王青耀 博士 1 簡介 該簡介是對日本環(huán)境省委托日本國際善鄰協(xié)會環(huán)境推進(jìn)中心所做調(diào)查的介紹。該調(diào)查的報(bào)告是在2001年完成的，其目的是調(diào)查日本的分散型水質(zhì)凈化技術(shù)（RBS技術(shù)）在中國的適用性。調(diào)查的內(nèi)容包括：
1、調(diào)查中國遼河流域的某項(xiàng)目單位的排水的水質(zhì)污染實(shí)際情況。
2、在中國遼寧省鞍山市立山區(qū)沙河鄉(xiāng)的天意養(yǎng)豬場設(shè)置RBS污水處理系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置。
規(guī)模：日處理60立方米污水
功能：處理高濃度有機(jī)廢水（BOD為5800mg/l）
3、在項(xiàng)目單位在裝置設(shè)置后，開展了下述證實(shí)調(diào)查：（1）開動污水處理裝置，進(jìn)行原水和處理水的水質(zhì)分析、凈化數(shù)據(jù)的收集；（2）對處理性能和環(huán)境影響等的技術(shù)性評價(jià)；（3）重要裝置的適合性；（4）與當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有技術(shù)的融合性。
以下是對RBS方法的介紹及其他污水處理工藝的比較。 2 關(guān)于RBS水質(zhì)自然凈化法 在自然界中，在一種作用稱為自然凈化作用。例如，土壤所具有的對污水的凈化就是其中之一。它利用的是土壤中土壤菌群的作用，而REACTOR-BIO SYSTEM（RBS、自然凈化法）技術(shù)就是把這樣一種作用轉(zhuǎn)化為人工的方式。它是通過在培養(yǎng)槽內(nèi)的反應(yīng)器中培養(yǎng)菌類并使之活性化、從而更為有效、穩(wěn)定地發(fā)揮菌類的凈化能力的一種有效的污水處理系統(tǒng)。自1986年起在日本國內(nèi)建設(shè)了許多應(yīng)用該技術(shù)的處理廠，是一個有實(shí)際業(yè)績的技術(shù)。
2．1 自然凈化法的原理
標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法是通過好氧性微生物的作用，使有機(jī)物質(zhì)氣化、低分子化；與此相對，自然凈化法的原理是指在土壤中、即硅酸存在的厭氧（一部分為好氧）的條件下，根據(jù)土壤菌群的作用、通過發(fā)酵·酶催化反應(yīng)促進(jìn)高分子凝聚--即腐殖反應(yīng)，并將該反應(yīng)應(yīng)用于污水的凈化。
標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法與自然凈化法的處理工藝流程的比較如圖1年示。
內(nèi)水博士的"自然凈化法"的基本原理正是將腐殖反應(yīng)原理應(yīng)用于污水處理的實(shí)用性技術(shù)。即把有機(jī)廢水與通過土壤好氧菌、厭氧菌及兼性厭氧菌的作用生成的、包括含酚或酚基的化合物在內(nèi)的代謝產(chǎn)物相接觸、混合，通過它們的反應(yīng)生成生化污泥，這些污泥又與未反應(yīng)的有機(jī)物共同形成塊狀產(chǎn)物（即基本反應(yīng)1）。如果已被活性化的含硅酸鹽的物質(zhì)存在于反應(yīng)體系中，則會產(chǎn)生腐殖化反應(yīng)，以達(dá)到分子巨大化、污泥化（基本反應(yīng)2）。同時(shí)，通過代謝產(chǎn)物中所含的抗菌物質(zhì)的作用，抑制污水中大腸桿菌、腐爛菌等細(xì)菌的作用，并防止處理水或污泥的腐敗。
2．2 腐殖化的理論
科諾尼瓦（1976年）對于由地表供給的動、植物遺體等新鮮的營養(yǎng)源在土壤中的腐殖化過程，做了如下的描述。
1、動植物遺體的腐殖化過程首先從其組成成分分解為二氧化碳、水、氨及其他形式的無機(jī)物開始。
2、這些組成萬分將成為如下組成單位的供給源。
A）分解物（木質(zhì)素、丹寧、其他化合物形成的酚類化合物）
B）代謝物（酚類化合物）
由微生物利用碳水化合物生成。
C）分解物和再合成物（氨基酸和肽類）
由蛋白質(zhì)分解后的生成物，或微生物的代謝物
3、腐殖物質(zhì)生成的重要的一環(huán)是組成單位的縮合。通過酚氧化型酶的作用，酚經(jīng)半醌變?yōu)轷@一氧化作用而生成腐殖物質(zhì)，同時(shí)，也通過醌和氨基酸或肽類的相互作用而生成腐殖物質(zhì)。
4、在這些過程中，在各個環(huán)節(jié)縮聚作用相互密切關(guān)聯(lián)，不同的反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。
