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泡沫一般分为三种形式：启动泡沫。活性污泥工艺运行启动初期，由于污水中含有一些表面活性物质，易引起表面泡沫。但随着活性污泥的成熟，这些表面活性物质经生物降解，泡沫现象会逐渐消失。反硝化泡沫。如果污水厂进行硝化反应，则在沉淀池或曝气不足的地方会发生反硝化作用，产生氮等气泡而带动部分污泥上浮，出现泡沫现象。生物泡沫。由于丝状微生物的异常生长，与气泡、絮体颗粒混合而成的泡沫具有稳定、持续、较难控制的特点。生物泡沫对污水厂的运行是非常不利的：在曝气池或二沉池中出现大量丝状微生物，水面上漂浮、积聚大量泡沫；造成出水有机物浓度和悬浮固体升高；产生恶臭或不良有害气体；降低机械曝气方式的氧转移效率；可能造成后期污泥消化时产生大量表面泡沫。为什么曝气池污泥要回流1,可以提高生化系统的抗冲击能力，避免进水冲击对生化系统的影响。1，维持，厌氧，好氧断等的污泥活性，微生物数量，保证生化系统的污泥浓度。3.回流至缺氧段可为兼性厌氧菌提供所需的氧气，如2楼所说。4，通过回流可控制各反应池的MLSS，以这生产过程中控制各阶段的反应。保证生产。 如果是非丝状菌膨胀，主要发生在废水水温较低而污泥负荷太高的时候，此时细菌吸附了大量有机物，来不及代谢，在胞外积贮大量高粘性的多糖物质，使得表面附着物大量增加，很难沉淀压缩。而当氮严重缺乏时，也有可产生膨胀现象。因为若缺氮，微生物便于工作不能充分利用碳源合成细胞物质，过量的碳源将被转弯为多糖类胞外贮存物，这种贮存物是高度亲水型化合物，易形成结合水，从而影响污泥的沉降性能，产生高粘性的污泥膨胀。非丝状菌污泥膨胀发生时其生化处理效能仍较高，出水也还比较清澈，污泥镜检也看不到丝状菌。非丝状菌膨胀发生情况较少，且危害并不十分严重。根据泡沫形成的机理及其影响因素，可采用物理化学和生物的方法对泡沫进行控制。控制泡沫特别是生物泡沫的实质并非消除Microthrix parvicella等细菌的产生，主要途径就是在曝气系统中建立一个不适宜丝状菌异常生长的环境，抑制其在活性污泥中的过度增殖，使丝状菌与絮凝体形成菌保持平衡的比例生长。 1 物化方法控制泡沫 喷洒水 喷洒的水流或水珠能打碎浮在水面的气泡,以减少泡沫。但不能根本消除泡沫现象，是一种最常用最简便的物理方法。 投加化学药剂 阳离子（PAM）聚丙烯酰胺(acrylamidebased cationic polymer)是一种常用的消泡剂，工程实例中，把阳离子聚丙烯酰胺投加于二沉池进水管中，其既有抑制Nocardioform actinomycetes生长的作用，又有通过回流污泥进入曝气池消除污水中表面活性剂及表面活性物质极性非极性特点的作用。由于上述两点的存在，新的稳定泡沫难于大量生成，而在水面上的泡沫层由于水面紊动，泡沫受剪力作用不断破碎，表面泡沫水膜由于水分不断蒸发,泡沫不断破碎,泡沫层也逐渐消失10。 低浓度的H2O2也是一种较常用的泡沫消除剂，在活性污泥中投加当投加低浓度H2O2时,其浓度不足以杀死菌胶团表面伸出的丝状菌，只能氧化部分生物残渣和消除代谢过程产生的毒素，净化菌胶团细菌生长的环境，促进了菌胶团细菌优势生长, 使菌胶团菌和丝状菌的生长达到了新的平衡，从而达到控制生物泡沫的目的，而出水水质并未恶化。H2O2应投加于回流污泥中，投加浓度为2025mg H2O2/(kg?MLSS)11。Yongwoo Hwang等通过污水厂观察、实验室试验以及现场应用，发现污水中的泡沫是典型的季节性出现的，代谢和动力学的调节并不能很成功的抑制Microthrix parvicella的过度生长和泡沫的产生，经过与氯、阳离子聚丙烯酰胺两种化学药剂相比较，发现除丝状菌聚季铵碱(quaternary ammoniumbased antifilament polymer, AFP)是一种最有效的物理化学方法来抑制Microthrix parvicella的过度增殖，能有效的控制泡沫，并未给出水水质带来变化12。 另外，如氯、臭氧、聚乙二醇以及氯化铁和铜材酸洗液的混合药剂等均具有较强的氧化性，也可当作消泡剂使用。 2 生物方法控制泡沫 降低细胞平均停留时间 降低细胞平均停留时间是很有效的控制泡沫的方法，实质即利用丝状菌平均世代时间较长于絮凝体形成菌的特点，抑制丝状菌的过度增殖，细胞平均停留时间越短，丝状菌越少，泡沫也越少。 调节污水pH值 研究表明，最适宜Nocardia amarae生长的pH值为7.8,最适宜Microthrix parvicella生长的pH值为7.78.0，当pH值从7.0降为5.05.6时，能有效控制这些微生物的过度生长，减少泡沫的形成13。 降低曝气的空气输入率 降低了曝气的空气输入率，一是能降低曝气池中气提强度，减缓了丝状菌的上浮速度；二是能降低曝气池中的溶解氧浓度，Nocardia amarae是严格的好氧菌,在缺氧或厌氧条件下,不易生长,但 Microthrix parvicella却能忍受缺氧状态。