生物选择器的基本理论和应用

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丝状菌引起污泥膨胀原因及控制方法全套

丝状菌引起污泥膨胀原因及控制方法全套

丝状菌引起污泥膨胀原因及控制方法全套活性污泥法的关键技术是活性污泥沉降性能的好坏,它直接影响了出水水质,而污泥膨胀是恶化处理水质的重要原因。

污泥膨胀分丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀两类。

其中90%是由丝状菌引起的,只有10%左右是由非丝状菌引起的。

今天,我们就来讲一讲丝状菌膨胀的原因及控制措施。

丝状菌1、丝状菌污泥膨胀的原因1.1进水水质1.1.1原水中营养物质含量不足活性污泥法处理污(废)水的过程,就是污泥中的微生物种群不断地吸收、利用水中污染物,在自身增殖的同时,将污染物加以降解的过程。

随反应的进行需要多种营养物质保证其正常的新陈代谢活动,并维持生物的动态平衡和活动。

若微生物的食物不足,会使低营养型微生物丝硫细菌、贝氏硫细菌过度繁殖,在与菌胶团细菌的竞争中占优。

1.1.2原水中碳水化合物和可溶性物质含量高丝状菌与其它菌种相比有其自身的一些特点,它对高分子物质的水解能力弱,较难吸收不溶性物质。

所以,当废水中含有较多量的可溶性有机物时,有利于底物中丝状菌的繁殖。

止匕外,废水中含过多量的糖类碳水化合物时,诸如球衣菌属的丝状菌能直接将葡萄糖、乳糖等糖类物质作为能源加以吸收利用,同时分泌出高粘性物质覆盖在菌胶团细菌表面,从而大大提高了污泥的水结合率。

1.1.3硫化物含量高正常的活性污泥中硫代谢丝状菌含量不多,若污水中硫化物含量偏高(这种情况多存在于工业废水中),容易引起诸如硫化菌、贝氏硫化菌等硫代谢丝状菌的过量增殖,致使引发污泥膨胀。