象這樣，有機(jī)物的腐殖化是：由于土壤微生物群的代謝機(jī)能和在促進(jìn)代謝機(jī)能中發(fā)揮極大作用的硅酸鹽的存在，在厭氧的條件下，生成芳香類物質(zhì)并高分子化，最終作為土壤的穩(wěn)定性物質(zhì)的一種腐殖。其生成過程如圖2所示。
林奇（1986年）認(rèn)為，土壤中芳香類的酸并不是以土壤中游離酸的形式聚集，而是在腐殖酸中聚合而存在，這些腐殖酸包括P-羥基安息香酸、香草酸、安息香酸、酚醋酸、4-酚醋酸、酚戊酮酸等。圖3表示了腐殖酸的生成過程。
腐殖反應(yīng)的進(jìn)行是伴隨硅酸鹽的參與方式、微生物的代謝作用及相的變化等的非常復(fù)雜的過程，其機(jī)理還不十分確切，但將整個過程統(tǒng)稱為腐殖反應(yīng)。
2．3 內(nèi)水理論與人工腐殖化反應(yīng)速度的提高
在自然狀態(tài)下的土壤中進(jìn)行的腐殖反應(yīng)通常需要幾年到幾十年時(shí)間，十分緩慢。如果應(yīng)用到今天的環(huán)境保護(hù)技術(shù)中，則效率極低。提高其反應(yīng)速度的技法是實(shí)用性自然凈化法處理技術(shù)、特別是污水處理等利用腐殖反應(yīng)的后期階段機(jī)理的技術(shù)的基礎(chǔ)部分。內(nèi)水博士的"自然凈化法"的理論是將這種技術(shù)實(shí)用化的理論，其基本原理已在前面做了論述。
內(nèi)水博士認(rèn)為，土壤菌群在其生息環(huán)境變化時(shí)，其代謝產(chǎn)物的組成也會發(fā)生變化。大體區(qū)分，在自然環(huán)境下（優(yōu)質(zhì)的土壤環(huán)境），代謝產(chǎn)物中包括酚類物質(zhì)；在人工環(huán)境下（與土壤分隔開來的混凝土槽等），生成分泌酚類物質(zhì)就十分困難（代謝線路的二重性）。
腐殖反應(yīng)利用的是因土壤菌群而分泌出來的酚類代謝產(chǎn)物的作用。為改變污水處理系統(tǒng)這一人工環(huán)境中的土壤菌群的代謝功能，使之從非酚類體系轉(zhuǎn)變?yōu)榉宇愺w系，需要誘導(dǎo)土壤菌群使之成為優(yōu)勢種并加以馴養(yǎng)（利用反應(yīng)器）--這是將腐殖反應(yīng)應(yīng)用于水處理的基礎(chǔ)技術(shù)。
這一理論應(yīng)用于自然凈化法水處理中，共有350處，只在本公司就有75處，積累了用以證明理論的相應(yīng)數(shù)據(jù)。
但是，對于微生物代謝等的科學(xué)的解釋，以污水處理為例，與好厭氧法脫磷的機(jī)理相同，尚未闡明的部分仍然很多，現(xiàn)階段只有通過實(shí)際裝置的數(shù)據(jù)來證明理論。其他很多已實(shí)際應(yīng)用的新技術(shù)中也常有類似的情況，即理論在應(yīng)用后才被證明，這也是闡明推理性科學(xué)技術(shù)的一個限度。
1、污泥的濃縮與分離
在污水中加入已活性化的土壤（腐殖粉末），使之與污染物質(zhì)結(jié)合成為污泥。為使這一腐殖化過程中的物質(zhì)盡快土壤化，需減小物質(zhì)分子或微生物細(xì)胞相互間的間隔，使反應(yīng)容易進(jìn)行（誘導(dǎo)操作）。
2、污泥的培養(yǎng)
將濃縮分離的污泥的一部分通過填充了腐殖球和活性硅酸鹽的反應(yīng)器，發(fā)生腐殖反應(yīng)。這時(shí)的物質(zhì)變化是有機(jī)物相互間的化學(xué)反應(yīng)，微生物根據(jù)環(huán)境的變化改變及微生物相。這是自然凈化法特有的操作（馴養(yǎng)操作）。
3、污泥的回送與攪拌
為了加快凈化的速度，把腐殖前驅(qū)物質(zhì)（回流污泥）送回污染物質(zhì)中并與之接觸；同時(shí)，為了達(dá)到分子·細(xì)胞水平上的平穩(wěn)的接觸，還需曝氣溫、攪拌。過度的曝氣是有害的。
2．4 反應(yīng)器填充物的用途
1、反應(yīng)器填充物的腐殖球是將腐殖前驅(qū)體進(jìn)行特殊的處理而成型的，其有機(jī)或無機(jī)成份洗提后對微生物群發(fā)生作用。 表1 腐殖球的成份分析結(jié)果| 成份 | 腐黑酸 | FULUVO | 腐殖酸 | | 無機(jī)物量（干物%） | 8．21 | 14．27 | 22．53 | | 有機(jī)物量（干物%） | 45．15 | 7．06 | 2．79 | | 合計(jì)（干物%） | 53．36 | 21．33 | 25．31 | 表2 腐黑酸、FULUVO、腐殖酸中的主要無機(jī)物成份| 成份 | 腐黑酸 | FULUVO | 腐殖酸 | 合計(jì) | | SiO2（干物%） | 30.74 | 10.64 | 2.32 | 43.7 | | Al2O3（干物%） | 6.65 | 0.51 | 0.44 | 7.6 | | Fe2O3（干物%） | 2.73 | 1.21 | 0.26 | 4.2 | 注）腐黑酸成份：堿提取物，可用酸沉淀的部分