再者，降低曝气池的空气输入量也相应的降低了微气泡的生成量，即减少丝状菌和放线菌机体上浮的载体，从而延缓泡沫的形成。如何观察污水厂生化池中的微生物取带有污泥的水样，就是要浑浊些的，然后做镜检啊，就是制作玻片，用显微镜观察即可，一般污水站化验室都配备有的。一般好像40倍的物镜就可以了。基本能看到轮虫。线虫等。还有部分藻类！污水处理中爆气池如何快速提高微生物数量,我是新手,请多指教采用闷曝的办法，最快的是接种，去别的污水处理场拉剩余污泥，直接放进曝气池，就可以了，这是最快的，最好是与你们污水处理厂处理的污水性质相同或者相近的最好请问污水处理时大量缩短曝气时间会导致微生物死亡吗？会的，我是污水处理的施工方，厂方为了省点电钱把风机每隔两个小时就停三个小时，现象出现了，第一天曝气池污泥颜色变黑灰缺氧，二沉池出水水质COD55，氨氮2.4。第二天，曝气池污泥上浮，二沉池出水水质COD80，氨氮3.2。持续一周我们曝气池弹性填料上挂的微生物膜层脱落，曝气池严重少泥，二沉池由于曝气池死亡的泥进入而把底层的正常污泥带上浮，导致二沉池出水不达标。COD240。氨氮9.2。总磷7以上。悬浮物140。所以建议曝气池不能缩短曝气时间，否则直接影响出水。给你一个建议：要是为了节能的话就把风机内的配置电机更换。答复完毕。AAO 法工艺介绍AAO 生物脱氮工艺将传统的活性污泥、生物硝化工艺结合起来, 取长补短, 更有效的去除水中的有机物。此法即是通常所说的厌氧- 缺氧- 好氧法, 污水依次经过厌氧池- 缺氧池- 好氧池被降解。工艺流程见图 1。2 AAO 法污水处理开工调试AAO 法污水处理开工运行前必须先进行好氧活性污泥的培养驯化, 污泥的培养驯化过程如下。2.1 培养过程(1) 污泥买来后, 将其投入检查合格的曝气池内, 注入清水, 此时水温应保持在 2530之间,温度不能太高, 应模拟正常生产时的温度。冬天温度最少也要控制在 20以上。因为在 2028之间是细菌繁殖的最佳温度, 注入温度适宜的清水后,启动风机曝气, 风量不能大, 沉淀后放掉上清液,以洗掉污泥中的化学药剂和细菌的毒素, 清洗的次数看具体情况而定。(2) 开始培养时, 加入过滤后的粪清, 测一下曝气池化学需氧量 COD, 达到 500700mg/L 即可。同时加入磷盐, 按纯磷 5mg/L 废水来计算, 再加入葡萄糖。其中, 糖类是能量, 磷盐和粪清是养料。尿素视氮的含量情况适当添加。培养时稀释水可以少加一点。(3) 曝气后 10min, 测一下溶解氧和 COD。培养之初因污泥没有活性, 对溶解氧及 COD 的消耗很少, 曝气量要适当调小, 只要泥不沉就行。还可以考虑间隔曝气, 时间看情况而定。(4) 曝气后需做一些比较工作, 就是通过测定30min 沉降比, 计算泥量, 以便观察污泥的生长情况。(5) 培养一段时间后, 如果发现 COD 或溶解氧与投入之初有明显减小, 就应增加 COD 的浓度,同时控制好溶解氧在 12mg/L, 以免细菌得不到足够的营养而自身分解。曝气量不能过大, 以免把没有活性的污泥冲散, 使细菌流失死亡。(6) 随着细菌的活性增加, 会排出一定量的毒物, 这时就隔一天换一定量的水, 在这个过程中要做好活性污泥量的比较工作, 看看泥量是否增加,COD 每天早晨和傍晚各做一次, 以比较所消耗的COD。(7) 进行镜检工作。如果观察到大量的透明状的细菌, 说明这时的细菌很活跃, 但还没有形成活性污泥, 因为没有结合好。在以后发现了菌胶团且沉降性能好, 此时说明活性污泥培养成功。观察污泥用低倍显微镜 (160 倍) 就可以了。2A2/O工艺的固有缺欠A2/O工艺的内在固有缺欠就是硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上存在着矛盾和竞争,很难在同一系统中同时获得氮、磷的高效去除,阻碍着生物除磷脱氮技术的应用。其中最主要的问题是厌氧环境下反硝化与释磷对碳源的竞争。根据生物除磷原理,在厌氧条件下,聚磷菌通过菌种间的协作,将有机物转化为挥发酸,借助水解聚磷释放的能量将之吸收到体内,并以聚羟基丁酸PHB形式贮存,提供后续好氧条件下过量摄磷和自身增殖所需的碳源和能量。如果厌氧区存在较多的硝酸盐,反硝化菌会以有机物为电子供体进行反硝化,消耗进水中有机碳源,影响厌氧产物PHB的合成,进而影响到后续除磷效果。一般而言,要同时达到氮、磷的去除目的,城市污水中碳氮比(COD/N)至少为452。当城市污水中碳源低于此要求时,由于该工艺把缺氧反硝化置于厌氧释磷之后,反硝化效果受到碳源量的限制,大量的未被反硝化的硝酸盐随回流污泥进入厌氧区,干扰厌氧释磷的正常进行(有时甚至会导致聚磷菌直接吸磷),最终影响到整个营养盐去除系统的稳定运行。为解决A2/O工艺碳源不足及其引起的硝酸盐进入厌氧区干扰释磷的问题,研究者们进行了大量工艺改进,归纳起来主要有三个方面:一是解决硝酸盐干扰释磷问题而提出的工艺,如:UCT、MUCT等工艺;二是直接针对碳源不足而采取解决措施,如补充碳源、改变进水方式、为反硝化和除磷重新分配碳源,进而形成的一些工艺,如:JHB工艺、倒置A2/O工艺;三是随着反硝化除磷细菌DPB的发现形成的以厌氧污泥中PHB为反硝化碳源的工艺,如:Dephanox工艺和双污泥系统的除磷脱氮工艺。