微生物论文正文

1、污水好氧活性污泥法的机理与影响因素分析（环工学院环境科学29071001班21号钟家骅）【摘要】 现代生活中大量的污水排放严重威胁到环境生态与人们自身的健康，对污水进行有效的处理势在必行。在目前众多的生物处理方式中，好氧活性污泥法的应用最为广泛。对此我们探讨好养活性污泥处理污水的机理和分析影响生物降解工程运作中的影响因素，将对此方法有一个全面清晰的了解。【关键词】 好氧活性污泥 菌胶团 絮凝性 丝状膨胀目录引言-1一、 生物降解的一般途径与代谢过程-11、 有机污染好氧微生物降解的一般途径-12、 微生物降解的代谢示意图-1二好养活性污泥中的微生物群落-21好养活性污泥的组成和性质-23活性污

2、泥中的微生物群落-2三、好氧活性污泥的作用机理-3四、典型的工艺流程-31.推流式活性污泥法：-32.完全混合式活性污泥法=-4五、污泥中微生物的具体作用-5 1.菌胶团的作用：-5 2.原生动物和微型后生动物的作用=5六、好氧活性污泥的培养-6七、活性污泥丝状膨胀-73.控制活性污泥丝状膨胀的对策-8参考文献-8引言处理污废水的方法有很多，包括物理、化学、生物方面等等，其中生物法以其可再生、利用生命体自身高效的生化作用且处理效果好、避免了直接化学处理带来的二次污染等优势被人们广泛采用。生物处理有植物类、微生物类，在氧化塘里甚至还有一些软体动物。环境中众多微生物有着降解有机污染物的能力因而在生

3、物处理中有着重要地位。根据微生物的附着状态可分为活性污泥法和生物膜法，直到今天，活性污泥法依旧是最常用的废水生物处理工艺，其中又以好养活性污泥法应用最广，一下就着重讲述好养活性污泥法的处理原理。一、 生物降解的一般途径与代谢过程！、有机污染好氧微生物降解的一般途径二好养活性污泥中的微生物群落1. 好养活性污泥的组成和性质（1） 组成部分：是由好氧微生物、兼性厌氧微生物、少量厌氧微生物和污水中的有机、无机固体物质混凝交织在一起，形成的絮状体或称为绒粒（floc）。（2） 性质：各种污泥颜色不同，含水率达99%；相对密度在1.002-1.006，具有沉降性能；有生物活性，能吸附、氧化有机物；胞外酶

4、在水溶液中将废水中的大分子有机物水解为小分子，进而吸收到体内被氧化分解；能自我繁殖；绒粒大小为0,02，比表面积为20-100平方厘米每毫升；呈弱酸性（pH约为6.7），对进水pH有一定缓冲能力。2. 微生物的存在状态（1） 在完全混合式曝气池中，以悬浮状态存在，均匀分布。（2） 在推流式曝气池中，各区段之间的微生物种群和数量有差异，随推流方向微生物种类依次增多。而在每一区段中的任何一点，微生物群落基本相同。3. 活性污泥中的微生物群落（1） 菌胶团：好氧活性污泥的结构和功能的中心是能起絮凝作用的细菌形成的细菌团块，称菌胶团。在其上生长着其他微生物，如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物和某些

5、微型后生动物（轮虫及线虫等）。（2） 微生物体系：、曝气池内的活性污泥是在不同的营养、供氧、温度及pH等条件下，形成由最适宜增值的絮凝细菌为中心，与多种多样的其他微生物集居所形组成的一个生态系。 （3） 主体菌种：活性污泥的主体菌种（优势菌）来源于土壤、河水、下水道污水和空气中的微生物。大多是革兰氏阴性菌，如动胶菌属和丛毛单胞菌属，可占70%。好氧活性污泥的细菌能迅速稳定污（废）水中的有机污染物，有良好的自我凝聚能力和沉降性能。其中的微生物种群相对稳定，但当营养条件（污水种类、化学组成、浓度）、温度、供氧、pH等环境条件改变，会导致主要菌种（优势菌）改变。而生活污水和医院废水里还含有致病微生物

6、。（4） 微生物浓度：常用1L活性污泥混合液中含有多少毫克恒重的干固体，即MLSS（混合液悬浮固体，包括无机的和有机的固体）表示。或用1L活性污泥混合液中含有多少毫克恒重、干的挥发性固体，即MLVSS（混合液挥发性悬浮固体，即代表有机固体-微生物）表示。一般城市污水中，MLVSS与MLSS的比值以0.7-0.8为宜。MLSS保持在2000-3000mg/L。工业废水中MLSS保持在3000mg/L左右。高浓度工业废水生物处理的MLSS保持在3000-5000mg/L。1mL好氧活性污泥中有细菌一千万至一亿个。（5） 活性污泥处理法的共同特点：a. 利用含微生物的絮状污泥（混合液悬浮固体-MLS

