慢速可生物降解有机物抑制活性污泥丝状菌膨胀

摘要

由丝状菌过量增长引起的污泥膨胀是活性污泥系统普遍存在的问题。污泥膨胀使得污泥沉降性能恶化,出水水质变差,严重时甚至会导致整个处理系统的瘫痪。本实验采用连续流间歇式反应器(FedBatchReactor),分别以葡萄糖(溶解态)和红薯淀粉(颗粒态)为基质,探讨颗粒态有机物对丝状菌生长状况的影响及抑制污泥膨胀的可行性。主要结果如下:
　　(1)以葡萄糖为基质时,污泥的SV30、SVI和TEFL不断上升,经过5天后,分别高达73.8％、311mL/g和55.3km/g-SS,出现典型的丝状菌膨胀。将基质由葡萄糖改为红薯淀粉后,SV30、SVI和TEFL则不断下降,到第11天时,分别降至21.5%、139mL/g和29.5km/g-SS。溶解态基质在连续流间歇式反应器内诱发污泥膨胀,而颗粒态基质则可以有效抑制污泥膨胀。
　　(2)在不同基质条件下,絮体外部液相(混合液)中的基质浓度均处于较低且稳定水平(葡萄糖为基质时SCOD为15.3mg/L;淀粉为基质时SCOD为22.1mg/L)。因此,絮体外部液相中的低基质浓度并不是造成污泥膨胀的根本原因,而絮体内部基质微浓度梯度的存在才是根本原因。
　　(3)经常规染色和荧光原位杂交(FISH)鉴定,接种污泥中丝状菌的优势菌属为Microthrixparvicella,膨胀污泥中丝状菌的优势菌属为Type1851。
　　(4)污泥中胞外聚合物(EPS)的组分含量与基质的形态相关。以葡萄糖为基质时,活性污泥中EPS的蛋白质、多糖、DNA含量分别为26.31mg/g-VSS、16.84mg/g-VSS、5.75mg/g-VSS;而以淀粉为基质时,EPS中的蛋白质、多糖、DNA含量分别为57.14mg/g-VSS、32.28mg/g-VSS、5.80mg/g-VSS。采用淀粉基质时EPS中蛋白质和多糖含量较高是由于胞外水解酶和水解产生的多糖物质的积累引起。
　　(5)镜检、FISH及DAPI的染色结果表明,采用颗粒态基质时,由于絮体外部液相中基质浓度较低,外部丝状菌只能伸向絮体内部来获取基质(水解产物),因此,颗粒态基质可以抑制丝状膨胀。此外,伸向絮体内部生长的丝状菌构成活性污泥骨架,有助于提高污泥絮体的抗剪切强度。
　　(6)依据实验观测结果,建立了用来描述溶解态有机物诱发活性污泥丝状膨胀和颗粒态有机物抑制丝状膨胀的物理模型。

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目录

1 绪论

1.1 我国水资源概况

1.2 水污染与污水处理

1.3活性污泥法概述

1.4污泥膨胀的研究现状

1.6 研究的目的、意义和内容

2 材料和方法

2.1 实验装置与运行方式

2.2 实验用水

2.3 实验步骤

2.4 检测指标与方法

3 实验结果

3.1 污泥的接种与启动

3.2 不同种类的基质对活性污泥丝状菌膨胀的影响

3.3 淀粉染色

3.3 不同种类基质下胞外聚合物的测定

3.4 丝状菌的鉴定

4 讨论

4.1 微浓度梯度理论及颗粒态有机物对丝状菌生长的影响

4.2 颗粒态有机物抑制丝状膨胀的物理模型

4.3 生物处理前设置初沉池的必要性的探讨

5 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

致谢

参考文献