3硝酸盐干扰释磷问题的工艺对策南非UCT(University of Cape Town,1983)工艺(见图6)将A2/O中的污泥回流由厌氧区改到缺氧区,使污泥经反硝化后再回流至厌氧区,减少了回流污泥中硝酸盐和溶解氧含量。当UCT工艺作为阶段反应器在水力停留时间较短和低泥龄下运行时在美国被称为VIP(Virginia Initiative Process,1987)工艺3。与A2/O工艺相比,UCT工艺在适当的COD/TKN比例下,缺氧区的反硝化可使厌氧区回流混合液中硝酸盐含量接近于零。当进水TKN/COD较高时,缺氧区无法实现完全的脱氮,仍有部分硝酸盐进入厌氧区,因此又产生改良UCT工艺MUCT工艺(见图7)。MUCT工艺有两个缺氧池,前一个接受二沉池回流污泥,后一个接受好氧区硝化混合液,使污泥的脱氮与混合液的脱氮完全分开,进一步减少硝酸盐进入厌氧区的可能。 4弥补碳源不足的工艺对策41补充碳源补充碳源可分为两类:一类是包括甲醇、乙醇、丙酮和乙酸等可用作外部碳源的化合物,一类是易生物降解的COD源,它们可以是初沉池污泥发酵的上清液4或其它酸性消化池的上清液或者是某种具有大量易生物降解COD组分的有机废水,例如:麦芽工业废水、水果和蔬菜工业废水和果汁工业废水等。碳源的投加位置可以是缺氧反应器,也可以是厌氧反应器,在厌氧反应器中投加碳源不仅能改善除磷,而且能增加硝酸盐的去除潜力,因为投加易生物降解的COD能使起始的脱氮速率加快,并能运行较长的一段时间1。42改变进水方式取消初次沉淀池或缩短初次沉淀时间5,使沉砂池出水中所含大量颗粒有机物直接进入生化反应系统,这种传统意义上的初次沉淀池污泥进入生化反应池后,可引发常规活性污泥法系统边界条件的重要变化之一就是进水的有机物总量增加了,部分地缓解了碳源不足的问题,在提高除磷脱氮效率的同时,降低运行成本。对功能完整的城市污水处理厂而言,这种碳源是易于获取又不额外增加费用的。Johannesburg(JHB)工艺2是在A2/O工艺到厌氧区污泥回流线路中增加了一个缺氧池(见图8),这样,来自二沉池的污泥可利用33%左右进水中的有机物作为反硝化碳源去除硝态氮,以消除硝酸盐对厌氧池厌氧环境的不利影响。此外,对传统A2/O工艺有人建议,采用1/3进水入缺氧区,2/3进水入厌氧区的分配方案可以取得较高的N,P去除效果7。43倒置A2/O工艺同济大学高廷耀、张波等认为8,传统A2/O工艺厌氧、缺氧、好氧布置的合理性值得怀疑。其在碳源分配上总是优先照顾释磷的需要,把厌氧区放在工艺的前部,缺氧区置后。这种作法是以牺牲系统的反硝化速率为前提的。但释磷本身并不是除磷脱氮工艺的最终目的。就工艺的最终目的而言,把厌氧区前置是否真正有利,利弊如何,是值得研究的。基于以上认识,他们对常规除磷脱氮工艺提出一种新的碳源分配方式,缺氧区放在工艺最前端,厌氧区置后,即所谓的倒置A2/O工艺(见图9)。其特点如下:聚磷菌厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境,其在厌氧条件下形成的吸磷动力可以得到更充分的利用,具有“饥饿效应”优势;允许所有参与回流的污泥全部经历完整的释磷、吸磷过程,故在除磷方面具有“群体效应”优势;缺氧段位于工艺的首端,允许反硝化优先获得碳源,故进一步加强了系统的脱氮能力;工程上采取适当措施可以将回流污泥和内循环合并为一个外回流系统,因而流程简捷,宜于推广。据他们报道,该工艺在实验室机理试验中得到了较好的除磷脱氮效果。5以厌氧污泥中PHB为反硝化碳源的工艺随着除磷研究在微生物学领域的深化,研究者发现一种“兼性厌氧反硝化除磷细菌”DPB(Denitrifying Phosphorus Removing Bacteria)能在缺氧环境下,在氧化PHB的过程中能以硝酸盐代替氧作电子受体,使摄磷和反硝化这两个不同的生物过程,能够借助同一种细菌在同一环境中一并完成,实现同时反硝化和过度摄磷,即所谓“一碳(指PHB)两用”。这对于解决除磷系统反硝化碳源不足的问题和降低系统充氧能耗都具有一定的意义,于是产生了利用DPB的反硝化除磷工艺。51DPB的特点研究表明:DPB易在厌氧/缺氧序批反应器中积累;DPB在传统除磷系统中大量存在;DPB与完全好氧的聚磷菌PAO ( PolyphosphateAccumulating Organisms)相比,有相似的除磷潜力和对细胞内有机物质(如PHB)、肝糖的降解能力9。52DEPHANOX工艺Wanner在1992年率先开发出第一个以厌氧污泥中的PHB为反硝化碳源的工艺,取得了良好的N,P去除效果10,该工艺就是DEPHANOX工艺(见图10)。DEPHANOX工艺是满足反硝化除磷细菌所需环境和基质的一种强化除磷工艺,其特点是在A2/O工艺的厌氧池与缺氧池之间增设一中间沉淀池和固定膜反应池(一种好氧生物膜反应器)。