芽孢杆菌属在污泥处理中的应用研究

1、西南科技大学本科生毕业论文芽孢杆菌属在污泥处理中的应用研究摘要：目的：通过添加芽孢杆菌提高污泥堆肥质量，使污泥变为微生物有机肥。方法：利用地衣芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、高产淀粉酶枯草芽孢杆菌、高产纤维素酶枯草芽孢杆菌4种芽孢杆菌菌种，按0%、5%、10%的3种剂量的不同投加比例组合对污泥进行需氧堆肥的正交试验，考察分析堆体表观状态、温度、pH、有机质、全氮磷钾含量、蛔虫卵死率、粪大肠菌群是否能够达到微生物有机肥标准并得出最佳的组合。结果：各组合均对堆肥指标有一定影响，能够不同程度的改善表观状态、加速有机质的降解，固定氮，释放磷和钾，提升蛔虫卵死亡率、减少粪大肠菌群数。结论：接种剂量和菌种为10%

2、多粘芽孢杆菌、10%高产淀粉酶枯草芽孢杆菌、10%高产纤维素酶枯草芽孢杆菌的组合最有利于污泥堆肥，但蛔虫卵死亡率、粪大肠菌群并没有达到微生物有机肥的标准。关键词：污泥； 芽孢杆菌属； 堆肥； 微生物有机肥目 录摘要Abstract第1章 绪论11.1 国内外污泥处理的主要方法和技术比较11.1.1 农用11.1.2 填海21.1.3 焚烧21.1.4 填埋21.2 堆肥31.2.1堆肥的简介21.2.2堆肥的原理31.2.3影响堆肥的因素31.3 微生物有机肥51.3.1微生物有机肥的进展51.3.2微生物有机肥的特点51.4 芽孢杆菌属61.4.1枯草芽孢杆菌功能71.4.2实验菌株71.5

3、 研究目的及意义7第2章 材料与方法92.1 材料92.1.1复合微生物菌剂92.1.2 污泥92.1.3 药品92.1.4 试剂92.1.5 主要仪器设备102.2 方法102.2.1复合枯草芽孢杆菌的制备102.2.2污泥的采集及前处理102.2.3污泥接种芽孢杆菌的堆肥正交试验102.3 堆肥指标及测定方法112.3.1外观测定112.3.2温度测定112.3.3水分含量测定-红外烘箱法112.3.4酸碱度的测定- 精密pH试纸法122.3.5有机质含量测定-重铬酸钾容量法122.3.6样品消化-硫酸和过氧化氢消煮法122.3.7全氮含量测定-凯氏定氮法122.3.8全磷含量测定-偏钼磷

4、黄光吸光度法132.3.9蛔虫卵死亡率的测定132.3.10粪大肠菌群的测定14第3章 结果与分析163.1 外观163.2 温度163.3 pH值163.4 含水率173.5 有机质含量173.6 全氮含量183.7 全磷含量193.8 全钾含量213.9 蛔虫死亡率213.10 粪大肠菌群数22第4 章 结论与讨论4.1结论244.2 讨论254.2.1 温度和含水率的互相影响25 4.2.2 有机质测定方法的改良25 4.2.3 样品消化时注意的问题254.2.4 氮、磷测定时注意的问题26致 谢27参考文献28IV西南科技大学本科生毕业论文第1章 绪论目前世界上80以上的污水处理厂应用

5、的是活性污泥法处理污水，它最大的弊端就是处理污水的同时产生惊人的大量剩余污泥。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泥，污水处理厂产生的污泥量约为处理水体积的0.15%1%左右。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1。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。1.1 国内外污泥处理的主要方法和技术比较目前，国内外污泥最终处置方式主要有：农用、填海、焚烧、填埋。1.1.1 农用由于污泥中含有大量植物生长所必需的肥分（N、P、K）

