污水处理中关于活性污泥的浅谈

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3.0 2024-11-13 2 0 16.5KB 5 页 3.3金币
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【格林课堂】
一直以自己是环境工程专业的自称，但是从来没有在公司的网站上投稿过什么专业
类的文章，说起来比较惭愧。主要是觉得自己才学疏浅，实在不敢在公司的这种对
所有人公开的网站上面班门弄斧。但是最近看了伟大的数学家华罗庚的一篇文章后
觉得班门弄斧才能有助于自身的提高，同时也希望借此能够加强与各位资深的前辈
们交流工艺技术方面的东西。当然，这篇文章是比较初级的东西，写的是一些比较
基本的入门的知识，如果你系统的学过但是理解不够深刻那么我希望你看完这篇文
章后能够让你对水处理有一个重新的系统理解，如果你已经对水处理方面有一套自
己独特的理解的话也希望你看完后能提出意见以供我学习，让我改进。
我个人研究比较多的方向是生物处理，对于水处理这个专业而言，生物处理也算比
较核心的一块吧。所以我们就来简单的谈谈生物处理吧。
说起水处理，不得不说最初的发现过程，让我们先来对“活性污泥”进行一个简单
的认识吧。将经过沉淀处理后的生活污水注入沉淀管（或者适宜的器皿）中，然后
注入空气对污水加以曝气，并使生活污水保持下列条件;水温在 20℃左右，水中溶
解氧值介于 1—3mg/L。pH 在6—8 之间，每日保留沉淀物，更换部分污水，注入
经过沉淀处理后的新鲜生活污水，这样的操作持续一段时间（10 天到 2周）后，
在污水中形成一种呈黄褐色絮凝体状的群体，这种絮凝体易于沉降与水分离，污水
已得到净化处理，水质澄清，这种絮凝体是由大量繁殖的以细菌为主体的微生物所
构成，是一种生物性污泥，它就是“活性污泥”。希望各位看完这篇文章后能想想
这个过程是什么。留一个问题作为悬念，接下来就开始我们的正式话题。生物处理
篇：
活性污泥 M的组成分为四个部分，具有代谢功能活性的微生物群体 Ma、微生物内
源代谢自身氧化的残留物 Me、由原水挟入附着的难降解的有机物Mi、由原水挟入
附着的生物表面的无机物Mii。
即&&&M=Ma+Me+Mi+Mii。
活性污泥的主体组成部分是具有活性的微生物。接下来整个活性污泥系统我都将围
绕微生物来讨论。
微生物的组成：其中包括细菌，原生动物后生动物等等。当然这其中组成主体部分
是细菌，细菌的种类比较多，主要类型有假单胞菌属、分枝杆菌属、芽孢杆菌属等
等。原生动物和后生动物也会出现，他们主要是吞噬细菌进一步净化水质。所以原
生动物的出现是衡量一个生物反应器内处理水水质的一个指标，随着混合液中的水
质的改善而改变。当混合液的水质欠佳时，出现肉足虫类，如根足变形虫。混合液
水质进一步改善后便开始出现游泳性纤毛虫，如草履虫。当活性污泥菌胶团达到稳
定成熟时，此时出现以固着型纤毛虫为主的原生动物如钟虫等。根据这个，我们可
以对原生动物进行镜检，这是判断评价处理水质优异和活性污泥质量的一个重要手
段。值得一提的是，若出现轮虫，则说明水质已经得到良好的净化处理，是水质稳
定的标志，但一般很少出现，一般多在处理水质优异的完全氧化型的活性污泥系统
中，如延时曝气活性污泥系统。
微生物的食物：先说细菌的类型吧。化能自养细菌，这类细菌的能源来自无机物氧
化所产生的化学能，碳源是CO2（或碳酸盐）。它们可以在完全无机的环境中生
长发育，如硫细菌、铁细菌、硝化细菌、氢细菌等。硝化细菌、硫细菌就是利用这
种方式来合成有机物的。
化能异养细菌，这是绝大多数细菌的营养类型。这类细菌所需要的能源来自有机物
氧化产生的化学能，它们的碳源也主要是有机物，如淀粉、纤维素、葡萄糖、有机
酸等。因此有机碳化物对这类细菌来说既是碳源也是能源。因为细菌的食物来源不
同，其类型不同，经过其处理后的水质也不同。当细菌的食物以有机物质为主的时
候活性污泥的主要功能是去除 BOD；当细菌的食物以氨氮或硝态氮为主时活性污
泥的主要功能是脱氮；当细菌的食物以磷为主的时候活性污泥的主要功能是去除磷。
而实际中的一些脱氮除磷的工艺就是根据这个原理来设置的。
微生物生存环境：根据细菌对氧的需要不同，主要分为四类：（1）专性需氧菌
（Obligateaerobe）如结核杆菌；（2）专性厌氧菌（Obligateanaerobe）如破伤
风杆菌；（3）兼性厌氧菌（Facultativeanaerobe）在有氧或无氧或无氧环境中均
能生长，但以有氧时生长较好，大多数病原菌属此类；（4）微需氧菌
（Microaerophilicbacteria）如空肠弯曲菌，宜在低氧压下生长，氧压增高对其有
抑制作用。一般细菌在代谢中需少量的 CO2，以提供细菌合成核酸中的嘌呤、嘧
啶等。专性厌氧菌不能呼吸，只能发酵。
由此我们有好氧生物反应器、厌氧生物反应器、缺氧生物反应器。每种反应器内的
优势菌种不同，他们的食物类型不同，因此主要的作用也不同。控制反应器的类型
的主要手段就是曝气搅拌了。曝气加搅拌就是好氧生物反应器，此时反应器内溶解
氧浓度一般在2.0mg/l，细菌利用分子态的氧，不曝气仅搅拌就是厌氧或缺氧生物
反应器,缺氧反应器内的溶解氧浓度在0.5mg/l 左右，内有硝化液回流，反应器内的
微生物可以利用硝态氮中的化合态氧，厌氧反应器内的溶解氧浓度基本为0，细菌
没有氧可以利用，只进行无氧生理活动。
微生物的增殖：试想一下在一个大烧杯里充满各种微生物生理所需的营养物质，然
后接种细菌，此时细菌在烧杯内的增殖会有一定的规律吗？答案是肯定的。细菌在
这种情况下增殖分为四个时期。适应期，此期细菌体积增大,代谢活跃,但分裂迟缓,
菌数未见增殖。这个时候细菌刚被接种到水体中，营养充足，此时延续这个时期长
短的主要因素是细菌对原水的主要成分的适应性。适应快持续时间短，反之则长；
对数增殖期，此期细菌生长迅速,菌数呈几何级数增长。此时细菌的形态、染色性、
生理活性都较典型,对外界环境因素的作用比较敏感。此时系统内的有机营养物质
充足，不能成为限制其增殖的因素，限制因素是细菌本身的数量；减数增殖期，此
期细菌增殖数与死亡数几乎相等,活菌数保持相对不变。此时细菌可能出现形态、
生理性状的变化,一些细菌的合成代谢产物大多在此期内产生,芽胞亦多在此期形成。
有机底物浓度大量被消耗而减少，微生物活体数量达到最高值，同时也趋于稳定，
这个时期限制其生长的主要因素便是有机物底物浓度了；内源呼吸期，此期营养物
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