廣東江門一體化污水處理設(shè)備
懸浮微生物的活性
微生物的活性通??捎梦⑸锏谋仍鲩L率(μ)來描述,即單位質(zhì)量微生物的增長繁殖速率。因此,在研究微生物活性對生物膜形成的初階段的影響時(shí),關(guān)鍵是如何控制懸浮微生物的比增長率。研究結(jié)果表明,硝化細(xì)菌在載體表面的附著固定量及初始速率均正比于懸浮硝化細(xì)菌的活性。Bryers等人在研究異養(yǎng)生物膜的形成時(shí)也得出同樣結(jié)果。
影響懸浮微生物活性的因素主要有如下幾種:
(1)當(dāng)懸浮微生物的生物活性較高時(shí),其分泌胞外多聚物的能力較強(qiáng)。這種粘性的胞外多聚物在細(xì)菌與載體之間起到了生物粘合劑的作用,使得細(xì)菌易于在載體表面附著、固定;
(2)微生物所處的能量水平直接與它們的增長率相關(guān)。當(dāng)盧增加時(shí),懸浮微生物的動(dòng)能隨之增加。這些能量有助于克服在固定化過程中微生物載體表面間的能壘,使得細(xì)菌初始積累速率與懸浮細(xì)菌活性成正比;
(3)微生物的表面結(jié)構(gòu)隨著其活性的不同而相應(yīng)變化。Herben等人研究發(fā)現(xiàn),懸浮細(xì)菌活性對細(xì)菌在載體表面的附著固定過程有影響,而且,細(xì)菌表面的化學(xué)組成、官能團(tuán)的量也隨細(xì)菌活性的變化有顯著變化。
細(xì)胞膜等隨懸浮細(xì)菌活性的變化而有顯著變化。細(xì)菌表面的這些變化將直接影響微生物在載體表面的附著、固定。因此,通常認(rèn)為,由懸浮微生物活性變化而引起的細(xì)菌表面生理狀態(tài)或分子組成的變化是有利于細(xì)菌在載體表面附著、固定的;
(4)微生物與載體接觸時(shí)間。微生物在載體表面附著、固定是—動(dòng)態(tài)過程。微生物與載體表面接觸后,需要一個(gè)相對穩(wěn)定的環(huán)境條件,因此必須保證微生物在載體表面停留一定時(shí)間,完成微生物在載體表面的增長過程;
(5)水力停留時(shí)間(HRT)。HeUnen等人認(rèn)為,HRT對能否形成完整的生物膜起著重要的作用。在其他條件確定的情況下,HRT短則有機(jī)容積負(fù)荷大,當(dāng)稀釋率大于大生長率時(shí),反應(yīng)器內(nèi)載體上能生成完整的生物膜??痟uis等人的試驗(yàn)證明了這種觀點(diǎn)。在COD負(fù)荷為2.5kg/(m3·d),HRT為4h時(shí),載體上幾乎沒有完整的生物膜,而水力停留時(shí)間為1h時(shí),在相同的操作時(shí)間內(nèi)幾乎所有的載體上都長有完整的生物膜,且較高的表面COD負(fù)荷更易生成較厚的生物膜,即COD負(fù)荷越高,生物膜越厚。周平等人也通過試驗(yàn)證明了較短的水力停留時(shí)間有利于載體掛膜;
(6)液相pH值。除了等電點(diǎn)外,細(xì)菌表面在不同環(huán)境下帶有不同的電荷;液相環(huán)境中,pH值的變化將直接影響微生物的表面電荷特性。當(dāng)液相pH值大于細(xì)菌等電點(diǎn)時(shí),細(xì)菌表面由于氨基酸的電離作用而顯負(fù)電性;當(dāng)液相pH值小于細(xì)菌等電點(diǎn)時(shí),細(xì)菌表面顯正電性。細(xì)菌表面電性將直接影響細(xì)菌在載體表面附著、固定;
(7)水力剪切力。在生物膜形成初期,水力條件是一個(gè)非常重要的因素,它直接影響生物膜是否能培養(yǎng)成功。在實(shí)際水處理中,水力剪切力的強(qiáng)弱決定了生物膜反應(yīng)器啟動(dòng)周期。單從生物膜形成角度分析,弱的水力剪切力有利于細(xì)菌在載體表面的附著和固定,但在實(shí)際運(yùn)行中,反應(yīng)器的運(yùn)行需要一定強(qiáng)度的水力剪切力以維持反應(yīng)器中的*混合狀態(tài)。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)運(yùn)行中如何確定生物膜反應(yīng)器的水力學(xué)條件是非常重要的。
廣東江門一體化污水處理設(shè)備MBBR工藝的核心是實(shí)現(xiàn)懸浮載體填料的充分流化,以達(dá)到強(qiáng)化處理污染物的目的。在MBBR工藝的實(shí)際應(yīng)用上,需要考慮的因素主要有生化池池型、懸浮填料投加量、曝氣系統(tǒng)、攔截篩網(wǎng)、推進(jìn)器等。
在曝氣區(qū)內(nèi)生物填料的流化是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良好處理功能的關(guān)鍵。其主要依靠生化池的好氧區(qū)曝氣系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。在好氧區(qū)中適當(dāng)?shù)钠貧庀到y(tǒng)能夠確保生物載體流化填料的流化效果,保證流化填料在水體中做上下、前后的流動(dòng),使填料與污水進(jìn)行充分的混合、碰撞、接觸,有效完成污染物、水、氣三向的接觸、交換、吸附等過程。
填料比重一般選擇為0.94-0.97,在培菌期間,填料表面會(huì)慢慢附著大量的生物膜,附著量越大,比重逐漸增加,當(dāng)填料上生物膜到一定厚度時(shí),其比重大于1,填料從非曝氣區(qū)下沉到水池底部,曝氣區(qū)底部的沖擊力強(qiáng),能迅速?zèng)_洗掉填料上的殘余生物膜,脫膜后的填料比重也隨之降低到1以下,并在曝氣區(qū)上升。
根據(jù)掛膜前后的比重變化特點(diǎn),填料可以隨水流在曝氣區(qū)和非曝氣區(qū)翻騰,從而交替完成了生物膜的生長和脫落過程,保證生物膜的數(shù)量穩(wěn)定性和活性,使工藝運(yùn)行較穩(wěn)定。為了防止流化懸浮填料隨混合液進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié),在好氧區(qū)內(nèi)適當(dāng)位置設(shè)計(jì)采用篩網(wǎng)進(jìn)行簡單攔截和分隔。篩網(wǎng)材質(zhì)選用不銹鋼,型式與懸浮填料配套。