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關於汙泥膨(péng)脹機理的詳解!

來源:羞羞小视频在线观看盛環保     發布時間:2020-10-15

       汙泥膨脹指汙泥結構極度(dù)鬆散,體積增(zēng)大、上浮(fú),難於沉降分離(lí)影響出水水質的(de)現(xiàn)象。基本(běn)上各種類型的(de)活性汙泥工藝都會發生(shēng)汙泥(ní)膨脹,而且一旦發(fā)生難以控(kòng)製,通常都需要很長的時間來調整。汙(wū)泥膨脹的發生率是相當高的,在歐洲近百分之五十的城市汙(wū)水廠每年都會有不同(tóng)程度的汙泥膨脹發生,在中國的發生率也(yě)非常高。針對(duì)汙泥膨脹,各方(fāng)麵的(de)理論很多,但(dàn)並不完全一致,甚至有很多相互矛盾,這給水處理工作者造成很大的麻煩。
 
  1、汙泥膨脹特點(diǎn)
 
  汙泥結構鬆散(sàn),質量變輕,沉澱(diàn)壓縮性能差;SV值(zhí)增大,有時達到百分之九十,SVI達到300以上;大量(liàng)汙泥流失,出水渾濁;二次沉澱難以固液分離,回流汙泥濃度低,有時(shí)還伴隨大量的泡沫的產生,無法維持生化處理的正常工作。
 
  汙泥膨脹是生(shēng)化處理係統較為嚴重的異常現象之一,它直接(jiē)影響(xiǎng)出水水質,並危害整(zhěng)個生化(huà)係統的運作。
 
  汙泥膨脹的發生率是相當高的,在(zài)歐洲近50%的城(chéng)市汙水廠每年都會(huì)有不同程度的汙泥(ní)膨(péng)脹發生,在中國的發生(shēng)率也(yě)非常(cháng)高。基本(běn)上目前各種類型的活性汙泥工藝都會發生汙泥膨脹。汙泥膨脹不但發生率高(gāo),發生普遍,而且一旦發生難以控製,通常都需要很長的時間來調整。針對汙泥膨脹,各方麵的理論很多,但並不完全一致,甚至有很多相(xiàng)互矛盾(dùn),這給水處理工作者造成很大(dà)的麻煩。
 
  2、汙泥(ní)膨脹類型
 
  1、非絲狀菌膨脹
 
  非絲狀菌膨脹主要發生(shēng)在廢水水溫較低而汙(wū)泥負荷太高的時候,此時細(xì)菌(jun1)吸附了大量有機物,來不及代謝(xiè),在胞外積(jī)貯大量高粘性的多糖物質,使得表麵附著物(wù)大量增(zēng)加,很難沉(chén)澱壓縮。而當(dāng)氮嚴重缺乏時,也有可產生膨脹(zhàng)現(xiàn)象。因為若缺(quē)氮,微(wēi)生物便於工作不能充分利用碳源合成細胞(bāo)物質,過量的碳源將被轉化為多糖類胞外貯(zhù)存物,這種(zhǒng)貯存物(wù)是高度親水型化合物,易形成結合水,從(cóng)而影響汙(wū)泥的沉降性能,產(chǎn)生高粘性的汙泥膨脹。非絲狀菌汙泥膨脹發生(shēng)時其生化處理效能仍較高,出水(shuǐ)也還比較清澈,汙泥鏡檢也看不到絲狀菌。非絲狀(zhuàng)菌膨脹發生情況較少,且危害並不十分嚴重。
 
  2、非絲狀菌膨脹
 
  絲狀菌膨脹在日(rì)常(cháng)實際工作中較為常見,成(chéng)因也十分複(fù)雜。影響(xiǎng)絲狀菌汙泥膨(péng)脹的因素有很多,*先應該認(rèn)識(shí)到的是活(huó)性汙泥是一個混(hún)合培養係(xì)統,其(qí)中至少(shǎo)存在著30種可能引起汙泥膨脹的絲(sī)狀菌。而絲狀菌在與活性膠團係統共生的關(guān)係中是不(bú)可缺少(shǎo)的(de)一類重要微生物。它的存(cún)在對淨化汙水起著(zhe)很好的作(zuò)用。它對保持汙泥的絮體結(jié)構,保持生化處理的淨化效率,及在沉澱中起著對懸浮物的過濾作用等都有很重要的意(yì)義。事實也證明在絲狀菌與菌膠團細菌平衡(héng)時(shí)是不會產生汙泥膨脹,隻有當絲狀菌生長超過菌膠團細菌時,才會出現汙泥膨(péng)脹現象。
 