FULUVO：堿提取物，不能用酸沉淀的部分 2、與標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法的洗提成份的比較效果概括如下：
?、?腐殖球的洗提液處理CODMn速度快，去除率也有所提高，抑制污泥的增殖，改善沉降性。作為腐殖球的無機(jī)洗提成份，SiO2、Al2(SO4)3、FeSO4·7H2O等有著很好的添加效果。
?、?SiO2可提高BOD的去除速度和去除率。
?、?SiO2有利于污泥的沉降。作為腐殖球的有機(jī)成份，腐黑酸、FULUVO、腐殖酸等有著很好的添加效果。
?、?腐黑酸成份可提高COD的去除速度和去除率。
?、?FULUVO有利于污泥的固結(jié)性。
?、?FULUVO成份和腐殖酸成份可帶來污泥減容的效果。
3、從反應(yīng)器洗提出的成份作用于微生物群，可以比標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法更好地誘導(dǎo)出硝化菌和脫氮菌的優(yōu)勢，并加以維持。
① 由于亞硝酸菌及硝酸菌處于優(yōu)勢，氨氮的硝化速度加快。這是抑制惡臭效果的根據(jù)。
② 脫氮菌也處于優(yōu)勢，根據(jù)硝化循環(huán)方式，可有效地進(jìn)行脫氮。 表3 細(xì)菌數(shù)測定實(shí)驗(yàn)結(jié)果| 細(xì)菌分類 | 腐殖添加污泥
CFU/g-MLSS | 活性污泥
CFU/g-MLSS | | 一般細(xì)菌 | 14.0×1011 | 7.7×1011 | | 好氧性從屬營養(yǎng)細(xì)菌 | 9.6×1010 | 3.2×1010 | | 放射菌 | 8.5×1010 | 4.7×1010 | | 亞硝酸菌 | 81.0×106 | 4.2×106 | | 硝酸菌 | 120.0×105 | 4.2×105 | | 脫氮菌 | 34.0×106 | 1.0×106 | | 硫酸還原菌 | 4.1×105 | 1.2×105 | | 硫酸氧化菌 | 9.1×1010 | 5.0×1010 | 4、自然凈化法--RBS的菌相
菌相的特定通常是在根據(jù)培養(yǎng)基的培養(yǎng)、對分離株采種而進(jìn)行。但下如有些學(xué)者所認(rèn)為的，在培養(yǎng)過程中最接近培養(yǎng)基的會增殖，因此不能表示實(shí)際狀態(tài)。這原本就是個難度大的命題。
但是，在白薯淀粉排水的培養(yǎng)效果下如表4所示，活性污泥法的構(gòu)成菌類為Staphylococcus, Coryneform, Micrococcus, Fflavobacterium；而自然凈化法的特征是Aeromonas, Acinetobacter的比率居前。雖然自然凈化法中未識別株很多，但仍可說明自然凈化法與標(biāo)準(zhǔn)活性污泥在微生物相上有不同之處。
另一方面，這種不同是由優(yōu)勢種的差異所引起的，從標(biāo)準(zhǔn)活性污泥轉(zhuǎn)換為RBS污泥其馴養(yǎng)期間至少也需約一個月，是十分緩慢的。 表4 白薯淀粉排水中菌相組成的比較| 自然凈化法 | 組成比% | 標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法 | 組成比% | | 1 Aeromonas sp.（通） | 10.6 | 1 Staphylococcus sp.（通） | 12.2 | | 2 Acinetobacter lwoffii（好） | 7.8 | 2 Coryneform bacteria（好） | 10.8 | | 3 ND | 7.2 | 3 ND | 10.4 | | 4 Coryneform bacteria（好） | 7.0 | 4 Micrococcus sp.（好） | 9.6 | | 5 Serratia lipuefaciens（通） | 6.8 | 5 Flavobacterium sp.（好） | 9.0 | | 6 ND | 6.8 | 6 Enterobacteriaceae（通） | 8.2 | | 7 Coryneform bacteria（好） | 6.7 | 7 Microcuccus sp.（好） | 7.7 | | 8 ND | 6.5 | 8 Micrococcus sp.（好） | 5.2 | | 9 ND | 5.7 | 9 Candida sp.（酵母） | 3.0 | | 10 Micrococcus sp.（好） | 5.4 | | | | 11 Micrococcus sp（好） | 5.2 | | | | 12 ND | 3.1 | | | | 合計(jì) | 78.8 | 合計(jì) | 76.1 | 注）1、ND：不能確定 2、好：好氧性，通：通性厭氧 3、白薯淀粉排水