原污水进入厌氧反应池后,聚磷菌放磷,大部分有机底物被污泥生物降解;在中间沉淀池中活性污泥和富含P和氨的上清液分离;上清液在固定膜反应池进行硝化。这样,被沉淀的污泥则跨越固定膜反应池并与在其内生成的硝酸盐一起进入后续的缺氧反应池,同时进行反硝化和摄磷;再曝气池吹脱氮气并使聚磷菌完全再生。试验表明在缺氧反应器中硝酸盐(电子受体)缺少的情况下再曝气池完成过量磷的吸收是非常有必要的。AAO里面脱氮和除磷在硝化液回流方面是有点相互制约的，回流比大了脱氮好除磷不好，回流比小了除磷好脱氮不好。呵呵，主要还是用在大型的污水处理厂了，如果对磷要求比较高就加化学除磷了培菌初期DO偏高是很正常的，因为微生物数量比较少，耗氧速率低。控制DO不要大于5都是可以的，我们之前做过培菌，证明只要DO不太离谱，比如在3-5之间都是可以的，随着微生物的增长，相同气量下DO会逐渐降低的。另外因为温度低，水体中的DO值也会比夏天高的；等到连续进水的时候，DO会进一步降低的，放心好了培菌是需要时间的，你才开始多少天就着急了。一般一个星期后，泥都会长很多了，SV30会有15左右，气温低、进水COD低可能这个过程要长一点，如果你要保险一点，可以考虑MLSS达到1000就开始小水量连续进水，这样能及时补充有机物。如果连续进水开始，污泥回流系统也要同步开启。我们当时培菌的时候，MLSS达到1000就可是少量排泥了。考虑你们的情况，可以等MLSS再高点再考虑排剩余污泥。一个星期后你再看吧，污泥应该会长的！至于泥长到什么程度可以完成培菌，我想还是可以按照F/M（食微比）的方法进行判断，冬天的食微比可以控制低一点，也就是MLSS可以控制高一点污泥调试成熟的标志,1.生物相稳定，菌教团颜色土黄色或棕黄色，颜色比较鲜艳，结构密室。具有一定量的钟虫、轮虫等生物。2.SV在10-30%，建议培养时培养到较高的SV范围。保证池中有足够的污泥数量。我给几个建议，本人是焦化污水调试出身，可能有点误差。1、对于生活污水项目，好氧段投泥后连续闷曝有点浪费，建议风机间断运行，如果设备能够自动转换控制最佳，你就可以一边睡觉去了，呵呵。2、各单元驯化先后顺序的问题，建议先拿好氧池开始，倒着走，我记得焦耐院的AAO有好氧段回流水到A段的，这些水不能浪费了，在好氧段闷曝是排除的污水就送回到A段，好东西啊。3、营养物质的投加。应该设定一个COD值，闷曝前计算当量补充的有机炭源。当然如果方便，联系大便厂家拉过来直接放进去，注意毛发等杂志哦。4、闷曝阶段的控制。一般间断曝气2天左右换一次水，在闷曝在换水，一般3、4个疗程应该就能够看到效果了。5、通过DO变化、进水、出水水质对比，可以明显的发现污泥微生物的存在、状大，然后就是连续进水了。6、注意开始连续进水曝气阶段污泥流失的可能性最大，曝气量和曝气频率的控制比较重要，建议还是间断曝气来的稳妥。7、胆大心细最重要。刚接触调试的人员不能怕这怕那，畏首畏尾，要有一定的自信和眼力。呵呵。总结：我的老师曾经讲过，一个无人看护的水处理项目保持连续进水、出水，里面的细菌也能自己慢慢培养起来，这是自然法则，只不过是时间长短的问题。调试人员的任务就是加快这一生物衍化的进程，控制其发展方向。放心，刚开始调试，我也不敢乱动，生怕整坏了啥，影响工程进度，后来让老师骂得多了就慢慢的毛了。希望这些文字性的东西对大家都能有所帮助。不要随意改变调试计划，以上仅为个人意见，可以参考但不能保证效果，毕竟也许我们相隔万里，你要依据现场情况做出合适的判断，让我忽悠了可不好如调试氧化沟,有时根本不用你如何去管,一个月下来,OK。工业废水调试不好讲!关键还是从水质稳定性入手,保证输入在设计范围应该讲是没有问题的!SV30:实际就是活性污泥在1000毫升量筒中沉降30分钟后的体积。单位ML/LMLSS:混合液悬浮固体（MIX LIQUID SUSPENDED Solid）1L曝气池污泥混合液所含干污泥的质量.由活性细胞、内源代谢残留的微生物机体、不可生化的有机悬浮固体、无机悬浮固体组成。单位：g/LSVI:污泥容积指数 SVI=SV30/MLSS污泥指数指曝气池混合液经30min静沉后, 相应的1g干污泥所占的容积(以mL计), 即: SVI=混合液 30min静沉后污泥容积(mL)/污泥干重(g) SVI值能较好地反映出活性污泥的松散程度和凝聚沉降性能。良好的活性污泥SVI常在50300之间, SVI过高的污泥, 必须降低污泥浓度才能很好沉降。测定SVI时应注意污泥浓度, 在同浓度情况下测得的SVI才有相互比较的价值。测定容器的大小对测定数值也有一定影响, 需注意统一测量容器SVI=SV30/MLSS所以综合起来看从上面三个量的单位上理解：SV30(ml/L)/MLSS(g/L)=SVI(ml/g)-每单位干污泥形成的湿泥的体积AAO工艺概况AAO（厌 氧/缺氧/好氧)工艺，亦称A2/O工艺，是70年代由美国的一些专家在厌氧一好氧(An-0)法脱氮工艺的基础上开发的，其宗旨是开发一项能够同步脱氮除磷的污水处理工艺1571.