取食方式。因此，通常在废水处理系统运转正常、有机负荷较低、出水水质良好时，轮虫才会出现；但当废水处理系统因泥龄长、负荷较低导致污泥因缺乏营养而老化解絮后，轮虫会因为污泥碎屑增多而大量增殖。这时，轮虫数量过多又成为污泥老化解絮的标志。线虫在膜生长较厚的生物膜处理系统中会大量出现。
5. 微生物削减剩余污泥量的应用分析
5.1轮虫
Lee认为，相对原生动物而言，轮虫在削减剩余污泥量的过程中可能起着更大的作用，因为他发现当轮虫的数量占优势时，剩余污泥的产量最小。 Ghyoot 发现，由于丝状菌和鞭毛虫的过量生长，两段式系统有时会发生污泥膨胀，导致出水水质下降。应用两段式生物反应器或者直接向曝气池中投加微型动物以削减剩余污泥量在理论上是可行的，在试验中也取得了较为理想的结果。但是，由于这些研究尚处于起步阶段，要将这些观念和方法应用于具体的工程实践，仍有很多问题需要解决，例如，投加微型动物的量和投加方式，由于微型动物的活动引起的出水中N、 P浓度的升高，以及为了维持微型动物的生长所需的较高溶解氧等。
人们发现伴随着一种仙女虫（ Naiselinguis ） 大量发生，污泥的产量显著减少，用于曝气所需的能量也大大降低。Ratsak 发现，蚓类种群的大小与剩余污泥产量间有明显的关系。 但由于这些蚓类在曝气池中的数量变动剧烈，且没有规律，无法人为控制，所以还不能直接应用于生产实践。Rensink等向加有塑料载体的活性污泥系统中投入颤蚓（ Tubif icidae ） ，发现剩余污泥产量从 0.4gMLSS/gCOD降至0.15gMLSS/gCOD，污泥体积指数（SVI）从90 降至45 ，污泥的脱水能力提高了约 27%。
5.2红斑螵体虫
红斑螵体虫在活性污泥系统的曝气池中较为常见。根据已有文献报道，影响红斑螵体虫在曝气池中出现的操作因素有两方面：一是污泥龄（SRT） ，较短的SRT不能有效地保持红斑螵虫的存在；二是进水负荷，通常在负荷较低情况下容易出现原生动物和后生动物当每天排泥占反应器体积的36%左右时，可将每天新增的红斑螵体虫排出；而当反应器的排泥量>36%时，可能造成由于过量排泥使得虫体流失；当排泥量<36%时，则可以保证红斑螵体虫的生长。因此可以将36%作为增长率为 0.45d-1 时的排泥上限，即当红斑螵体虫的净增长率为0.45d-1时，SRT > 3d方可使红斑螵体虫保持在反应器中，而这在活性污泥处理系统中是容易做到的。在进水负荷<0.6mg2COD/（mgVSS·d） 时，对红斑螵体虫的出现没有大的影响，而当进水负荷>0.7 mgCOD/（mgVSS·d）后，可能会对红斑体虫的出现造成影响。 无论是两段式生物反应器还是直接向活性污泥系统中投入后生动物，均可降低剩余污泥产量，但是矿化作用使得氮和磷释放是一个尚待解决的问题。
5.3蚯蚓生态床
蚯蚓生态床处理剩余污泥，该过滤系统是一个具有多结构、多层次、各取所需、相互协同的生态网链，该生态网链中蚯蚓等微型动物和微生物对剩余污泥具有较强的广谱利用和分级利用功能，从而实现了剩余污泥较彻底的分解和转化利用由蚯蚓和微生物共同组成的人工生态系统对污水处理厂剩余污泥进行了为期半年的脱水和稳定处理，结果表明蚯蚓生态系统集浓缩、调理、脱水、稳定、处置和综合利用等多种功能于一身： ①蚯蚓和微生物将污泥作为生长营养源，对其进行分解和吸收； ②蚓粪是高效农肥和土壤改良剂；③在生态床中增殖的蚯蚓具有重要的饲料和药用价值。 剩余污泥经蚯蚓污泥稳定床处理后，可全部被生态系统吸收利用和转化，具有流程简单、管理方便、无二次污染、造价和运行费用低廉、副产物具有经济利用价值等特点。生态滤床构造十分简单，因此其工程造价将比常规的污泥处理和处置设施大幅度减少，其运行费用亦十分低廉。据估算，生态滤床处理剩余污泥的工程造价和运行费用可比常规方法大幅度节省，具有工程应用潜力。
6.结束语