4、CGY培養(yǎng)基：攝氏20度，培養(yǎng)10天
出處）食品行業(yè)清潔環(huán)保技術(shù)研究文集 2．5 生物高度處理脫氮、脫磷的機(jī)理
自然凈化法--RBS是在有機(jī)物的處理過程中利用腐殖反應(yīng)而進(jìn)行的，脫氮、脫磷的基本機(jī)理與過去的水處理理論并無不同。
1、脫氮的機(jī)理
?、僭谙趸郏ê醚醪郏┲?、好氧條件下，作為獨(dú)立營養(yǎng)菌的亞硝酸菌（主要為Nitrosomomas）及硝化菌（主要為Nitrobacter）硝化無機(jī)氮，以獲得增殖的能量。 
即： 
?、谠诿摰郏o氧槽）中、無氧的條件下，作為通性厭氧菌的脫氮菌（主要為Pseudomonas, Micrococcus, Achromobacter, Bacillus等）進(jìn)行硝酸性呼吸或亞硝酸性呼吸，硝酸性氮或亞硝酸性氮還原為氮?dú)狻?/P> 
即： 
反應(yīng)中的（H2）是由氫供與體（基質(zhì)）來提供的。在本方法中，由于氫供與體利用的是污水中的有機(jī)物及污泥微生物細(xì)胞內(nèi)積存的有機(jī)物，因此，沒有必要從外部添加氫供與體（如甲醇）。
2、脫磷的機(jī)理
生物脫磷法是在1970年末被開發(fā)出的工藝，開發(fā)的原因是為調(diào)查曝氣槽流出水中磷酸狀態(tài)磷的濃度高于污水處理廠最終沉淀池流出水中的濃度，發(fā)現(xiàn)了活性污泥在厭氧狀態(tài)吐出磷、在接下來的好氧狀態(tài)下又?jǐn)z取了遠(yuǎn)超過自身需要的磷這一現(xiàn)象。
在厭氧狀態(tài)和好氧狀態(tài)的反復(fù)過程中，發(fā)生了過度攝取，但對于細(xì)胞內(nèi)積累的機(jī)理目前仍有很多尚未闡明之處。下述代謝模式是目前較為認(rèn)可的，相應(yīng)的研究也已有所進(jìn)展。
?、?厭氧槽
活性污泥在厭氧狀態(tài)下，其細(xì)胞中積累的重磷酸被加水分解，在混合液中以磷酸狀態(tài)磷的形式吐出。另一方面，隨著磷酸狀態(tài)磷的吐出，從混合液中被去除的有機(jī)物作為糖原或PHB（重-β-羥基丁酸）等的基質(zhì)，被裹在細(xì)胞中，從而降低混合液的BOD。
?、?好氧槽
在好氧狀態(tài)下，被裹在細(xì)胞中的基質(zhì)因氧化、分解而減少。其結(jié)果，活性污泥微生物利用所得到的能量，更多地?cái)z取超過其所吐出的磷酸態(tài)磷，以重磷酸的顆粒的形式積存在細(xì)胞內(nèi)。
2．6 RBS法脫氮、脫磷的特長與優(yōu)勢
表5是對把以脫氮、脫磷為目的的RBS法與其他高度處理法進(jìn)行的比較。與其他高度處理法相比，RBS法具有如下的特長和優(yōu)勢。
1、RBS法并不是與過去的水處理系統(tǒng)的相異的體系，而是包括了過去的體系，并加以促進(jìn)。因此很容易加入（改造）到各種水處理系統(tǒng)當(dāng)中。
2、因?yàn)樵诜磻?yīng)器中的停留時(shí)間短（在本次的實(shí)驗(yàn)中），對設(shè)施的改造十分便利，也沒有必要擴(kuò)大場地，費(fèi)用方面與其他高度處理法相比較僅為1/5~1/6，但卻可完成高度的脫氮、脫磷。
3、高度處理多以高M(jìn)LSS的形式運(yùn)行，而RBS法對污泥固結(jié)性、沉降性的沉降的改善更易實(shí)現(xiàn)既有最終沉淀池的穩(wěn)定運(yùn)行。
2．7 惡臭的消除與病原菌的消滅
1、脫臭效果
微生物處理的脫臭效果雖不十分明確，但可認(rèn)為自然凈化法排水處理設(shè)施的抑制惡臭的機(jī)理是：惡臭物質(zhì)經(jīng)過凈化過程凝聚為高分子物質(zhì)時(shí)，會被裹在組成物質(zhì)中，或由于螯合物的催化作用等消除了惡臭。這種脫臭效果除了在東京都污水處理廠的確證實(shí)驗(yàn)及日本農(nóng)業(yè)集中排水協(xié)會型設(shè)施中被使用外，在民間的食品加工排水及畜產(chǎn)排水中的脫臭效果也得到了廣泛的報(bào)道。對其機(jī)理的推測如下：
① 惡臭成份（氣體）接觸水后溶于水。