7、S）去除进水溶解性及颗粒态有机物。b. 利用静置沉淀去除工艺流程中的MLSS，产生含悬浮固体物低的废水。c. 沉淀下来的污泥作为浓缩污泥由沉淀池重新回流生物反应池。d. 利用剩余污泥控制污泥停留时间，使其达到所需要的值。三、好氧活性污泥的作用机理好氧活性污泥的作用类似于混凝剂，它能絮凝有机物和无机固体污染物，有“生物絮凝剂”之称。它能同时吸收和分解水中溶解性污染物，且能自我繁殖，有生物“活性”，可以持续利用，而化学混凝剂只能一次使用，故比化学混凝剂优越。吸附降解的过程分三步：第一步在有氧的条件下，活性污泥绒粒中的絮凝性微生物吸附污（废）水中的有机物。第二步是活性污泥绒粒中的水解性细菌水解大分子

8、有机物为小分子有机物，同时，微生物合成自身细胞。污（废）水中溶解性有机物直接被细菌吸收，在细菌体内氧化分解，其中间代谢产物被另一群细菌吸收，进而无机化。第三步是原生动物和微型后生动物吸收或吞食未分解彻底的有机物及游离细菌。四、典型的工艺流程1、 推流式活性污泥法：特点：其中活性污泥增长速率、有机物的浓度、有机物的降解速率、需氧速度和溶氧浓度从池首到池尾呈现动态变化。优点：BOD5去除率可达90%，出水水质较好；剩余污泥量较少，适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水；对污水的处理比较灵活；缺点：溶解氧的供求矛盾，前段供氧不足而后段供养过剩。基本示意图如下：2.完全混合式活性污泥法：特点：混合液

9、的组成、F/M值(污泥有机负荷)、微生物数量和组成、有机物降解速率和耗氧速率等反应器参数表现出均一性。主要优点：能承受高浓度废水。示意图如下：3、氧化沟式活性污泥法： 这是循环曝气池，在构造上，形式多样，运行灵活；其水流混合介于完全混合与推流之间。 优点：去除有机物的效率高，BOD5的去除率可达95%以上。 示意图如下：五、污泥中微生物的具体作用1、菌胶团的作用： 微生物学领域里习惯将动胶菌属形成的细菌团块称为菌胶团。广义的菌胶团指所有具有荚膜或黏液或明胶质的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的细菌团块。菌胶团是活性污泥的结构和功能的中心，其作用表现在：（1） 有很强的生物絮凝、吸附能力和氧化分解有机物

10、的能力。一旦菌胶团被破坏，则活性污泥的处理功能基本丧失。（2） 菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境。例如去除毒物，减少了氧的消耗量，使水中溶解氧含量升高，还提供了食料。（3） 为原生动物、微型后生动物提供附着栖息的场所。（4） 具有指示作用，可通过其生长现象衡量处理的性能。如新生的菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧密，则说明菌胶团生命力旺盛，吸附和氧化能力强，即再生能力强。2、原生动物和微型后生动物的作用： （1）指示作用：高等生物对环境的适应性相对较弱，原生动物和微型后生动物对污染环境的适应能力远低于细菌，所以在污染严重的地方原生动物和微型后生动物很少，随着

11、水体净化，相应的出现某些较高级的微生物，先后次序是：细菌-植物性鞭毛虫-肉足类（变形虫）-动物性鞭毛虫-游泳型纤毛虫、吸管虫-固着型纤毛虫-轮虫。因此具有指示作用。表现在以下三方面： a.可根据上述原生动物和微型后生动物的演替次序，根据它们的活动规律判断水质和污（废）水处理程度，还可判断活性污泥培养的成熟程度。 b.根据原生动物种类判断活性污泥和处理水质的好与坏。 c.根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。 根据原生动物消长的规律性初步判断污水净化程度，或根据原生动物的个体形态、生长状况的变化预报进水水质和运行条件是否正常。一旦发现原生动物形态、生长

12、状况异常，要及时分析是哪方面的问题，及时解决。（2）净化作用 腐生性营养的鞭毛虫通过渗透作用吸收污水中的溶解性有机物。大多数原生动物是动物性营养，他们吞食有机颗粒和游离细菌及其他微小生物，对净化水质起积极作用。另外有试验证明原生动物能摄取溶解性有机物，对水质起到进化作用。（3）促进絮凝作用和沉淀作用 原生动物能促使细菌发生絮凝作用。固着型纤毛虫本身有沉降性能，加上和细菌形成絮体，更有利于二沉池的泥水分离作用。六、好氧活性污泥的培养1、 活性污泥运行的影响因素及控制（1） 溶解氧：（OD）供氧不足时，溶解氧浓度过低、微生物代谢受阻、易于滋生丝状菌、产生污泥膨胀现象、净化功能下降。 若溶解氧浓度过

