廣東汕頭一體化污水處理設(shè)備
生物膜的形成原理(掛膜過程)
生物膜的形成過程是微生物吸附、生長、脫落等綜合作用的動態(tài)過程。
首先,懸浮于液相中的有機(jī)污染物及微生物移動并附著在載體表面上;然后,附著在載體上的微生物對有機(jī)污染物進(jìn)行降解,并發(fā)生代謝、生長、繁殖等過程,并逐漸在載體的局部區(qū)域形成薄的生物膜,這層生物膜具有生化活性,又可進(jìn)一步吸附、分解廢水中有機(jī)污染物,直至后形成一層將載體*包裹的成熟的生物膜。
微生物膜的形成通常經(jīng)歷載體表面改良、可逆附著、不可逆附著、生物膜形成四個(gè)階段,具體描述如下:
微生物在載體上的掛膜可分為微生物吸附和固著生長兩個(gè)階段。載體加入水體以后,首*入吸附期。有部分微生物和絲狀物質(zhì)已經(jīng)附著在載體表面,附著了較多物質(zhì)的位置往往是載體的凹處,不容易被水流剪切的地方。此時(shí)懸浮液中的微生物大量增長,出現(xiàn)較明顯的一個(gè)污泥層。
經(jīng)過不可逆附著以后,微生物在載體表面獲得一個(gè)比較穩(wěn)定的生長環(huán)境,在供氧和底物充足的情況下,吸附在載體上的污泥中的微生物很快就開始生長。
隨著培養(yǎng)馴化時(shí)間的增長,在載體表面生長的生物膜也迅速增長,逐漸覆蓋整個(gè)載體表面,并開始增厚。但生物膜的生長并不均勻,在載體比較突出的地方,生物膜比較薄,而凹處則會長出相當(dāng)繁盛的菌落,可見水力剪切對生物膜的生長具有重要的影響。在載體表面附著生長的微生物種類也很繁多,除了累枝蟲、鐘蟲外,還可觀察到絲狀菌、球菌、桿菌等,還有一些游泳性的細(xì)菌在活動。隨著載體上附著了越來越多的生物膜,載體的表觀密度逐漸會下降,變得更輕,更容易流態(tài)化,同時(shí)在下降區(qū)的載體下降速度有所變慢。
生物膜形成的影響因素
生物膜的形成與載體表面性質(zhì)(載體表面親水性、表面電荷、表面化學(xué)組成和表面粗糙度)、微生物的性質(zhì)(微生物的種類、培養(yǎng)條件、活性和濃度)及環(huán)境因素(PH值、離子強(qiáng)度、水力剪切力、溫度、營養(yǎng)條件及微生物與載體的接觸時(shí)間)等因素有關(guān)。
載體表面性質(zhì)
載體表面電荷性、粗糙度、粒徑和載體濃度等直接影響著生物膜在其表面的附著、形成。在正常生長環(huán)境下,微生物表面帶有負(fù)電荷。如果能通過一定的改良技術(shù),如化學(xué)氧化、低溫等離子體處理等可使載體表面帶有正電荷,從而可使微生物在載體表面的附著、形成過程更易進(jìn)行。載體表面的粗糙度有利于細(xì)菌在其表面附著、固定。
傳統(tǒng)A2O工藝屬于單泥系統(tǒng),聚磷菌(PAOs)、反硝化菌和硝化菌等功能微生物混合生長于同一系統(tǒng)中,而各類微生物實(shí)現(xiàn)其功能大化所需的泥齡不同:
廣東汕頭一體化污水處理設(shè)備自養(yǎng)硝化菌與普通異養(yǎng)好氧菌和反硝化菌相比,硝化菌的世代周期較長,欲使其成為優(yōu)勢菌群,需控制系統(tǒng)在長泥齡狀態(tài)下運(yùn)行。冬季系統(tǒng)具有良好硝化效果時(shí)的污泥齡(SRT)需控制在30d以上;即使夏季,若SRT<5d,系統(tǒng)的硝化效果將顯得極其微弱。
2)PAOs屬短世代周期微生物,甚至其大世代周期(Gmax)都小于硝化菌的小世代周期(Gmin)。
從生物除磷角度分析富磷污泥的排放是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)磷減量化的一渠道。
若排泥不及時(shí),一方面會因PAOs的內(nèi)源呼吸使胞內(nèi)糖原消耗殆盡,進(jìn)而影響厭氧區(qū)乙酸鹽的吸收及聚-β-羥基烷酸(PHAs)的貯存,系統(tǒng)除磷率下降,嚴(yán)重時(shí)甚至造成富磷污泥磷的二次釋放;另一方面,SRT也影響到系統(tǒng)內(nèi)PAOs和聚糖菌(GAOs)的優(yōu)勢生長。
在30℃的長泥齡(SRT≈10d)厭氧環(huán)境中,GAOs對乙酸鹽的吸收速率高于PAOs,使其在系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位,影響PAOs釋磷行為的充分發(fā)揮。