② 溶于水的惡臭成份立刻與腐殖前驅(qū)物質(zhì)或微生物代謝產(chǎn)物結(jié)合，或被吸附后從液相中脫離出來。
③ 被吸附的惡臭成份作為微生物的能量被消耗，使微生物增殖并使代謝產(chǎn)物增產(chǎn)。
?、?腐殖物溶出，抑制糞便中催化堿性臭氣發(fā)生的尿素酶等發(fā)生作用，從而杜絕臭氣的發(fā)生源。
⑤ 腐殖物由于在PH值3以下自我縮合或其縮合物與糞便結(jié)合時(shí)產(chǎn)生的過氧化氫、2價(jià)鐵離子的反應(yīng)，水合氫離子等活性酶所引起的堿性臭氣（氨、胺等）、酸性臭氣（硫化氫）及中性臭氣（甲基亞硫酸等）被氧化，從而脫臭。
表6表示了污水處理廠主要臭氣成份的氣相色譜分析值。對從各設(shè)施采樣的氣體進(jìn)行分析的結(jié)果表明，所有臭氣項(xiàng)目都是通常的污水處理廠的臭氣測定結(jié)果的1/10以下。 表6-1-6 山之內(nèi)水質(zhì)凈化中心臭氣分析結(jié)果
Unit: ppm | Sampled Location | Hydrogen
Sulfide | Methyl
Mercaptan | Methyl
Sulfide | Methyl
Disulfide | | Screen | Under0.002 | 0.010 | 0.014 | Under0.002 | | First Sedimentation Tank | Under0.002 | 0.007 | 0.013 | Under0.002 | | Aeration Tank | Under0.002 | Under0.002 | 0.006 | Under0.002 | | Final Sedimentation Tank | Under0.002 | Under0.002 | Under0.002 | Under0.002 | | Sludge Thickner | 1.200 | 0.052 | 0.004 | Under0.002 | | Sludge Storage Tank | 0.064 | Under0.002 | Under0.002 | Under0.002 | Note:1. Sampled date-PM 3-5, Feb. 18, 1991
2. Portion of sludge sent back to first sedimentation tank.
Source: Dr. Hideo Kanenari, Kokushikan Univ. Faculty of Technology
"Japan Wastewater Association Paper" Vol. 31 No. 368 1994/4 P.35 表7是表明水產(chǎn)加工排水處理設(shè)施從標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法轉(zhuǎn)換為自然凈化法的過程的數(shù)據(jù)。 表7 山莊水產(chǎn)加工排水臭氣分析結(jié)果
Unit: ppm| Date of Sampling | 1991/02/12 | 1991/07/22 | 1991/08/29 | 1992/08/26 | 1993/03/24 | | Treatment Method | Activated Sludge | RBS | | Ammonia | 0.04 | 1.2 | 0.93 | 0.25 | 0.1 | | Methyl Mercaptan | <0.05 | 120 | 190 | 52.4 | 28.0 | | Hydrogen Sulfide | 2,200 | 4,700 | 2,500 | 10.0 | 1.0 | | Methyl Disulfide | <5.0 | <5.0 | <5.0 | 2.39 | 0.76 | | Trimethylamine | 0.012 | 0.044 | 0.053 | 0.032 | <0.001 | | Acetaldehyde | <0.02 | <0.02 | <0.02 | <0.02 | <0.02 | | Styrene | <0.01 | <0.01 | <0.01 | <0.01 | <0.01 | | Propionic Acid | | <0.0005 | | | | | Normal Acid | | <0.0005 | | | | | Normal Carboxyl | | <0.0005 | | | | | Isobutyl Carboxyl | | <0.0005 | | | | Note:1.Sampled from water flow coordination tank at a factory plant
