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活性污泥丝状膨胀和丝状膨胀控制对策等.ppt
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1、环境工程微生物学环境工程微生物学第二十二讲 第二篇第二篇 第三章第三章 水环境污染控制水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理与治理的生态工程及微生物学原理(2)(2)1第九章第九章 水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理第二节第二节 活性污泥丝状膨胀和丝状膨胀控制对策活性污泥丝状膨胀和丝状膨胀控制对策正常的活性污泥沉降性能很好,但当活性污泥性能发生变正常的活性污泥沉降性能很好,但当活性污泥性能发生变化,比重减轻,化,比重减轻,SVI(SVI(污泥体积指数污泥体积指数,是表示污泥沉降性能是表示污泥沉降性能的参数的参数)值增加时,污泥会因结构
2、松散而造成沉降困难,值增加时,污泥会因结构松散而造成沉降困难,在二次沉淀池中出现池面飘泥现象,污泥随出水排出,使在二次沉淀池中出现池面飘泥现象,污泥随出水排出,使出水有机物浓度增高,这一现象称为出水有机物浓度增高,这一现象称为污泥膨胀污泥膨胀。污泥膨胀有两种:污泥膨胀有两种:丝状膨胀丝状膨胀丝状细菌引起;丝状细菌引起;菌胶菌胶团膨胀团膨胀非丝状细菌引起。都可用非丝状细菌引起。都可用SVISVI衡量,当衡量,当SVISVI大于大于200ml/g200ml/g时表示发生膨胀,小于时表示发生膨胀,小于200200为正常,通常在为正常,通常在50-15050-150,最好是,最好是100100。2一、
3、活性污泥丝状膨胀的成因一、活性污泥丝状膨胀的成因 (一)(一)活性污泥线状膨胀的活性污泥线状膨胀的致因微生物致因微生物 最最常常出出现现的的有有1010几几种种,如如诺诺卡卡氏氏菌菌、微微丝丝菌菌、浮浮游游球球衣衣菌菌、发发硫硫菌菌等等。除除了了常常见见的的丝丝状状细细菌菌外外,也也包包括括某某些些放放线线菌菌、丝丝状状真真菌菌以以及及在在一一定定生生活活阶阶段段或或一一定定条条件件下下,菌菌体体能能集集合合成成链链状状的的芽芽孢孢杆杆菌菌属属、埃埃希希氏氏菌菌属属、黄黄杆杆菌菌属属、假假单单胞胞菌菌属的某些菌株。属的某些菌株。(二)活性污泥丝状膨胀的成因(二)活性污泥丝状膨胀的成因1 1、温
4、度:、温度:菌菌胶胶团团细细菌菌如如动动胶胶菌菌最最适适生生长长温温度度28-3028-30,浮浮游游球球衣衣菌菌是是25-3025-30,两两者者差差别别不不大大,但但浮浮游游球球衣衣菌菌是是微微量量好好氧氧能能竞竞争生长。争生长。32 2、溶解氧、溶解氧 菌胶团细菌是严格好氧的,浮游球衣菌是好氧菌但菌胶团细菌是严格好氧的,浮游球衣菌是好氧菌但在微氧条件下也能正常生长。贝日阿托氏菌、发硫菌在在微氧条件下也能正常生长。贝日阿托氏菌、发硫菌在0.5mg/L0.5mg/L时生长最好。时生长最好。3 3、可溶性有机物及其种类、可溶性有机物及其种类 丝状细菌能吸收可溶性有机物,尤其是低分子的糖丝状细菌
5、能吸收可溶性有机物,尤其是低分子的糖类和有机酸,厌氧条件下有机物不彻底分解产生有机酸,类和有机酸,厌氧条件下有机物不彻底分解产生有机酸,使丝状细菌大量生长。使丝状细菌大量生长。44 4、有机物浓度(有机负荷)、有机物浓度(有机负荷)浮浮游游球球衣衣菌菌较较能能适适应应贫贫营营养养的的生生长长条条件件,在在C C、N N含含量量较较低低的的条条件件下下能能良良好好生生长长。在在生生活活污污水水和和食食品品类类有有机机废废水水中中BODBOD5 5100-200mg/L100-200mg/L,浮浮游游细细菌菌可可呈呈优优势势生生长长,数数量量超超过过60%60%,使使污污泥泥发发生生膨膨胀胀。动动
6、胶胶菌菌适适于于营营养养较较丰丰富富的的条条件件,对对碳碳源源利利用用率率高高,C C:N N大大于于1010呈呈絮絮状状生生长长,小小于于10-510-5则则分分散生长。散生长。5(三)活性污泥丝状膨胀的机理(三)活性污泥丝状膨胀的机理 表表面面积积/容容积积比比假假设设:在在单单位位体体积积中中,丝丝状状细细菌菌的的表表面面积积与与容容积积比比较较菌菌胶胶团团细细菌菌大大,对对有有限限制制性性的的营营养养和和环环境境条条件件的的争争夺夺占占优优势势,大大量量生生长长成成为为优优势势菌菌引引起起活活性性污污泥泥膨胀,两者的优势竞争在于以下方面:膨胀,两者的优势竞争在于以下方面:1 1、对溶解
