全 文 ：第 34卷 第 6期 生 态 科 学 34(6): 7174
2015 年 11 月 Ecological Science Nov. 2015

收稿日期: 2014-11-07; 修订日期: 2015-02-01
基金项目: “应对气候变化”北京市研究和人才培养基地(NO.PMX20B-014210-0001222); 北京建筑大学校内基金(NO.00331611013)
作者简介: 李红(1990—), 女, 北京人, 硕士研究生, E-mail: dabai0219@126.com
*通信作者: 任相浩(1974—), 男, 副教授, 博士后, E-mail: renxianghao@bucea.edu.cn

李红, 任相浩, 寇莹莹, 等. 一种微生物菌剂处理垃圾渗滤液[J]. 生态科学, 2015, 34(6): 7174.
LI Hong, REN Xianghao, KOU Yingying, et al. Treatment of landfill leachate by a microbial agent[J]. Ecological Science, 2015, 34(6):
7174.

一种微生物菌剂处理垃圾渗滤液
李红 1, 任相浩 1, *, 寇莹莹 1, MINSU BAE2
1. 北京建筑大学城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室, 北京 100044
2. 韩国仁川市仁川环境工团, 仁川 406130

【摘要】 利用 BM 复合微生物在非曝气和曝气两种条件下, 添加不同量的菌剂去除垃圾渗滤液中的 COD、氨氮和总磷,
考察处理效果。结果表明: (1)在曝气条件下, 菌剂投加量为 0.5%和 1%的实验组 COD 去除效果最好, 与对照组相比去
除率各提高了 13.46%和 10.14%; (2)在曝气条件下, 氨氮的去除率随着菌剂投加浓度的增加而升高, 在 2%投加量作用
下氨氮去除率相对于对照组增幅达到了 29.94%; (3)在曝气条件下, 菌剂投加量为 0.5%和 1%的实验组总磷去除效果最
好, 去除率比对照组提高了 6.23%和 8.44%。