2.Method of measurement is Gas Chromatograph analysis published by Japan‘s Environmental Agency No. 47
3.RBS is re-induced once a year (substitution of corrosive pellet)
Source: Food Industry Clean Ecosystem Technology Research Union Report 2、殺菌效果
所含的腐殖前驅(qū)物質(zhì)可消滅、抑制大腸肝菌、腐敗菌、葡萄球菌等，更可以抑制對生物體有害的氨、胺、糞臭素等腐敗物質(zhì)的生成。如果處理水中沒有氯化殺菌的過程，不含氯素的處理水的就可在許多方面得到再利用。 表8 自然凈化法處理水中病原菌的變化Coliform Bacillus
(unit: number) | Salmonella
(number of experimented bacteria: 20×104/ml) | No. of
Survey | Inflow
Water | Treated
Water | Discharged
Water | Time, hr. | 0.5 | 1 | 2 | 4 | 6 | | Dilution / Magnification | | | | | | | 1 | ‐ | 22 | 2 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | | 11 | 365×104 | 1.5 | 0 | 10 | 230 | 68 | 15 | 8 | 2 | | 13 | 150×104 | 0 | 0 | 20 | ∞ | ∞ | 9200 | 3700 | 1600 | | 14 | 147×104 | 0 | 0 | 30 | ∞ | ∞ | ∞ | ∞ | 3100 | | Wastewater Treatment Plant of anApartment (Kokushikan Univ. Faculty of Science & Technology Research Ctr.) | Tokyo Metropolitan Area GovernmentTechnology Research Institute | 3、剩余污泥的防腐
抑制腐敗菌等菌類存活通過生成酶的氧化使惡臭物質(zhì)脫臭，處理水及生成污泥即使長時(shí)間放置也不會腐敗、變質(zhì)，沒有污濁感，也容易向土壤還元。
2．8 螯合物構(gòu)造的作用
有機(jī)物質(zhì)指的是在被土壤微生物分解過程中生成的代謝物質(zhì)或分泌物所含的物質(zhì)，特別應(yīng)注意的生成物有：①生理活性化物質(zhì)（微生物生產(chǎn)出維生素、荷爾蒙及抗生素等），②對污水凈化可產(chǎn)生效果的污泥的高分子化、螯合等）。
1、螯合構(gòu)造
鐵、鋁、錳、銅及其他元素與腐殖物質(zhì)結(jié)合的復(fù)雜化合物是有特點(diǎn)的。這可分為由中心離子只與一個配位位置結(jié)合?quot;復(fù)雜化合物"和由中心離子與若干個配位位置結(jié)合的"內(nèi)復(fù)雜化合物"即螯合物。
螯合物存在于高分子化而生成的代謝產(chǎn)物的污泥、腐殖物中。在螯合中，與中心的金屬離子（銅、鐵、鎂等）結(jié)合的配合基也相互結(jié)合形成一個環(huán)，顯示出了與一般的復(fù)雜化合物不同的性質(zhì)。即在水或有機(jī)溶劑中的溶解性、氫離子的濃度、氧化還原電位（ORP）、電泳、傳導(dǎo)性等電化學(xué)性質(zhì)和紫外可見光譜、旋光度等光學(xué)性質(zhì)上發(fā)生變化，并表現(xiàn)出明顯的催化作用和脫臭作用。
2、螯合的作用
很多報(bào)告表明，在自然凈化法中，高分子化·螯合化具有促進(jìn)生物活性、催化作用等各種作用。前面介紹的脫臭作用、抗菌作用、提高污泥的脫水性等都是螯合的作用。
?、?離子物質(zhì)的去除
將包含在溶解性有機(jī)物或懸濁物中的各種離子、重金屬裹在污泥中，從而提高處理水的水質(zhì)。
?、?對氮、磷的去除
磷去除率高的原因被認(rèn)為是由于腐殖球中的鋁、鐵等成份與磷化合，形成不溶性的磷酸鹽，包裹在污泥中所產(chǎn)生的效果。 3 總結(jié)--RBS與普通技術(shù)的比較 該技術(shù)不僅用于污水處理，同時(shí)也可運(yùn)用于糞便的處理及工業(yè)廢水的處理。以下為自然凈化法與普通標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法的比較。 表9 反應(yīng)性的比較| Item | Conventional Activated Sludge Treatment Method | RBS method | | Kind of Bacteria |