6、、微量元素及土壤改良剂（有机腐殖质），所以污泥脱水后堆肥农用是目前国内一些污水处理厂正在进行研究和开发的课题，也是最佳的污水污泥最终处置方法。但污泥中也含有对植物及土壤有危害作用的病菌、寄生虫卵、难降解有机物、重金属离子以及N、P的流失对地表水和地下水的污染，甚至可能含有一些致癌物质，因此，在作农用前，应进行堆肥处理以杀死病菌及寄生虫卵，同时还应去除这些有害物质。目前普遍的问题是检测手段跟不上要求，处理成本无法和经济效益相平衡，化肥的普遍应用造成销售市场难以开发等，这些使得此种处置方式尚未得到普遍的推广。我国有大量工业废水进入污水处理厂，污水中重金属离子约有50以上转移到污泥中，污泥中的重金属

7、离子含量一般都较高。为提高污泥的农用量可以采取一些措施：一是把污泥制成有机无机复合肥料，适当添加钾肥以补充污泥肥料中钾的不足，这样可以提高肥效降低有害物的含量；二是在经济政策上优惠使用污泥复合肥料的单位或个人，如免费提供试用肥料样品，免费为施用污泥复合肥料的区域或地块作土壤营养状况分析等。用污泥对农田、林地、草坪施肥或进行土壤改良以及用于市政绿化、育苗等，不仅可改善土壤的理化性质，增加土壤肥力，促进树木、花卉及草坪等的生长，而且可避免污泥中的重金属、有毒有机物因食物链的生物富集效应对人畜产生的危害，除此之外土壤的自净能力还可使污泥进一步无害化。因此土地利用是一种积极的、生产性的污泥处置方法。1

8、.1.2 填海沿海地区，尤其是有大江、大河入海口附近，可考虑把生污泥、消化污泥、脱水泥饼或焚烧灰渣投海。投海污泥最好是经过消化处理的污泥。投海方式可用管道输送或船运，其中管道输送较为经济。在污泥投海工程实施前，必须搞好投海区的选择（离海岸10km以外，水深25m左右），以保证海水的稀释与自净作用。污泥填海造地，应遵守下列要求：必须设护堤，渗水也必须集中进行处理，以防污泥和污水污染海水；污泥或灰渣中的重金属含量应符合填海造地标准。投放远洋虽可在短期内避免海岸线及近海受到污染，但其长期危害可能非常严重，因此，已被界上大多数国家所禁用。1.1.3 焚烧污泥中合有一定量的有机成分，经脱水干燥的污泥可用

9、焚烧处理。在日本，该方法巳占污泥处理总量的60以上、欧盟也在10以上。为防止焚烧过程中产生二噁英等有毒气体，焚烧温度应高于850。污泥焚烧所产生的焚烧灰具有吸水性、凝固性，因而可用于改良土壤、筑路等，也可作为砖瓦和陶瓷等的原料，另外，污泥灰也可以作为混凝土混料的细填料。将污泥转变成一种颗粒状燃料，可以很好燃烧，其热值和褐煤相当，燃烧释放的有害气体远低于焚烧过程，其残余物可用于建筑工业。污泥焚烧可以从废气中获得剩余能量，用来发电。在脱水污泥中加入引燃剂、催化剂、疏松剂和固硫剂等添加剂制成合成燃料，该合成燃料可用于工业和生活锅妒，燃烧稳定，热工测试和环保测试良好，是污泥有效利用的一种理想途径。污泥

10、焚烧效果好，焚烧产物既可用作新的产品原料，又可回收热能。国外已有较成熟经验和工艺，可以直接借鉴使用。但总体来说焚烧的成本最高（是其他工艺的2-4倍）。焚烧处置虽可使污泥体积大幅减小，且可灭菌，但焚烧设备的投资和运行费用都比较大。1.1.4 填埋污泥消化后经脱水再填埋是目前国内许多大型污水处理厂中常采取的方式，经过消化后的污泥有机物含量减少，性能稳定，总体积减少，脱水后作填埋处置是一种比较经济的处理方式。由于消化装置工艺复杂、一次性投资大、运行操作难度大，实际运行经验表明往往难以达到预期的效果。况且脱水污泥含水率大大高于普通生活垃圾卫生填埋场所要求的30含水率，因此需再经处理才能送生活垃圾填埋场