总之，根据生物处理工艺中微生物代谢特性，剩余污泥的产量与微生物利用有机物合成自身的作用、内源呼吸作用以及微型动物对细菌捕食作用有关。是否还有其他微型动物可以应用，如轮虫、线虫或者别的寡毛蚓类，投放的微型动物与所处理的污水类型有没有关系，以及有没有更简单高效的微型动物哺育系统，这些都是将来需要深入研究的问题。由于这些研究尚处于起步阶段，要将这些观念和方法应用于具体的工程实践，仍有很多问题需要解决。今后，对国内污泥减量技术的研究，本人还将不断探索和加强理论学习。
关键词：微型动物；削减；剩余污泥量
【中图分类号】Q938.1
1.引言
城市污水和工業废水，在污水处理单元进行处理的过程中，都将产生各种污泥。污泥中的固体有的是截留下来的悬浮物质，有的是由生物处理系统排出的生物污泥，有的则是因投加药剂而形成的化学污泥。污水处理单元产生的污泥量约为处理水体积的0.5 %-1 %左右。这些污泥一般富含有机物、病菌等，若不加处理随意堆放，将对周围环境产生新的污染。
2.问题的提出
理论和实践发现，活性污泥中出现的微型动物种类和数量，往往和污水处理系统的运转情况有着直接或间接的关系，进水水质的变化、充氧量的变化等都可以引起活性污泥组成的变化，微型动物体积比细菌要大很多，比较容易观察和发现其微型动物的变化，因而可以作为污水处理的指示生物。
3.原理与作用分析
微型动物削减剩余污泥量的机理，是生态学的理论，食物链越长，能量在传递过程中被消耗的比例就越大，最终在系统中存在的生物量就越少。细菌、原生动物、寡毛类、线虫等各种生物，它们之间组成一条食物链。
原生动物在活性污泥中所起的作用，主要是：（1）促进絮凝和沉淀：污水处理系统主要依靠细菌起净化和絮凝作用，原生动物分泌的粘液能促使细菌发生絮凝作用，大部分原生动物如固着型纤毛虫本身具有良好的沉降性能，加上和细菌形成絮体，更提高了在二沉池的泥水分离效果。（2）减少剩余污泥：从细菌到原生动物的转换率约为0.5%，因此，只要原生动物捕食细菌就会使生物量减少，减少的部分等于被氧化量。（3）改善水质：原生动物除了吞噬游离细菌外，沉降过程中还会粘附和裹带细菌，从而提高细菌的去除率。原生动物本身也可以摄取可溶性有机物，还可以和细菌一起吞噬水中的病毒。
利用微型动物对污泥进行减量，可从三个方面着手探究：（1）利用微型动物在食物链中的捕食作用；（2）直接利用微型动物对污泥的摄食和消化，在减少污泥的容量的同时增加污泥的可溶性；（3）利用微型动物来增强细菌的活性或增加有活性的细菌的数量，从而增强细菌的自身氧化和代谢能力。
4.活性污泥中微型动物的种类分析
活性污泥中能见到的原生动物有220多种，其中以纤毛虫居多，可占70%～90%。在污泥培养初期或污泥发生变化时可以看到大量的鞭毛虫、变形虫。而在系统正常运行期间，活性污泥中微型动物以固着型纤毛虫为主，同时可见游动型纤毛虫类（草履虫、肾形虫、豆形虫、漫游虫等）、匍匐型纤毛虫类（栝纤虫、尖毛虫、棘尾虫等）、吸管虫类（足吸管虫、壳吸管虫、锤吸管虫等）等纤毛虫类。固着型纤毛虫类主要是钟虫类原生动物，这是在活性污泥中数量最多的一类微型动物，常见的有沟钟虫、大口钟虫、小口钟虫、累枝虫、盖纤虫、独缩虫等。
固着型纤毛虫类的沉渣取食方式可吞噬废水中的细小有机物颗粒、污泥碎屑和游离细菌，起到清道夫的作用，使出水更清澈。在正常情况下，固着型纤毛虫类体内有维持水分平衡的伸缩泡定期收缩和舒张，但当废水中溶解氧降低到lmg/L时，伸缩泡就处于舒张状态，不活动，因此可以通过观察伸缩泡的状况来间接推测水中溶解氧的含量。
活性污泥中除了上述仅有一个细胞构成的原生动物以外，尚有由多个细胞构成的后生动物，较常见的有轮虫（猪吻轮虫、玫瑰旋轮虫等）、线虫和瓢体虫等。轮虫也采用沉渣取食方式。因此，通常在废水处理系统运转正常、有机负荷较低、出水水质良好时，轮虫才会出现；但当废水处理系统因泥龄长、负荷较低导致污泥因缺乏营养而老化解絮后，轮虫会因为污泥碎屑增多而大量增殖。这时，轮虫数量过多又成为污泥老化解絮的标志。线虫在膜生长较厚的生物膜处理系统中会大量出现。
5. 微生物削减剩余污泥量的应用分析
5.1轮虫