关键词：垃圾渗滤液; 微生物菌剂; COD; 氨氮; 总磷
doi:10.14108/j.cnki.1008-8873.2015.06.011 中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2015)06-071-04
Treatment of landfill leachate by a microbial agent
LI Hong1, REN Xianghao1*, KOU Yingying1, MINSU BAE2
1. State Key Laboratory of Urban Storm Water System and Water Environment, Ministry of Education, School of Environment
and Energy Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China
2. Environmental Corporation of Incheon, Incheon City, Inchon City 406130, South Korea
Abstract: The purpose of this study was to use a complex beneficial microbial (BM) with different concentrations to
investigate removal efficiency of COD, ammonium and total phosphorus conducted from landfill leachate under aeration/
non-aeration situation. The results are as follows. (1) Under the condition of aeration with addition of 0.5% and 1% microbial
agent to the landfill leachate, the best removal efficiency of COD was achieved, approximately amplitude 13.46% and
10.14%, respectively, compared with other dose of BM agent. (2) Under the aeration, the ammonia removal efficiency
increased gradually with the increase of BM concentration, and the removal efficiency at the dose of 2% microbial agent was
29.94% higher than other concentrations of microbial agent. (3) Under the condition of aeration, the best removal efficiency
of total phosphorus was obtained by adding 0.5% and 1% microbial agent to the landfill leachate, and the removal rate of
total phosphorus increased by 6.23% and 8.44%, respectively, compared with other concentrations of the microbial agent.
Key words: landfill leachate; microbial agent; COD; ammonia; total phosphorus
1 前言
随着城市化进程的加快, 城市人口不断增长,
城市垃圾也在逐年增多, 处理垃圾的方法只有固定
的几种方式。由于卫生填埋法工艺简单、成本较低、
处理量大的优点, 成为目前广泛采用的垃圾处理方
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法[1]。但垃圾填埋处理的过程中会产生大量的渗滤
液, 而渗滤液的特点是水质水量变化大, 水中污染
浓度很高, 并且含有大量的病原微生物和有害物质,
所以渗滤液的处理一直都是国际性的难题[2]。国内
现有的垃圾渗滤液处理工艺比较复杂, 达标排放成
本很高[3]。一些老龄垃圾填埋场渗滤液仅采用渗滤
液循环等生物处理工艺难以达到排放标准[4]。近几
年, 复合微生物技术开始逐步进入环保领域当中,
尤其在水污染治理方面应用比较广泛[5]。微生物菌
剂一般都是由多种不同类型并且具有降解污染功能
的微生物组成, 这些微生物是互利共存的, 通过微
生物的生长代谢将污染物逐渐降解, 从而达到净化
污水的目的[6]。本研究以 COD、氨氮、总磷为考察
目标, 向渗滤液中投加 BM 复合微生物, 研究该菌
剂的使用效果并分析其原因, 为今后垃圾渗滤液的
处理提供新思路和依据。
2 材料与方法
2.1 材料
实验材料: 实验所用垃圾渗滤液来自北京某
垃圾填埋场 , 水质 : COD=3418.8 mg·L–1,氨氮=
1928.7 mg·L–1, 总磷=9.5 mg·L–1, pH=8.2。所用微
生物(BM-S-1)购自韩国 , 该产品已经是商品 , 将
BM 复合菌剂粉末与无氨水配制成 BM 原液曝气
7 天后, 再将 BM 原液及蜜糖和去氨水按照一定
比例进行混合 , 培养 3 天后得到 BM 复合微生物
激活液。
实验仪器: 分光光度计; 消解炉; HI98103 微电
脑测试笔; 充气泵(流量: 2 L·min–1)等。
2.2 方法
(1) 实验过程。取 20 个 250 mL 锥形瓶, 在曝气
和非曝气两种条件下按照 V 菌液/V 渗滤液为 0、0.1%、
0.5%、1%和 2%的比例加入 BM 菌剂(每个浓度均
做平行样), 充分进行混合, 在室温条件下用充气
泵对渗滤液进行曝气(采用间歇曝气, 曝气 6 h 再
停止 6 h, 循环进行), 每 12 h 进行取样, 测定曝气
前后的渗滤液中 COD、氨氮、总磷的变化, 连续
测至 72 h。
(2) 测定方法。COD采用重铬酸钾法, 氨氮采
用纳氏试剂分光光度法, 总磷采用钼酸铵分光光
度法。
3 结果与讨论
3.1 微生物菌剂对渗滤液 COD 的去除效果
在曝气和非曝气两种条件下, 将不同量的 BM
复合微生物激活液投入到垃圾渗滤液中, 并且每隔
12 h 进行取样检测, 测定水中 COD 的含量以及计算
COD 的去除率, 结果如图 1-2。
由图 1—2 可知, 在两种条件下, 投加菌剂对
COD 的去除有一定的促进作用。COD 的浓度总体
随着反应时间的延长而慢慢降低, 并且曝气实验组
COD 浓度明显低于非曝气实验组。
非曝气条件下, 没有投加菌剂的COD去除率低
于投加菌剂的实验组, 随着菌剂投加量的不断增加,
COD 的去除率呈现稳步上升的趋势, 没有投加菌剂
的实验组去除率为29.28%, 投加菌剂的实验组COD
去除率大多在 35%以上。同比对照组显示, 曝气条
件下 COD 去除率明显优于非曝气条件下, 5 个实验
组的 COD 去除率均在 40%以上。尤其是 0.5%和 1%
两个实验组COD的去除率均在 50%以上, 这比对照
组提高了 13.46%和 10.14%, 去除效果显著, 这说明
在曝气条件下可以显著提高菌剂对 COD 的去除效

图 1 非曝气条件下菌剂对 COD 的去除效果
Fig. 1 Removal effects of COD under non-aeration
conditions