11、填埋；或者设置专用的污泥填埋场，根据污泥的含水率及力学特性等因素进行专门填埋，但此法有占地较大、选址受阻及存在二次污染隐患等缺点。污泥填埋的操作要求与垃圾填埋相似。污泥填埋场的渗滤液属高浓度有机污水，必须集中加以处理；污泥填埋场四周应设围栏，并采取相应的防蚊蝇、防鼠措施，未经干燥焚烧处理的污泥，宜小规模分层填埋，生污泥泥层厚度应高产淀粉酶枯草芽孢杆菌地衣芽孢杆菌多粘芽孢杆菌。表3-2结果表明：堆肥原料的有机质含量为46.14%，随着堆肥化的进行，堆体中的有机物质逐渐被微生物降解，有机质含量减少，到堆肥稳定期时，堆肥物料有机质含量最低为30.94。 有机质的含量在堆肥后较堆肥前均有所减少，说明加

12、入的菌剂均能起到一定降解有机质的作用，但由菌剂投加比例组合不同造成有机质减少的幅度不同。其中第三组污泥堆肥后有机质含量最少，即减少幅度最大的一组，说明第三组复合微生物菌剂对污泥堆肥中有机质降解的影响最大；第一组为堆肥后的空白对照，没有添加任何微生物菌剂，是有机质减少幅度最小的一组，但较堆肥前有机质含量仍然有所降低，说明污泥中自身含有有益菌在堆肥过程中可降解有机质。有机质含量从低到高的组合依次是348726591。3.6 全氮含量样品的全氮含量以样品的质量百分数表示，按下式计算：全氮（N），% = c（V-V0）0.014D100/m式中：c酸标准溶液的浓度，mmol/mL；V试液滴定消耗标准酸

13、溶液的体积，mL；V0空白滴定消耗标准酸溶液的体积，mL；0.014氮的毫摩尔质量，g/mmol；D分取倍数，定容体积/分取体积，100/50；m称取风干试样质量，g。表3-3 污泥堆肥前后全氮含量编号硫酸用量平均值(mL)全氮（N）含量(%)16.12.8426.83.1637.53.4947.03.2457.13.3166.32.9377.33.3786.53.0296.63.07对照6.02.76空白0.1氮素是有机肥力中最活跃的因素之一 ，也是衡量肥料养分的一个重要指标。表3-3结果表明：全氮含量在堆肥后较堆肥前均有所增加，说明加入的菌剂均能起到一定保存和转化氮的作用，但由菌剂投加比例

14、组合不同造成全氮含量增加的幅度不同。其中第三组污泥堆肥后全氮含量增加最多，即增加幅度最大的一组，说明第三组复合微生物菌剂对污泥堆肥中氮含量保存和转化的影响最大；第一组为堆肥后的空白对照，没有添加任何微生物菌剂，是全氮含量增加幅度最小的一组，但较堆肥前全氮含量仍然有所增加，说明污泥中自身含有有益菌在堆肥过程中可固定和转化氮。全氮含量从低到高的组合依次是375429861。3.7 全磷含量样品的全磷含量以样品的质量百分数表示，按下式计算：全磷（P2O5），% = cVD2.2910-4/m 式中：c由回归方程求得显色液磷浓度，g/mL；V显色体积，50mL；D分取倍数，定容体积/分取体积，100/10；m风干称取试样质量，g；2.29将P换算成P2O5的因数；10-4将g/g换算为质量百分数的因数。图3-1磷标准溶液吸光度曲线表3-4 污泥堆肥前后全磷含量编号吸光度平均值对应的磷浓度(g.mL-1)全磷（P2O5）含量(%)10.0245.5352.1120