  3、汙泥膨脹幾種(zhǒng)理論
 
  1、A/V假說
 
  當(dāng)混合(hé)液中基質(zhì)收到限製或控製時,由(yóu)於(yú)比表麵積大的絲狀菌(jun1)獲(huò)取基質的(de)能力要強於菌膠團,因而菌膠團受到抑製,絲狀菌大(dà)量繁殖;
 
  2、動力選擇性理論
 
  以微(wēi)生物生長動力學為基礎,根據不同種類(lèi)微生物具(jù)有不同的*大比生長速(sù)率和飽和常數,分析絲狀菌與菌膠(jiāo)團的競爭情況;
 
  3、饑(jī)餓假(jiǎ)說
 
  將(jiāng)活性汙泥中微生(shēng)物(wù)分為三類,*類是菌膠團細菌,第二類(lèi)是具有高基質親和力但生長緩慢的耐饑餓(è)絲(sī)狀菌,第三類是對(duì)溶(róng)解氧有高親(qīn)和力、對饑(jī)餓高度敏感的快速生長絲狀菌;
 
  4、存儲選擇理(lǐ)論
 
  在底(dǐ)物風(fēng)度的狀(zhuàng)態下,非絲狀菌具(jù)有貯存底物的能力,而(ér)被貯(zhù)存物質在底物匱乏(fá)時能夠被(bèi)代謝(xiè)產(chǎn)生能(néng)量或合成蛋白質。但是一些絲狀菌也具有底物貯存能力,底物貯(zhù)存(cún)能力不能完全用來解(jiě)釋汙泥膨脹機理(lǐ);
 
  5、氮氧化氮假說
 
  CASEY提出低負荷生物(wù)脫氮除磷工(gōng)藝的汙泥膨脹假說,如果缺氧區的反硝化不充分,導致好氧區存在亞硝酸氮,那中間產物NO、N2O就會抑(yì)製菌膠團的好氧細胞色素,進而抑製其(qí)好氧情況下的基質利用,相反一些絲狀菌隻能將(jiāng)硝酸氮還原為亞硝酸氮,因(yīn)此不(bú)會在反硝化條件下胞內積累NO和N2O,絲(sī)狀菌就不會在好氧段被抑製,因而更具競(jìng)爭優勢(shì)。亞硝酸與SVI有一定的正(zhèng)相(xiàng)關性。沉澱性(xìng)能良好的汙泥粒徑分布較廣,且以球菌為主,膨脹汙泥的粒徑大(dà)都在10μm以內,汙泥較(jiào)為細碎。
 
  4、汙泥膨脹的影響因素
 
  1、溫(wēn)度
 
  低溫有利於絲狀菌生長,Daigger等人發現10℃容易導致絲狀菌性汙泥膨脹,而汙(wū)水溫度提(tí)高到22℃則不容易產生汙泥膨脹現象;
 
  2、pH
 
  活(huó)性汙泥微(wēi)生物(wù)適宜pH範圍為6.5~8.5,pH小於6時,菌膠團活性減弱,生(shēng)長受到抑製,但絲狀菌能大量(liàng)繁殖,取代菌膠團成為優勢種群,汙泥的沉降(jiàng)性能明顯變差並發(fā)生汙泥膨脹(zhàng)。pH值低(dī)於4.5時,真菌完全占優勢。
 
  3、DO
 
  低DO是引起絲狀(zhuàng)菌(jun1)汙泥膨脹(zhàng)的主(zhǔ)要原(yuán)因之一,若(ruò)DO成為限製因子(zǐ),菌膠(jiāo)團生長受抑製,而絲狀菌因(yīn)具有巨大的比表麵積,更(gèng)易(yì)獲得溶解氧進行生長繁殖,在競爭中處於優勢地位。具有低Ks的絲狀菌在低基質濃度下,具有比(bǐ)菌膠團(tuán)高的(de)比生長速率,這可以解釋基質限製、溶解氧(yǎng)限製和(hé)營養物質限製引起的汙泥膨脹現象。隻(zhī)要溶解氧成為限製,任何負(fù)荷下都會發生汙(wū)泥膨脹。汙水處理中DO控(kòng)製在2左右,太高太低都容易引起汙泥膨脹。
 