图 2 曝气条件下菌剂对 COD 的去除效果
Fig. 2 Removal effects of COD under aeration conditions
6 期 李红, 等. 一种微生物菌剂处理垃圾渗滤液 73

果。但是结果显示, 在反应 72 h 以后, 多数实验组
的 COD 值都呈现了上升的趋势, 尤其是 2%的实验
组, 在实验过程中对于 COD 的去除效果一直不如
之前三个加入菌剂的实验组, 并且 72h 后处理效果
和没有投加菌剂的实验组几乎没有差别, 有研究显
示, 菌剂的投加量只有在一定的范围内才会有利
于对 COD 的去除[7], 因为菌剂大量投加时, 由于
其本身的COD值很高(BM复合微生物激活液配制
时加入了大量的蜜糖, 实验测得菌剂的 COD 值为
30955 mg·L–1), 提高了渗滤液本身的 COD 值, 因此
导致其最后对 COD 的去除率和没有投加菌剂的实
验组几乎没有差别。
而对于其他组别COD浓度后期慢慢升高现象可能
是, 在反应初期渗滤液中的污染物被菌剂中的微生物
当作养分而慢慢的分解转化, 但随着反应时间的不断
延长, 污染物含量减少到不足以支撑微生物的生长代
谢时, 微生物就不再发挥活性, 而反应的容器是封闭的
形式, 反应过程中菌剂一直没有以污泥等形式排出反
应容器, 导致最后微生物死亡后菌体其自身的 COD 释
放到渗滤液中时, COD 值出现了升高的现象[8]。
上述分析说明, 曝气条件下可以显著的提高菌
剂对渗滤液 COD 的去除效果, 并且菌剂浓度在
0.5%和 1%的条件下去除效果最好。
3.2 微生物菌剂对渗滤液氨氮的去除效果
两种条件下, 菌剂对渗滤液中氨氮的去除效果
如图 3—4 所示。
由图 3—4 可知, 各投加菌剂的实验组均高于没
有投加的实验组, 因此可以证明菌剂可以有效的促
进渗滤液中氨氮的去除, 且曝气条件下对氨氮的去
除效果明显优于不曝气的条件下。
非曝气条件下, 氨氮的去除率在 30%左右, 而
曝气的实验组均在 50%以上, 菌剂投加量为 0.5%、

图 3 非曝气条件下菌剂对氨氮的去除效果
Fig. 3 Removal effects of NH3-N under non-aeration
conditions

图 4 曝气条件下菌剂对氨氮的去除效果
Fig. 4 Removal effects of NH3-N under aeration conditions
1%、2%的实验组去除率均在 65%以上, 并且总体趋
势呈现菌剂投加越多去除率越高。原因是硝化菌是
好氧细菌, 在好氧条件下, 可以促使水中发生硝化
反应, 因此, 可以降低渗滤液中氨氮的浓度[9]。据研
究显示, 曝气会对氨氮产生吹脱的效果, 并且吹脱
的效率与水样的 pH 值密切相关, 只有当 pH 值大于
7 时, 氨氮才能够转化为氨气释放出去, 并且会随着
pH值的升高释放速率越快, 当达到 11时, 释放率可
达 90%以上[10]。本实验所用渗滤液初始 pH 值为 8.2,
在一定程度上促进了曝气对氨氮的吹脱作用。
由表 2 可知, 非曝气条件下, 五个实验组在最
初的 12 h 测得氨氮的浓度均高于原始氨氮浓度, 分
析可能是因为在开始渗滤液中溶解氧过低, 从而发
生了反硝化反应, 因此一部分硝态氮转化为氨态氮,
导致了氨氮浓度有所升高。
3.3 微生物菌剂对渗滤液总磷的去除效果
两种条件下, 菌剂对渗滤液中总磷的去除效果
如图 5-6 所示, 投加菌剂的实验组总磷浓度均低于
没有投加菌剂的实验组。
磷是造成水体富营养化的主要原因之一, 而污
水除磷是通过聚磷菌的释磷和吸磷两个相反过程完
成, 因此如果在厌氧状态下释磷越多, 则在好氧状
态下吸磷就越多[11]。本实验采用的间歇式曝气的方