13、高，则氧的利用效率降低，且增加动力费用。控制措施：在曝气池出口处的混合液中的溶解氧保持在2mg/L左右。（2） 水温：最适宜温度在15-30度，最低温度在10度。（3） 营养物质：营养物质的比例和浓度都要调节到一定的范围内，适宜菌胶团的生长。有机负荷率（BOD5污泥负荷）F/M：表示曝气池内单位质量的活性污泥在单位时间内承受的有机基质的量。kg/(kgMLSS·d)。/(kgMLSS*d)。（4） pH：最适pH介于之间。低于：原生动物消失，丝状菌占优势；高于，微生物的代谢受抑制。2.培养方式： 有间歇式曝气培养和连续曝气培养。 （1） 间歇式曝气培养： a.菌种来源：来源复杂，有取

14、自相同或不同水质污水处理厂的污泥；有取自本厂集水池或沉淀池的下脚污泥；或本厂污水长期流经河流的河流淤泥经扩大培养后利用。 b.驯化：凡是采用处理水质不同的污水处理厂的的活性污泥都要经过驯化后才能使用。用间歇式曝气培养法驯化，逐步提高污水浓度，培养后期使其具有较好的沉降性能。c.培养：用连续曝气培养法继续培养驯化好的活性污泥，使活性污泥全面形成大颗粒絮团，具有良好沉降性能。曝气池混合液在1L量筒中30min的体积沉降比（SV30）达50%以上，污泥体积指数（SVI）在100mL/g左右；镜检看到菌胶团结构紧密，游离细菌少；原生动物大量出现，以钟虫等固着型纤毛虫为主，相继出现轮虫等；曝气池内活性污

15、泥的MLSS达到2000mg/L左右，进水流量达到设计量时，出水CODcr和BOD5明显减少，此时活性污泥进入成熟期，可以正式运行。若是工业废水，进水BOD5在200-300mg/L时，MLSS维持在3000mg/L左右，溶解氧维持在2-3mg/L为宜。（2）连续曝气培养：凡取现成的与本厂相同水质处理厂的活性污泥作菌种时，都可用连续曝气培养法培养活性污泥。接种量按曝气池体积的5%-10&投入，启动的最初几天可先闷曝，溶解氧维持在1mg/L左右，然后以小流量进水，每调整一个流量梯度要维持约一周的运行时间。随着进水流量的逐渐增大，溶解氧的浓度逐渐提高。工业废水标准如上，生活污水的进水BOD

16、5维持在150-250mg/L，曝气池内MLSS维持在2000mg/L左右，溶解氧维持在1-2mg/L为宜。七、活性污泥丝状膨胀正常条件下，活性污泥絮凝性好，沉降性能强。曝气池中混合液悬浮固体（MLSS）的SV30为70%-80%，SVI一般在50-150Ml/g，以100mL/g左右最好。SVI在200mL/g以上就标志着活性污泥发生膨胀。由丝状细菌或非丝状细菌引起的污泥膨胀，其膨胀污泥的SV30都在95%以上，甚至达到100%，完全沉不下来。二沉池中泥水分离困难，池面出水漂泥严重，漂浮污泥厚度可达20cm并溢出池外。出水水质极差，严重污染水质。1、 活性污泥丝状膨胀的成因。主导因素是丝状微

17、生物的过度生长，促进其生长的环境因素有：a. 温度：菌胶团细菌如动胶菌属最适宜温度为28-30度，与丝状细菌最适温度的差别不大，但菌胶团细菌为严格好氧菌，浮游球衣菌为好氧菌和微量好氧菌，由于温度影响氧的溶解度，因此在低溶解氧条件下，浮游球衣菌的竞争氧的能力远强于菌胶团细菌而优势生长。b. 溶解氧（DO）温度在25-30度的条件下，有机废水中溶解氧匮乏，丝状细菌优势生长，很容易引起污泥丝状膨胀。c. 可溶性有机物及其种类：几乎所有丝状细菌都能吸收可溶性有机物，尤其是低分子的糖类和有机酸。在污泥处理的运行过程中，有机物因缺氧不能降解彻底，积累大量有机酸，为丝状细菌创造营养条件。d. 有机物浓度（有

18、机负荷）：BOD5在200-300mg/L，往往会导致浮游球衣菌的数量比例增大，当其数量超过60%以上，则占优势而引起污泥膨胀。碳氮比不够高也限制了动胶菌属的絮状生长。e. 此外pH的变化也可能引起污泥膨胀。 2、污泥丝状膨胀机理：丝状细菌的比表面积更大，与环境的接触面积更打，则对有限制性的营养和环境条件的争夺中占优势。表现在：a 对溶解氧的竞争：充氧效率与好氧微生物的生长量成正相关性。如果曝气池溶解氧长期维持在较低水平，则明显有利于丝状细菌的生长。b 对可溶性有机物的竞争：低分子糖类和有机酸有利于丝状细菌生长，容易发生活性污泥丝状膨胀。c 对氮、磷的竞争：DOD5、N、P的理想比例为100:5:1。如果氮磷比小于理想值，在低氮和低磷情况下，丝状细菌具有较大比表面积，有利于它与菌胶团细菌争夺氮和磷而优势生长。d 有机物冲击负荷影响：指流入污水的有机物浓度、组成及流量发生急剧变