Lee认为，相对原生动物而言，轮虫在削减剩余污泥量的过程中可能起着更大的作用，因为他发现当轮虫的数量占优势时，剩余污泥的产量最小。 Ghyoot 发现，由于丝状菌和鞭毛虫的过量生长，两段式系统有时会发生污泥膨胀，导致出水水质下降。应用两段式生物反应器或者直接向曝气池中投加微型动物以削减剩余污泥量在理论上是可行的，在试验中也取得了较为理想的结果。但是，由于这些研究尚处于起步阶段，要将这些观念和方法应用于具体的工程实践，仍有很多问题需要解决，例如，投加微型动物的量和投加方式，由于微型动物的活动引起的出水中N、 P浓度的升高，以及为了维持微型动物的生长所需的较高溶解氧等。
人们发现伴随着一种仙女虫（ Naiselinguis ） 大量发生，污泥的产量显著减少，用于曝气所需的能量也大大降低。Ratsak 发现，蚓类种群的大小与剩余污泥产量间有明显的关系。 但由于这些蚓类在曝气池中的数量变动剧烈，且没有规律，无法人为控制，所以还不能直接应用于生产实践。Rensink等向加有塑料载体的活性污泥系统中投入颤蚓（ Tubif icidae ） ，发现剩余污泥产量从 0.4gMLSS/gCOD降至0.15gMLSS/gCOD，污泥体积指数（SVI）从90 降至45 ，污泥的脱水能力提高了约 27%。
5.2红斑螵体虫
红斑螵体虫在活性污泥系统的曝气池中较为常见。根据已有文献报道，影响红斑螵体虫在曝气池中出现的操作因素有两方面：一是污泥龄（SRT） ，较短的SRT不能有效地保持红斑螵虫的存在；二是进水负荷，通常在负荷较低情况下容易出现原生动物和后生动物当每天排泥占反应器体积的36%左右时，可将每天新增的红斑螵体虫排出；而当反应器的排泥量>36%时，可能造成由于过量排泥使得虫体流失；当排泥量<36%时，则可以保证红斑螵体虫的生长。因此可以将36%作为增长率为 0.45d-1 时的排泥上限，即当红斑螵体虫的净增长率为0.45d-1时，SRT > 3d方可使红斑螵体虫保持在反应器中，而这在活性污泥处理系统中是容易做到的。在进水负荷<0.6mg2COD/（mgVSS·d） 时，对红斑螵体虫的出现没有大的影响，而当进水负荷>0.7 mgCOD/（mgVSS·d）后，可能会对红斑体虫的出现造成影响。 无论是两段式生物反应器还是直接向活性污泥系统中投入后生动物，均可降低剩余污泥产量，但是矿化作用使得氮和磷释放是一个尚待解决的问题。
5.3蚯蚓生态床
蚯蚓生态床处理剩余污泥，该过滤系统是一个具有多结构、多层次、各取所需、相互协同的生态网链，该生态网链中蚯蚓等微型动物和微生物对剩余污泥具有较强的广谱利用和分级利用功能，从而实现了剩余污泥较彻底的分解和转化利用由蚯蚓和微生物共同组成的人工生态系统对污水处理厂剩余污泥进行了为期半年的脱水和稳定处理，结果表明蚯蚓生态系统集浓缩、调理、脱水、稳定、处置和综合利用等多种功能于一身： ①蚯蚓和微生物将污泥作为生长营养源，对其进行分解和吸收； ②蚓粪是高效农肥和土壤改良剂；③在生态床中增殖的蚯蚓具有重要的饲料和药用价值。 剩余污泥经蚯蚓污泥稳定床处理后，可全部被生态系统吸收利用和转化，具有流程简单、管理方便、无二次污染、造价和运行费用低廉、副产物具有经济利用价值等特点。生态滤床构造十分简单，因此其工程造价将比常规的污泥处理和处置设施大幅度减少，其运行费用亦十分低廉。据估算，生态滤床处理剩余污泥的工程造价和运行费用可比常规方法大幅度节省，具有工程应用潜力。
6.结束语
总之，根据生物处理工艺中微生物代谢特性，剩余污泥的产量与微生物利用有机物合成自身的作用、内源呼吸作用以及微型动物对细菌捕食作用有关。是否还有其他微型动物可以应用，如轮虫、线虫或者别的寡毛蚓类，投放的微型动物与所处理的污水类型有没有关系，以及有没有更简单高效的微型动物哺育系统，这些都是将来需要深入研究的问题。由于这些研究尚处于起步阶段，要将这些观念和方法应用于具体的工程实践，仍有很多问题需要解决。今后，对国内污泥减量技术的研究，本人还将不断探索和加强理论学习。