其工艺流程如图4.1，各反应器单元功能与工艺特征如下:(1 )原 污 水与从沉淀池排出的含磷回流污泥进人厌氧反应器，该反应器主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化.(2 )污 水 经过厌氧反应器进人缺氧反应器，该反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q (Q一一原污水流量).(3 )混 合 液从缺氧反应器进人好氧反应器，该反应器是多功能的:去除BOD5,硝化和吸收磷。这三项反应都是重要的，混合液中含有N03-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD5(或COD)则得到去除.流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。(4 )沉 淀 池的功能是泥水分离，污泥的一部分回流厌氧反应器，上清液作为处理水排放.AA O 工 艺具有以下各项特点:(1 )该 工 艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺.(2 )在 厌 氧(缺氧)、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100,(3 )污 泥 中含磷浓度高，具有很高的肥效。(4 )运 行 中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低。AA O 工 艺也存在如下各项的待解决问题:(1 )除 磷 效果难于再行提高(总磷去除率一般为70%1591)，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当PBOD，值高时更是如此.(2 )脱 氮 效果也难于进一步提高(总氮去除率一般为4070%159,601)，内循环量一般以2Q为限，不宜太高。(3 )进 人 沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。AA O 反应 器中，通过改变进水磷浓度三个工况，考察了AAO反应器的脱氮除磷效果，并对COD、氮、磷等物质在厌氧、缺氧、好氧三反应器中的迁移进行了分析，观察到缺氧反硝化吸磷等一系列现象.本节中，将着重从微生物角度来讨论AAO反应器生物强化除磷的特性.1.不同进水C/P条件下AAO反应器中微生物的组成在活 性 污 泥脱氮除磷系统中，根据所起作用不同将微生物可分为以下几类:以有机底物为营养进行好氧呼吸的异养菌;以C伍为碳源，将NH3-N转化为N02-N和N03-N的一类化能自养菌，称为硝化菌;在缺氧(不存在分子态溶解氧)条件下，将N02-N和N03-N还原成气态氮(场)或N20, NO的一类异养型细菌，称为反硝化菌;厌氧1好氧交替运行导致厌氧释磷、好氧超量吸磷的一类异养型细菌，称为聚磷菌.另外，随着对EBPR机理研究的深人，人们还研究了聚糖菌和反硝化聚磷菌.为方便讨论，下文中所指异养菌特指以有机底物为营养进行好氧呼吸的异养菌.1.1异养菌、硝化菌与反硝化菌在 AA O 系统中，异养菌在好氧池中发生反应，以分子态q为电子受体，环境中有机底物为电子供体进行好氧呼吸.也就是说，在泥龄、回流量等运行条件一定、溶解氧充足的条件下，AAO系统中异养菌的数量取决与进人好氧池有机底物的数量.通过表4.7和表4.8可以看出，三工况进人好氧池的COD浓度分别为66.64和61mg/L,好氧池对COD的去除率分别为25.3%、31.3%和25.1%.即进水经过厌氧池和缺氧池后，COD已经大量被去除，进人好氧池的有机底物水平非常低.因此可以认为，三工况中异养菌水平均较低，对有机物去除的贡献较小.AA O 系 统对脱氮起主要作用的即硝化菌和反硝化菌.硝化菌在好氧池中发生反应，将NH3-N氧化为NOx一与异养菌类似，在运行条件和环境因素一定的条件下，AAO系统中硝化菌的数量取决于进人好氧池NH3一的数量.在三工况中，进水NH3-N和有机氮浓度一定，另NH3一在厌氧池和缺氧池除少量用于微生物细胞合成外基本无去除，即三工况进人好氧池的NH3一浓度差不多(表4.9)，故可以认为，三工况中硝化菌数量维持在同一水平。AA O 系 统中反硝化蔺在厌氧池和缺氧池中发生反应.与硝化菌的分析类似，在进水氮浓度及组分不变、总氮去除率相当的情况下，三工况中反硝化菌数量维持在同一水平.1.2聚磷菌与聚糖菌表4.15污泥含礴量(mgp/gvSS)评价康礴苗水平的指标最大 比缺氧吸碑速率(m g 龙 VSS.h)最大比好氧吸碑速率(mgP/gVSS.h )工况一39一42 0 .8 3 3.27 7.83工况二工况三66-69 0 .7 8 6.29 17.4590-94 0 .7 2 10.3 28.04通过 对 磷 在AAO系统中的迁移分析可以看出，聚磷菌在厌氧、缺氧和好氧三池均发生了反应.