图 5 非曝气条件下菌剂对总磷的去除效果
Fig. 5 Removal effects of TP under non-aeration conditions
74 生 态 科 学 34 卷


图 6 曝气条件下菌剂对总磷的去除效果
Fig. 6 Removal effects of TP under aeration conditions
式, 因此在曝气结束的 6 h 内水中溶解氧不断降低,
会慢慢达到一个缺氧的状态, 会有一个释磷和吸磷
的过程, 由图 3—4 可知, 曝气条件下的实验组除磷
效果远远高于非曝气条件下的实验组。
曝气条件下磷的去除率都在 40%以上, 投加菌
剂的实验组均在 60%以上, 而非曝气的实验组维持
在 20%—30%之间。并且研究显示, 进水为中性或者
偏碱时, 对除磷有利, 因为细胞会在酸性条件下自
溶, 影响除磷效果[12]。本实验的渗滤液 pH 值为 8.2,
在条件上适合磷的去除。
曝气条件下, 除磷效果随着菌剂投加量的增加
而越来越好, 在菌剂投加量为 0.5%和 1%的条件下,
磷的去除率达到了 61.35%和 63.56%。但在 72h 时磷
浓度有小幅度上升, 原因可能为由于渗滤液进水 TP
浓度相对较高, 实验组中除磷微生物正处于饥饿状
态, 代谢能力强, 生长繁殖能力强, 摄取磷量多, 对
去除渗滤液中TP效果好, 由于好氧吸磷需要消耗β
羟基丁酸(PHB), 且聚磷菌在吸磷过程中, 需要多种
聚磷酸盐激酶的作用, 投加的复合菌剂激发了聚磷菌
细胞内 PHB 的产量, 同时刺激聚磷酸盐激酶的合成,
进而提高了聚磷菌的吸磷作用, 但是随着 TP 浓度慢
慢下降, 聚磷菌生长繁殖受到了限制, 因此在反应时
间延长的时候无法继续提高磷的去除率[13]。并且根据
研究显示, 当 COD 含量有所上升的时候, 出水磷含
量也会明显增高, 多余的碳源进入缺氧段为反硝化
菌提供碳源, 从而影响了反硝化聚磷菌利用 NO3–、
NO2–在缺氧段的吸磷效果[14]。本实验在后期阶段由
于COD 浓度的上升有可能导致磷浓度的小幅度上升。
4 结论
(1) BM 复合微生物对COD、氨氮和总磷的去除效
果明显, 投加菌剂的实验组比没有投加的去除率高。
(2) 曝气条件下对 COD 的去除效果好于非曝气
的条件下, 并且菌剂在一定范围内对COD的去除效
果好, 菌剂投加量在 0.5%和 1%时对渗滤液的 COD
的去除作用较为明显, 可以达到 54.42%和 56.06%。
(3) 在曝气条件下氨氮的去除效果远远高于非
曝气的条件下, 并且在曝气条件下氨氮的去除率随
着菌剂投加量的增加而升高, 尤其在投加量为 2%
时去除率达到 71.61%, 比对照组提高了 40.77%。
(4) 由于间歇曝气的运行, 在曝气条件下的磷
去除率均高于非曝气的实验组, 在曝气条件下, 磷
的去除率都在 50%以上, 在投加量为 0.5%和 1%的
实验组磷去除率达到了61.23%和63.56%, 比对照组
提高了 21.12%和 17.63%。
通过以上实验结论可知 BM 复合微生物菌剂可
以有效的降低渗滤液中 COD、氨氮和总磷的浓度,
但是由于微生物去除污染物的作用机理十分复杂,
只有微生物与营养条件和环境条件达到一个动态平
衡, 才能呈现出最佳的去除效果。垃圾渗滤液中的
各种污染物去除机理还需要进一步研究。
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