Aerobic, Facultative Anaerobic Bacteria | Aerobic, Facultative Anaerobic Bacteria in SoilRadiant. Enzymatic Bacteria | | Reaction | Oxidation Discomposition, Gasification, Lower Molecules |
Oxidation, EnzymaticDiscomposition, ReductionEffect, Flocculation, Higher Molecules, Chelating | | Metabolite | Organic Acid, Sulfate, Nitrate | Organic Acid, Amino Acid, Polysaccharide, Enzymes,Aromatic Components | | Range of Treatment Temperature | Narrow 7-27℃ | Wide 4-45℃ | 表10 處理要點(diǎn)| Item | Conventional Activated Sludge Treatment Method | RBS method | | Space Loading | Small | Can be enlarged | | Dilution of Original Water | Large amount if necessary(Human Waste) | Not necessary in principle | | Plant Area | Large | Small | | Equipment Investment | Large | Small | | Treatment Efficiency | Low | High | | Stability | Low | High | | Coagulant | Necessary | Necessary but small amount | | High DifficultyWastewater | Needs advanced treatment | Can deal with high salinity or high oilNitrogen, phosphorus removal is highly likely tobe achieved | | Change in Condition and Management | Needs special engineer asmanagement requiresexpertise | Does not need special engineer as applicability toload change of intake water very high | | Sterilization of Treated Water | Necessary | Not necessary | | Operation Cost | High | Low | | Electricity Consumption | High | 1/2 to 2/3 of CASTM | 表11 成果| Item | Conventional Activated Sludge Treatment Method | RBS method | | Formulated Sludge | Large amount, low extraction of water Consolidation by chelated structure decreases sludgeformulation to 50-70 %High extraction of water, small amount of coagulant | No corrosion an no feelingof filthiness | | Quality of Sludgeand Treated Water | Treated water corrodes and contains large amount of hybrid bacteria, needs disinfector | Has anti-bacteria function,contains small amount of hybrid bacteria | | Generation of Offensive Odor | May be generated | Does not generate | Graph 1 Comparison of flows of RBS and conventional activated sludge method 