在这里，将好氧聚磷菌与反硝化聚磷菌作为一整体来分析.评价AAO第四章AAO工艺生物蝇化除确特性研究系统中聚磷菌水平高低的指标包括:污泥含磷量、好氧池VSS/SS以及好(缺)氧吸磷速率等，在三工况中分别测定上述指标，如表4.15所示.由表 4 .1 5可以看出:(I)随着进水C/P的增加，三工况好氧池中污泥含磷量逐渐升高，由40 mgP/gVSS升高到90 mgP/gVSS(即从4%升高到9%).污泥含磷量是指单位微生物细胞所含有的总磷量，代表了活性污泥在一定的条件下贮存磷的最大能力.普通活性污泥由于微生物生长的生理需要，对磷的正常吸收，一般微生物细胞干重含磷2一3%;而成功的EBPR系统中由于聚磷菌超量吸磷使得微生物细胞含磷量为一般微生物的2-5倍.因此可将污泥含磷量看作评价活性污泥中聚磷菌水平的一个因子.(2 )三 工 况VSS/SS依次降低，由0.83减少至0.72.对于普通活性污泥，SS和VSS可由以下两式表示:MLSS二Ma十Me Mi Mii二Ma十Me Mi(4.1)(4.2)上两 式 中 :Ma指具有代谢功能活性的微生物群体;Me指微生物(主要是细菌)内源代谢、自身氧化的残留物;Mi指由污水挟人的难为细菌降解的惰性有机物质;MR指由污水挟人的无机物质1571。一般认为活性污泥中的无机组成部分全部由原污水抉人，因为微生物体内存在的无机盐类由于数量极少，可忽略不计.而对于EBPR系统中的活性污泥来说，由于聚磷菌体内含有大量的无机磷，使得Mii成为评价微生物体内无机磷含量的一个指标.因此可以认为，随着进水C/P的增加，活性污泥的无机碑含量也增加，VSS/SS同污泥含磷量一样可作为评价聚磷菌含量的因子.(3 )在 第 三节中已提到，进水UP的增加使得三工况最大比好(缺)氧吸磷速率升高，即活性污泥中整体聚磷菌活性升高，或整体聚磷菌占活性污泥比例升高.系统 中 聚 磷菌活性的升高必然会增大它对碳源的需求，因此分析进水中碳源的分配可以更深人地了解系统中微生物的竞争情况。由第三节中分析COD在AAO各反应器中的迁移可知，原水中溶解性COD主要在厌氧池得到去除。厌氧池中发生的反应有:一是聚磷菌厌氧释磷反应消耗COD;二是从沉淀池回流的NOX一发生反硝化反应消耗COD;三是大分子的有机物(如淀粉)被活性污泥絮体吸附，使得溶解性COD减少。由表4.8可知，三工况厌氧池对COD的去除率基本相当，在68-74%范围内，即三工况中用于上述三反应的COD量基本相同.另外，由于三工况厌氧池第四章AAO工艺生物强化除碑特性研究中对NOx一的去除率相当，即用于反硝化反应的COD量基本相同;而由于三工况进水有机物成分完全相同，故认为三工况厌氧池中活性污泥絮体吸附的COD量基本相同.基于以上几点可以推断出三工况用于聚磷菌厌氧释磷的COD基本相当.从机 理 角 度讲，在碳源供应相同的条件下，相同数量的聚磷菌厌氧释磷量的多少取决于环境的州值，pH值越高则释磷量越大。5,341.在本研究中，三工况厌氧池pH值基本无变化，维持在7.2一7.5之间，然而厌氧池释磷量却逐渐升高(见表4.11 ),这一方面说明了随着进水C/P的增加，厌氧池中聚磷菌的活性相应增加(同上小节分析);另一方面也可能说明存在某一类微生物，消耗了COD却没有释磷.通过上述对三工况释磷量的分析以及上小节三类微生物各自水平变化的分析可以认为，AAO系统中还存在一类细菌，即聚糖菌.聚糖菌本身与聚磷菌存在对碳源的竞争，其在厌氧条件下也会吸收环境中低分子脂肪酸贮存为胞内PHAs，但与聚磷菌不同的是，贮存PHAs所播的能量来自胞内另一贮存物糖原的分解而不是聚磷的分解，故聚糖菌厌氧消耗COD却不释磷，这也就解释了AAO反应器三工况厌氧池中消耗COD量基本相同而释磷量差别较大的现象.由于三工况厌氧释磷量依次升高，可以认为进水C/P的增加促进了聚磷菌对聚糖菌的竞争，使得更多的碳源用于聚磷菌释磷.Liu 等 通 过乙酸进水、厌氧一好氧交替运行反应器考察了进水UP对聚磷菌和聚糖菌竞争的影响271.试验结果与本研究一致:在进水C/P由50降低至5的过程中，系统污泥含磷量逐渐升高，使得厌氧释磷量和乙酸吸收速率增大.系统中聚磷菌与聚糖菌的竞争可认为是“内能型”竞争，竟争的主要因素即厌氧条件下由胞内贮存物质(聚磷或糖原)提供能量的乙酸吸收过程.乙酸被聚磷菌和聚糖菌吸收后，迅速转化并被贮存为碳源(PHAs)，在随后的好氧阶段被用于微生物生长和提供能量。因此，厌氧条件下乙酸被吸收的程度，作为内部能量的函数，被认为是影响两类微生物竞争的主导因素。较低的进水磷浓度使得污泥含磷量较低，即聚磷含量低，这也就限制了以聚磷为能源吸收乙酸的聚磷菌的生长;相反，聚糖菌吸收乙酸不受胞内聚磷含量的限制，能吸收更多的乙酸贮存为PHAs并用于好氧条件下的生长，故能在竞争中占优势成为主导微生物。由上 述 分 析可知，适当的提高进水磷浓度有利于系统中聚磷菌对聚糖菌的竞争，能获得理想的除磷效果.