7、氧的竞争、对溶解氧的竞争:氧充分条件下好氧的动胶菌生长良:氧充分条件下好氧的动胶菌生长良好。如果曝气池溶解氧长期维持在低水平,利于丝状细菌好。如果曝气池溶解氧长期维持在低水平,利于丝状细菌的优势生长。的优势生长。2 2、可可溶溶性性有有机机物物的的竞竞争争:低低分分子子糖糖类类和和有有机机酸酸利利于于丝丝状状细菌的生长细菌的生长64 4、有机物冲击负荷的影响、有机物冲击负荷的影响 如如果果曝曝气气池池中中有有机机物物浓浓度度突突然然增增加加,供供氧氧量量不不变变,由由于于好好氧氧生生物物的的呼呼吸吸作作用用迅迅速速消消耗耗溶溶解解氧氧,利利于于丝丝状状细细菌菌的的生长。生长。3 3、对、对C
8、C、N N的竞争的竞争 营养物浓度较低时,利于丝状菌生长而且还可蓄积营营养物浓度较低时,利于丝状菌生长而且还可蓄积营养物,更进一步抑制动胶菌的生长。养物,更进一步抑制动胶菌的生长。71、控制溶解氧 保持曝气池内有足够的溶解氧(2mg/L),可在曝气池中用强化曝气、射流曝气等方法控制高负荷下的污泥膨胀。2、控制有机负荷 有机负荷可用容积负荷表示,即单位反应器容积每日接受的废水中有机污染物的量。污染负荷在0.2-0.3kg BOD/kg MLSS.d(混合液污泥浓度)为宜。二、控制活性污泥丝状膨胀的对策二、控制活性污泥丝状膨胀的对策根本在于控制引起丝状细菌过度生长的环境因子。根本在于控制引起丝状细
9、菌过度生长的环境因子。83、改革工艺(1)投加某种物质来增加污泥的比重或杀灭丝状菌 投加铁盐、铝盐等混凝剂,可以通过其凝聚作用增加活性污泥的比重。丝状菌的比表面积大,遇到有害化学药剂时,遭受破坏的主要是丝状菌,常用的化学药剂是氯气,投加臭氧、过氧化氢也能起作用。(2)采用新工艺:将活性污泥法改用生物膜法。AB、A/O(缺氧-好氧)法、A2/O2、(缺氧-好氧-缺氧-好氧)A2/O(厌氧-缺氧-好氧)、SBR(序批式间歇曝气反应器)法等。9第三节第三节 厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落高浓度有机物废水或剩余活性污泥多用厌氧消化法处理。高浓度有机废水还可
10、用有机光合细菌处理。一、厌氧消化一、厌氧消化甲烷发酵甲烷发酵 粪便污水用厌氧消化法处理,即净化污水,又能取得能源,还能杀死致病菌和致病虫卵。产甲烷菌有很强的抗菌作用,能使痢疾杆菌、伤寒杆菌、霍乱弧菌等致病菌无法生存。消化期间几乎所有病原菌和蛔虫卵被杀死。因此,经消化的污泥是符合卫生标准的。10胶体物质、碎纸、破皮等均被分解,所以,消化污泥是很好的肥料,它不会引起土壤板结,也不会散发臭气。高浓度有机废水厌氧甲烷发酵的消化池有多种:有单级低效消化池、单级高效消化池、两极(相)消化池(VBF)和厌氧折流板反应器(ABR)。厌氧消化法甲烷发酵,也有活性污泥法和生物膜法。但微生物群落与有氧环境中不同,它
11、们是分解蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素等的专性厌氧菌和兼性厌氧菌及专性厌氧的甲烷菌等组成,在出流处附近,有少数厌氧或兼性厌氧的游泳型纤维虫,例如扭头、草履虫等。一般厌氧的活性污泥不处在激烈运动中,所以,它的微生物群落分布于生物膜相似,有分层现象,但不及好氧生物膜明显。11当当废废水水有有机机物物浓浓度度较较高高 时时(一一 般般 BODBOD5 5大大 于于1500mg/L1500mg/L),一一般般的的活活性性污污泥泥和和生生物物膜膜法法都都难难以以处处理理只只有有采采用用厌厌氧氧消消化化法解决。法解决。12优点:优点:1 1、处理处理1kg COD1kg COD可产生可产生0.35m0.35m
12、3 3甲烷甲烷沼气沼气2 2、处理设备负荷高,占地少处理设备负荷高,占地少3 3、对营养物的需求量少:对营养物的需求量少:CODCOD:N N:P=350-500P=350-500:5 5:1,1,相比而言对相比而言对N N、P P的需的需求要小的多,因此厌氧处理时可以不添加或少添加营养盐求要小的多,因此厌氧处理时可以不添加或少添加营养盐4 4、运行经费经济,污泥量少。运行经费经济,污泥量少。不足:不足:1 1、处理时间长;、处理时间长;2 2、出水的有机物浓度高于好氧处理;、出水的有机物浓度高于好氧处理;3 3、处理过程中产生臭气和有色物质、处理过程中产生臭气和有色物质4 4、对温度变化和有
13、毒物质较为敏感、对温度变化和有毒物质较为敏感13废废水水调节池调节池热热交交换换器器37厌氧活性厌氧活性污泥反应器污泥反应器沉淀池沉淀池出出水水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥一、厌氧消化一、厌氧消化甲烷发酵甲烷发酵工艺:工艺:14消化池:单级低效、单级高效、两级(相)消化消化池:单级低效、单级高效、两级(相)消化2 2级级(平流沉淀平流沉淀+厌氧污泥消化厌氧污泥消化)15反应器:基于微生物固定化原理设计,污泥浓度高,反应快反应器:基于微生物固定化原理设计,污泥浓度高,反应快速。如厌氧滤器,上流式厌氧污泥反应器(速。如厌氧滤器,上流式厌氧污泥反应器(UASB)。)。influent污污泥泥沉沉
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