【污水處理廠】生物脫氮除磷工藝中的絲狀菌膨脹
摘要：在生物脫氮除磷工藝中，污泥膨脹是運行管理中的一個難題。該文介紹了生物脫氮除磷工藝中絲狀菌的種類和數量的變化。數據表明，生物脫氮除磷工藝中的絲狀菌種類主要是微絲菌，其次是0675型和0914型菌。經分析認為，泥齡的增加會促進絲狀菌長度的明顯增長，并導致污泥膨脹；生物殘渣的濃度，是造成長泥齡污泥膨脹的原因之一。在厭氧階段有分解生物殘渣的功能，這可改善菌膠團菌的微環(huán)境，從而抑制絲狀菌的過剩生長和控制污泥膨脹。
關鍵詞：絲狀菌 生物脫氮除磷工藝 污泥膨脹 生物殘渣 厭氧消化
1 前言
自從活性污泥法問世以來，污泥膨脹一直是運行管理中的一個難題。污泥膨脹有3個明顯的特征：（1）發(fā)生率比較高，在歐洲大約有50%的污水處理廠都存在污泥膨脹現象；（2）具有普遍性，幾乎所有的活性污泥工藝都有污泥膨脹問題；（3）后果嚴重，當污泥膨脹發(fā)生時，大量的污泥隨水流失，導致出水懸浮物增高，水質達不到排放標準，直至整個工藝運轉失效，而再恢復到正常狀態(tài)又需要很長的周期。
近幾十年來，國內外研究者對污泥膨脹問題進行了大量的研究，并取得了一些進展，但到目前為止還沒有一個滿意的理論解釋或有效的污泥膨脹控制措施[1]。隨著人們對環(huán)境的要求日益提高，對磷和氮的排放標準要求日趨嚴格。生物脫氮除磷工藝要求較長的泥齡以滿足硝化菌的生長[2]，相應長泥齡污泥膨脹問題仍是運行管理中的一個難題。為了解絲狀菌在脫氮除磷工藝中的生長規(guī)律，本文用21個月的時間，對芬蘭索門諾亞污水處理實驗廠的生物脫磷脫氮工藝進行了絲狀菌的種類和長度的檢測。
2 工藝的特征和實驗方法
索門諾亞污水處理實驗廠的生物脫氮除磷工藝采用UCT工藝，為比較脫氮除磷的效果，污水廠設有2條并行的流程，1#流程在曝氣池內裝有20%（體積比）的懸浮填料；2#流程在曝氣池內不裝設懸浮填料。處理污水來自愛斯堡城市的市政污水，其中大約有10%的小規(guī)模工業(yè)廢水，運行參數和數據如表1和表2。
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3 結果與討論
3.1 絲狀菌的長度
在1# 流程厭氧階段，絲狀菌的平均長度比好氧階段低19.26 %，在2# 流程厭氧階段，絲狀菌的平均長度比好氧階段低7%。這表明厭氧階段有一定的抑制絲狀菌生長的功能。
由于1# 曝氣池內填設懸浮填料，1# 流程絲狀菌的平均長度比2# 流程低66.02%；僅在曝氣階段，1# 曝氣池絲狀菌群的平均長度比2# 曝氣池低62.52%。
在運行期間，泥齡一直保持在15d左右，運行處在穩(wěn)定階段，并沒有出現嚴重的絲狀菌污泥膨脹情況。在第7個月期間，為提高脫磷脫氮的去除效率把泥齡增加到30d，絲狀菌長度明顯增大并導致了污泥膨脹。后來又不得不把泥齡降低到15d左右，才使運行又趨于穩(wěn)定。
3.2 絲狀菌的種類
絲狀菌的種類如表3和表4。數據表明主要絲狀菌為微絲菌，其次為0675型和0914型，Nocardia III型菌只在生物泡沫中才出現。
3.3 分析討論
大量的鏡檢觀察發(fā)現，在正常穩(wěn)定條件下，絲狀菌和菌膠團菌組成一個互相依賴相互促進的共生關系。絲狀菌位于菌膠團的內部，當絲狀菌生長伸出菌膠團，大量新生的菌膠團菌又吸附和依附在絲狀菌的表面。正常情況下絲狀菌和菌膠團菌的生長達到相對的平衡，絲狀菌始終被菌膠團菌包裹在里面。在污泥膨脹階段，主要是菌膠團菌的生長速度變慢，致使絲狀菌生長伸出菌膠團外面造成污泥膨脹。分析其原因，造成菌膠團菌生長速度變慢的原因有：
（1）外界條件不能滿足正常生長繁殖[3]，如食物缺乏、溶解氧不足、pH偏低、或微量元素比例不恰當。
（2）微環(huán)境因素，尚若大量的生物殘渣不能被及時分離或分解，會惡化微環(huán)境造成菌膠團菌大量死亡。而絲狀菌大多是腐生菌[4]，食料來源來自死亡的菌膠團菌，菌膠團菌大量死亡又為絲狀菌提供了充足的食物源，又促進了絲狀菌的過剩生長導致污泥膨脹。在厭氧—缺氧—好氧工藝中，當回流污泥通過厭氧階段時，厭氧菌有分解部分生物殘渣的功能。
4 結語
生物營養(yǎng)素去除工藝中，主要的絲狀菌為微絲菌，其次為0675型和0914型。泥齡的增加會導致污泥膨脹，生物殘渣的濃度是造成長泥齡污泥膨脹的原因之一。曝氣池內裝填懸浮填料對絲狀菌的生長有抑制作用。厭氧階段有分解生物殘渣的功能，可改善菌膠團菌的微環(huán)境。
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