但试验也表明进水磷浓度过高时(如工况三中UP低于30),尽管污泥含磷量能进一步提高，但由于碳源数量的抑制使得磷不能完全被去除.因第四章AAO工艺生物强化除礴特性研究此在实际工程应用中，应根据进水水质(主要指低分子脂肪酸占COD的比例)和运行参数(回流比和泥龄)来确定适宜采用EBPR工艺的C/P值的范围;另外，提高进水磷浓度刺激聚磷菌生长的方法可用于实验室或工程上系统启动驯化阶段.2.缺氧池中磷的吸收2.1内碳源的利用对缺氧池磷被吸收的现象进行了分析，认为系统中出现了另一类细菌，即反硝化聚磷菌.反硝化聚磷菌的主要特征是利用NO作为电子受体，分解胞内PHAs并吸收环境中碑，由于脱氮除磷所利用的是同一碳源，故称之为“一碳二用”.在第三节中对COD在各反应器的迁移进行了分析，结果表明缺氧反应器中溶解性COD基本上无降解(表4.8).由于缺氧池中发生了反硝化和吸磷反应，因此可以认为，两反应所需的碳源主要为内碳源PHAs.对工况二AAO系统三反应器中污泥含PHAs量进行了测定，结果如表4.16所示，证明了在缺氧反应器中的确存在PHAs的消耗。2.2反硝化与吸礴的关系表4.17 三工况映叙池中N伍一和P的减少级NOx-减少量(mg/L) P减少量(mg/L) NOX7P，将三 工 况 缺氧反应器中NOx和P的减少量列于表4.17，可以看出:(1)三工况缺氧反应器中NW 消耗与P吸收之间的比例依次为1.1, 0.8和0.7，与第四节通过缺氧批式试验得出的0.6一0.9基本上吻合.(2)该值依次下降的原因可能是反硝化聚磷菌利用内碳源进行反硝化占总反硝化的比例越来越高。2.3反硝化除磷出现的条件目前 国 内 外对反硝化除磷的研究主要是在实验室用厌氧一缺氧交替运行反应器培养富集的反硝化聚磷菌，在实际工程方面，Kuba等和Ostgaaxd等在改进UCT工艺的污水处理厂中均发现了反硝化聚磷现象20,211.其中Kuba等提出了在实际污水厂培养出反硝化聚磷菌可能的运行措施【201.(1)使活性污泥循环经过厌氧和缺氧运行;(2)尽量避免NOx，进水厌氧区，即避免与聚磷菌争夺碳源;(3)尽量使用前置反硝化工艺(如UCT)，且NOx.应充分回流至缺氧区，即充分发挥缺氧区的反硝化能力，这样能刺激聚磷菌利用胞内碳源PHAs进行反硝化除磷以及避免PHAs在好氧区的大量氧化。在本 研 究 中，AAO反应器在整个运行过程中一直存在较明显的反硝化除磷现象，而运行条件与上述的三点并不完全符合，其出现原因可能与进水水质有关.AAO反应器采用人工配水，将水质按ASM2模型组分划分(表4.18)，可见进水中低分子脂肪酸SA和可发醉的易降解有机物SF比例都不低，两者之和即易降解有机物Ss占总COD的4296.在AAO反应器厌氧池中，绝大部分SS和部分xs被利用，COD迅速降低，使得进人缺氧池的COD水平较低.在外碳源缺乏的条件下，能利用内碳源进行反硝化的菌种成为了优势菌种，因而AAO反应器中出现了反硝化聚磷菌.由此可见，AAO系统中出现反硝化聚磷菌的一个重要条件是厌氧池中尽可能多地将有机底物转化为胞内PHAs贮存，使得缺氧池中外碳源缺乏，继而使得内碳源成为反硝化反应的主要碳源。小结(1)在实验室搭建并运行AAO反应器，处理人工配制污水，进水CODIP值分别为 60 ,4 0和30左右.COD,B OD5,T N以及NH3一的去除率在三个工况中比较 接 近 ， 分 别在90,9 0.6 7和99%左右.工况一和工况二对TP的去除率达 90 %左 右，而工况三出水仆在3一4mg/L间，去除率在70%以下；(2)原水中COD大部分在厌氧池去除;NH3-N主要在好氧池去除，NOX-N在厌氧池和 缺 氧 池去除，两池去除比例相当;厌氧池中大量释P，缺氧池和好氧池均出现 P的 吸 收；(3) AAO缺氧池中出现较明显的反硝化聚磷现象，经测定，三工况flN0 3分别为0.4 2, 0 . 36和0.37。此外在缺氧吸磷批式实验中发现，P吸收与NOX稍耗之间的 比 例 在0.6一0.9m g-NOXImg-P之间；(4)在AM三工况中，随着进水C/P的减小，污泥中异养菌、硝化菌和反硝化菌含童 基 本 上不变，而聚琪菌含羞增加，同时架糖菌比例降低，即进水C/P的减小 促 进 了聚磷菌对糖原菌的竞争；(5) AAO系统中出现反硝化聚磷菌的重要条件是厌氧池中尽可能多的有机底物被转化 为 胞 内PHAs，且缺氧池中外碳源缺乏，使得内碳源成为反硝化反应的主要 碳 源 。微生物生长曲线 四个阶段：停滞期 又称调整期，这是微生物培养的最初阶段。初期，细胞内各种酶系要有一个适应的过程。开始时，菌体不裂殖，菌数不增加，但是经过一段时期，到了停滞期的后期时，酶系有了一定时间适应环境，菌体发育到了一定的程度后，便开始进行细胞分裂，微生物的生长速度开始增长。对数期 又称生长旺盛期。细胞经过一段时期的调整适应后，就可以最快的速率进行分裂繁殖，细胞的生长进入了生长旺盛期。在这个期间，细菌数以几何级数增加，称为对数期，为等速生长期，细菌的生长速率为最大。A.此期间内，微生物周围的营养物质丰富，生物体的生长、繁殖不受底物限制。