  4、F/M
 
  低負荷(hé)情況下,由於絲狀菌具有巨大的比表麵積(jī),低(dī)Ks,其對碳源有較強的(de)親(qīn)和力,優先利用碳源,造成競(jìng)爭優(yōu)勢。低F/M經常出現在完全混(hún)合式曝氣池、大回流比(bǐ)的氧(yǎng)化溝(如(rú)卡魯薩爾氧化溝)、沿(yán)程分(fèn)散進水曝氣池中;低負荷容易(yì)引發絲(sī)狀菌(jun1)汙(wū)泥膨脹,高(gāo)負荷容(róng)易引發汙泥粘性膨脹。負荷分布不均,好(hǎo)氧區一直處於低負荷運行狀態(tài)易造成絲狀菌大量(liàng)增(zēng)殖。Li等人對膜生物反應器內汙泥負荷參數的影響研究表明,當F/M<0.2kg/kg.d時,容易引發汙(wū)泥膨脹;Pan和Su等人將汙水通過好氧選擇器進入膜生物反應器,將F/M調整到0.4kg/kgd,有效(xiào)的控製了汙泥膨(péng)脹(zhàng);而Laitinen和Luonis等人則是(shì)利用缺氧選擇器(qì),加強反硝化除(chú)磷(lín)作用,有效解(jiě)決了汙(wū)泥膨脹。
 
  高有機負荷下,反應器內底物充裕,在這種(zhǒng)情況中菌膠團比絲狀菌具有更強的吸附與存貯營養物質的能力,能夠充分利(lì)用高濃度的底物迅(xùn)速增殖,具有較高的(de)比生長(zhǎng)速率,抑製了絲狀菌的生長,但是如果DO濃度不夠,在0.5mg/L以下,菌膠團在(zài)低(dī)溶氧的條(tiáo)件下增殖受到抑(yì)製,而絲狀菌由於其具有更大的比表麵積,即使在(zài)低溶氧的條件(jiàn)下也能獲得(dé)氧,其增(zēng)殖速率明顯高於菌膠團,發生高(gāo)負荷低DO下的汙泥膨脹(zhàng);低負荷下由於長時間(jiān)缺少足夠的營養物質,菌膠團生長受到抑製(zhì),而絲狀菌具(jù)有較大的比表麵積,其菌絲會從菌膠團中伸展出來以增加其攝取營養的表麵積(jī)。
 
  由(yóu)於研究者的研究背(bèi)景和研究(jiū)條件不(bú)盡相同,研(yán)究結果也很不一致(zhì)尤其(qí)是關於有機負荷與汙泥膨脹關係的說(shuō)法也比較混亂。高低有機負荷都可能(néng)引起汙泥膨脹,Ford和Eckenfeilder等(děng)人發現高低負荷下都可能發生汙泥膨脹,Palm等人認為根據負(fù)荷(hé)不同(tóng),在(zài)任(rèn)何DO濃度條件下都可能發(fā)生膨脹,Chudoba等(děng)人認為即使對於(yú)推(tuī)流式曝氣池,雖然沿吃長方向存在著高的(de)濃度梯(tī)度,但在高負荷下也會發生汙泥膨脹。
 
  5、N、P營養物質
 
  通(tōng)常認為汙水中BOD:N:P=100:5:1為微生物的適宜比例。N、P含量不均衡的廢水,會引發絲狀菌與非絲狀菌膨脹,絲(sī)狀菌膨脹:有研究發現(xiàn)在缺N的(de)情(qíng)況下,由於絲狀菌具有巨大(dà)的比表(biǎo)麵(miàn)積,低Ks,其對N、P等營養物質有較強(qiáng)的親和力,優先利用(yòng)營養物質,造成競爭優勢;非絲狀菌汙泥膨脹:BOD5/N為100:3時(shí),菌膠團(tuán)未能有充分的N完成代謝,於是把(bǎ)有機物以高(gāo)親水(shuǐ)性的多(duō)糖胞(bāo)外聚合(hé)物(EPS)的形式貯存在胞外。因(yīn)此要降低(dī)進水C/N比。
 
  6、微量元素
 
  完全混合活性汙泥法會助長絲狀菌的過量生長,這可用痕量(liàng)金屬缺乏(fá)症理論分析。由於絲狀菌具有比菌膠團更大的(de)比表麵積,其在痕量金屬(shǔ)含量不足時比後(hòu)者具有更大的對痕量金屬的吸(xī)附能力,從而抑製了菌膠團的生長。
 
  7、有毒物質
 
  當有毒工業廢水進入汙水廠時,活性汙泥中(zhōng)的微生物要出現中(zhōng)毒現象,Novak在(zài)對非絲狀(zhuàng)菌膨脹的研究中發現,菌膠團吸收汙水中的有毒物質後,粘性物質分泌減少,生理活動出現異常,可能引起汙泥膨(péng)脹。
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