污水處理的工藝—活性污泥膨脹
活性污泥法的關(guān)鍵技術(shù)是活性污泥沉降性能的好壞,它直接影響了出水水質(zhì),而污泥膨脹是惡化處理水質(zhì)的重要原因。其表觀現(xiàn)象是活性污泥絮凝體的結(jié)構(gòu)與正常絮凝體相比要松散一些,體積膨脹,含水率上升,不利于污泥底物對(duì)污水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收降解,并且影響后續(xù)工序的沉淀效果。
一般從以下三個(gè)方面定義污泥膨脹:沉降性能差,區(qū)域沉降速度??;污泥松散,不密實(shí),污泥指數(shù)較大;由絲狀菌引起的污泥膨脹中,絲狀菌總長(zhǎng)度大于1×104 m/g。
污泥膨脹的分類(lèi)
污泥膨脹分為絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹兩類(lèi)。其中90%是由絲狀菌引起的,只有10%左右是由非絲狀菌引起的。活性污泥系統(tǒng)中的生物處于動(dòng)態(tài)平衡之中,理想的絮凝體沉淀性能好,絲狀菌和菌膠團(tuán)細(xì)菌之間相互競(jìng)爭(zhēng),相互依存,絮體中存在的絲狀菌有利于保護(hù)絮體已經(jīng)形成的結(jié)構(gòu)并能增加其強(qiáng)度。但是在污泥膨脹誘因的誘發(fā)下,絲狀菌在和菌膠團(tuán)的競(jìng)爭(zhēng)中占優(yōu),大量的絲狀菌伸出絮凝體,破壞其穩(wěn)定性。
可辨識(shí)的污泥膨脹絮體有兩種類(lèi)型:第一類(lèi)是長(zhǎng)絲狀菌從絮體中伸出,此類(lèi)絲狀菌將各個(gè)絮體連接,形成絲狀菌和絮體網(wǎng);第二類(lèi)具有更開(kāi)放的結(jié)構(gòu),細(xì)菌沿絲狀菌凝聚,形成細(xì)長(zhǎng)的絮體。
絲狀菌污泥膨脹的原因
(1)原水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量不足。
活性污泥法處理污(廢)水的過(guò)程,就是污泥中的微生物種群不斷地吸收、利用水中污染物,在自身增殖的同時(shí),將污染物加以降解的過(guò)程。隨反應(yīng)的進(jìn)行需要多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保證其正常的新陳代謝活動(dòng),并維持生物的動(dòng)態(tài)平衡和活動(dòng)。若微生物的食物不足,會(huì)使低營(yíng)養(yǎng)型微生物絲硫細(xì)菌、貝氏硫細(xì)菌過(guò)度繁殖,在與菌膠團(tuán)細(xì)菌的競(jìng)爭(zhēng)中占優(yōu)。
(2)原水中碳水化合物和可溶性物質(zhì)含量高。
絲狀菌與其它菌種相比有其自身的一些特點(diǎn),它對(duì)高分子物質(zhì)的水解能力弱,較難吸收不溶性物質(zhì)。所以,當(dāng)廢水中含有較多量的可溶性有機(jī)物時(shí),有利于底物中絲狀菌的繁殖。此外,廢水中含過(guò)多量的糖類(lèi)碳水化合物時(shí),諸如球衣菌屬的絲狀菌能直接將葡萄糖、乳糖等糖類(lèi)物質(zhì)作為能源加以吸收利用,同時(shí)分泌出高粘性物質(zhì)覆蓋在菌膠團(tuán)細(xì)菌表面,從而大大提高了污泥的水結(jié)合率。
(3)硫化物含量高
正常的活性污泥中硫代謝絲狀菌含量不多,若污水中硫化物含量偏高(這種情況多存在于工業(yè)廢水中),容易引起諸如硫化菌、021N型菌、貝氏硫化菌等硫代謝絲狀菌的過(guò)量增殖,致使引發(fā)污泥膨脹。
(4)進(jìn)水波動(dòng)
進(jìn)水波動(dòng)是指進(jìn)入活性污泥反應(yīng)器的原水在流量以及有機(jī)物濃度、種類(lèi)方面的改變。如果曝氣池中有機(jī)物濃度突然增加,就會(huì)因微生物呼吸迅速致使溶解氧含量降低,此時(shí)絲狀菌在爭(zhēng)奪氧中占優(yōu),大量繁殖,引起污泥膨脹。
(4)溫度
反應(yīng)器底物中每種細(xì)菌都有自己的最適宜生長(zhǎng)溫度,在最適宜生長(zhǎng)溫度下,其繁殖旺盛,競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。如果溫度較低,污水中微生物代謝速度較慢,會(huì)積貯起大量高粘性的多糖類(lèi)物質(zhì),使活性污泥的表面附著水大大增加,SVI值增高,從而可能會(huì)引起污泥膨脹。溫度對(duì)絲狀菌的影響也是很普遍的,絲狀菌膨脹對(duì)溫度具有敏感性,在其它條件等同的情況下,10℃時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的污泥膨脹現(xiàn)象;將反應(yīng)器溫度提高到22℃,不再產(chǎn)生污泥膨脹。這也是大多數(shù)活性污泥在冬季時(shí)會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹或者污泥膨脹更加嚴(yán)重的原因之一。
(5)溶解氧
溶解氧作為構(gòu)成活性污泥混合液三要素(氣、水、泥)之一,是許多生物降解反應(yīng)的必要條件。菌膠團(tuán)細(xì)菌和浮游球衣菌等絲狀菌對(duì)溶解氧需要量差別比較大,菌膠團(tuán)細(xì)菌是好氧菌,而絕大多數(shù)絲狀菌是適應(yīng)性強(qiáng)的微好氧菌。因此,若溶解氧含量不足,菌膠團(tuán)菌的生長(zhǎng)受到抑制,而絲狀菌仍能正常利用有機(jī)物,在競(jìng)爭(zhēng)中占優(yōu)。
(6)pH值
pH值較低,會(huì)導(dǎo)致絲狀真菌的繁殖而引起污泥膨脹。活性污泥微生物最適宜的pH值范圍是6.5~8.5;pH值低于6.5時(shí)利于真菌生長(zhǎng)繁殖;pH值低至4.5時(shí),真菌將完全占優(yōu),活性污泥絮體遭到破壞,所處理的水質(zhì)惡化。
(7)BOD-污泥負(fù)荷
BOD污泥負(fù)荷是設(shè)計(jì)活性污泥反應(yīng)池和控制其運(yùn)行的重要指標(biāo)。
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