B.此期间内，死细菌数是较小的静止期 又称平衡器，细胞经过对数期大量繁殖后，液相中的营养物质逐渐被消耗减少，细胞繁殖速率逐渐减慢，故又称减速生长期。在这个期间，细胞繁殖速率几乎和细胞的死亡速率相等，活菌数趋于稳定，这个现象的出现主要是由于环境中的养料减少。，代谢产物积累过多所致。如果在此期间，继续再增加营养物质，并排出代谢产物，那么菌体细胞又可以恢复过去对数期的生长速率。衰老期 又称衰亡期 静止期后，液相中的营养物质耗尽，细菌因为得不到足够的营养而只能利用菌体内储存的物质或者以死菌体作为养料，进行着内源呼吸，维持生命，故有时又称该时期为内源呼吸期，。这期间液相中的活细胞数急剧下降，只有少数细胞继续分裂，大多数细菌出现自容现象并死亡。死亡速率大于生长速率，生长曲线显著下降。在细胞形态方面，此时呈退化型较多，有些细菌在这个期间也往往会产生芽孢。 环境中营养物质的多少影响着微生物的生长。我们控制营养物质的供给，就控制了微生物的生长繁殖及活动情况，在生物处理中，我们控制了一定的F/M值，（F代表营养物质，M代表细胞量，F/M是两者的比值，也称生物负荷率）就可以得出不同的微生物生长率，微生物的活性和处理效果。 如果我们采用较高的F/M值维持微生物的对数生长，则此时微生物繁殖很快，活力也很强，处理废水的能力必然较高。微生物处于食料过剩的环境中，微生物的生长速率不受有机物的限制，而与其本身的量有关。在这种情况下，微生物的絮凝、沉降性较差，出水带出的有机物质，包括菌体也多一些，也就是说，利用对数期进行废水处理的生化处理，虽然反应速率很快，但是想取得稳定的出水以及较高的处理效果，也比较困难，所以一般在废水生物处理过程中，经常利用减数生长期或者内源呼吸期的微生物生长、活动，使沸水中的有机物稳定化，并取得较好的处理效果固液分离型膜 - 生物反应器 固液分离型膜 - 生物反应器是在水处理领域中研究得最为广泛深入的一类膜 - 生物反应器，是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。在传统的废水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在 1.53.5g/L 左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间（ HRT ）与污泥龄（ SRT ）相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的 25% 40% 。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。针对上述问题， MBR 将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，大大提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌 ( 特别是优势菌群 ) 的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低 F/M 比减少剩余污泥产生量（甚至为零），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。 五、 MBR 工艺类型 以下讨论的均为固液分离型膜 - 生物反应器。 根据膜组件和生物反应器的组合方式，可将 膜 - 生物反应器 分为分置式、一体式以及复合式三种基本类型。分置式和一体式的 MBR 请参见图 3 。 分置式膜 - 生物反应器把膜组件和生物反应器分开设置，如图 3 所示。生物反应器中的混合液经循环泵增压后打至膜组件的过滤端，在压力作用下混合液中的液体透过膜，成为系统处理水；固形物、大分子物质等则被膜截留，随浓缩液回流到生物反应器内。分置式膜 - 生物反应器的特点是运行稳定可靠，易于膜的清洗、更换及增设；而且膜通量普遍较大。但一般条件下为减少污染物在膜表面的沉积，延长膜的清洗周期，需要用循环泵提供较高的膜面错流流速，水流循环量大、动力费用高 (Yamamoto, 1989) ，并且泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物菌体产生失活现象 ( Brockmann and Seyfried, 1997 ) 。 一体式膜 - 生物反应器是把膜组件置于生物反应器内部，如图 4 所示。进水进入膜 - 生物反应器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在外压作用下由膜过滤出水。这种形式的膜 - 生物反应器由于省去了混合液循环系统，并且靠抽吸出水，能耗相对较低；占地较分置式更为紧凑，近年来在水处理领域受到了特别关注。但是一般膜通量相对较低，容易发生膜污染，膜污染后不容易清洗和更换。 复合式膜 - 生物反应器在形式上也属于一体式膜 - 生物反应器，所不同的是在生物反应