Table 5 Major Wastewater Treatment Method and Removed MaterialsTreatment Process
| Process Flow* | Characteristics | HRT
(hr) | Approximate Removal Rate % | | BOD | Nitrogen | Phosphorus | | 1.Conventional ActivatedSludgeMethod |  | Mainly for removal of organic materials | 6-8 | Good80-95 | Poor30 | Poor30-50 | | 2. Anaerobic-AerobicActivated Sludge Method |  | Removes phosphorus by activated sludge exhaling phosphorus in AAT and excessively ingesting in AETRemoval rate of nitrogen same as 1 | 6-8 | Good80-95 | Poor30 | Poor70-80 | | 3. Circulatory Nitrification-Denitrification Method |  | Biological nitrification of ammonia nitrogen and denitrification reaction for oxide nitrogen. 2, 3 sets of NOT, AAT combined for increasing removal rate. | 12-16 | Good80-95 | Good60-70 | Poor30-50 | | 4. Anaerobic-Non-oxygen-Aerobic Method |  | Biological, simultaneous removal of nitrogen, phosphorus by combination of 2 and 3. | 13-17 | Good80-95 | Good60-70 | Good70-80 | | 5. RBSAnaerobic-Non-oxygen-Aerobic Method |  | Same as 4. RAC is built into AET which enables the function of 3 with about 1/2 time of HRT(has not obtained public technology identification) | 6-8 | Good90-95 | Good70-80 | Good80-90 | | 6. Substrate UtilizationNitrogen, PhosphorusRemoval Method |  | Substrate pellets containing nitrate bacteria is dispersively floated in NIT, urges nitrification in short time. Phosphorus is coagulated and sedimentated. | 6-8 | Good80-95 | Good70-80 | Good80-90 | * Abbreviations for Process Flow - INW: Intake Water AET: Aerobic Tank AAT: Anaerobic Tank NOT: Non-oxygen Tank FST: Final Sedimentation Tank NCL: Nitrified Circulation Liquid RAC: Reactor NIT: Nitrification Tank SSF: Substrate Float COA: Coagulant TTW: Treated Water SSL: Surplus Sludge Graph 2 Corrosive Process of Organic Materials (Cononowa, 1976) 
Graph 3 Formulation of Corrosive Acid (Multin and Hider 1971) 
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