1.1.4进水波动进水波动是指进入活性污泥反应器的原水在流量以及有机物浓度、种类方面的改变。

如果曝气池中有机物浓度突然增加,就会因微生物呼吸迅速致使溶解氧含量降低,此时丝状菌在争夺氧中占优,大量繁殖,引起污泥膨胀。

1.2反应器环境1.2.1温度反应器底物中每种细菌都有自己的最适宜生长温度,在最适宜生长温度下,其繁殖旺盛,竞争力强。

如果温度较低,污水中微生物代谢速度较慢,会积贮起大量高粘性的多糖类物质,使活性污泥的表面附着水大大增加,SVI值增高,从而可能会引起污泥膨胀。

生命科学中的生物元件及其应用研究

生命科学中的生物元件及其应用研究

生命科学中的生物元件及其应用研究生命科学是一个有关生物的学科,在生命科学研究中,生物元件是非常重要的组成部分之一。

生物元件是用于控制生物学系统的分子或碎片,可以进行逻辑、控制、传输信息,以及进行其他的生物学活动。

本文将会详细介绍生物元件及其应用研究。

一、生物元件的基本概念生物元件可以分为三类:输入元件、内部元件和输出元件。

输入元件是用于输入刺激的分子或环境,内部元件是用于传输信息或控制反应的分子或碎片,输出元件是将最终结果输出到生物学系统的分子或碎片。

例如,基于细胞内表达的生物小分子,也可以作为输入分子。

显微技术可以为生物学实验提供更高的精度和美观度。

生物纳米元件是一种可以在细胞内应用的小型生物元件,可以对细胞内的小分子进行监测和控制。

二、生物元件的应用研究生物元件的应用研究可以进一步分为两类:合成生物学和运用生物元件研究生命科学问题。

1. 合成生物学合成生物学是一种整合工程学、生物学和计算机科学的新兴学科,尤其注重人工构建生物学系统的能力。

通过构建生物元件的自然系统,人工制造和操作生物系统。

在合成生物学研究中,生物元件的定量描述、评价和设计是非常重要的。

通过对生物元件的信息描述,可以让生命科学家们更加全面地理解生物学系统的行为。

合成生物学也应用于一些实际的问题,例如医学、环境工程等。

2. 运用生物元件研究生命科学问题除了合成生物学,生物元件还可以用于生命科学问题的研究。

生物元件可以用于内源性信号的操纵,也可以被用于外源信号的响应和检测。

进一步说,例如,生物元件的内源性操纵可以用于药物研发和新药治疗方案的制定。

外源性信号响应和检测可以提高基础科学和应用科学领域中的生物学研究技术。

三、其他相关研究除了上面提到的应用研究,生物元件还被应用于其他的研究领域,例如生物药物研发、家畜和养殖业、食品科学等。

总体来说,在生命科学中生物元件的应用已经展现了其在基础科学研究和应用研究方面的巨大潜力,未来将会有更多广泛的应用场景。

生物选择器的作用

生物选择器的作用

生物选择器的作用
生物选择器的主要作用是防止丝状菌的过度繁殖,避免丝状菌在微生物处理系统中成为优势菌种。

也可以说,就是通过创造一定的条件,确保沉淀性能好的菌胶团细菌等非丝状菌占优势。

生物选择器的工作原理是在好氧或厌氧生物反应器之前,设置一个停留时间较短的反应器,使回流污泥和未被稀释的废水在其中接触,即在选择器中维持较高的F/M值。

在高F/M值下,沉淀性能好的微生物可以优先在选择器基质浓度高的区域吸收利用基质,并在整个悬浮活性污泥体系中处于优势地位。

生物选择器的类型有好氧选择器、缺氧选择器和厌氧选择器三种。

好氧选择器内需要进行曝气充氧,使之处于好氧状态,而缺氧选择器与厌氧选择器只进行搅拌。

好氧选择器实际上是在曝气池的首段划出一格,其容积按水力停留时间20min计,通过对污水进行充分曝气,让菌胶团细菌在DO较高、营养充足的条件下充分吸收利用有机物,限制丝状菌的过度繁殖。

在完全混合活性污泥法的曝气池前端,设置一个好氧选择器,其控制污泥膨胀的效果非常明显。

缺氧选择器与厌氧选择器的设施和设备完全一样,两者的功能取决于生物处理系统活性污泥泥龄的长短。

泥龄长时,发生完全的硝化,选择器内硝酸盐浓度高,此时为缺氧选择器;反之,泥龄短时选择器内既无溶解氧又无硝酸盐,即成为厌氧选择器。

缺氧选择器中菌胶团细菌利用硝酸盐化合性氧源进行繁殖,而丝状菌则因无法利用化合性氧源而受到抑制,增殖速度落后于菌胶团细菌。

大多数丝状菌是绝对好氧的,因此在厌氧选择器内受到抑制,而大多数菌胶团细菌是兼性菌,在厌氧条件下能进行厌氧代谢,继续增殖。

但厌氧选择器中菌胶团细菌厌氧代谢会产生硫化氢,硫化氢的存在为丝硫细菌的繁殖创造了条件。

CAST池工作原理

CAST池工作原理

CAST工作原理循环式活性污泥法(Cyclic Activated Sludge Technology,简称CAST)是由美国Goronszy教授开发出来的,该工艺的核心为间歇式反应器,在此反应器中按曝气与不曝气交替运行,将生物反应过程与泥水分离过程集中在一个池子中完成,属于SBR工艺的一种变型。

该工艺投资和运行费用低、处理性能高,尤其是优异的脱氮除磷效果,已广泛应用于城市污水和各种工业废水的处理中。

1 工作原理CAST反应池分为生物选择区、预反应区和主反应区,运行时按进水-曝气、沉淀、撇水、进水-闲置完成一个周期,CAST的成功运行可将废水中的含碳有机物和包括氮、磷的污染物去除,出水总氮浓度小于5mg/L。

1)生物选择器设在池子首部,不设机械搅拌装置,反应条件在缺氧和厌氧之间变化。

生物选择区有三个功能:a.絮体结构内底物的物理团聚与动力学和代谢选择同步进行;b.选择器被隔开,保证初始高絮体负荷,以及酶快速去除溶解底物;c.通过选择器的设计,还可以创造一个有利于磷释放的环境,这样促进聚磷菌的生长[1]。

生物选择区的设置严格遵循活性污泥种群组成动力学的有关规律,创造合适的微生物生长条件,从而选择出絮凝性细菌。

活性污泥的絮体负荷S0/X0(即底物浓度和活性微生物浓度的比值)对系统中活性污泥的种群组成有较大的影响,较高的污泥絮体负荷有助于絮凝性细菌的生长和繁殖。

CAST工艺中活性污泥不断地在生物选择器中经历高絮体负荷阶段,这样有利于絮凝性细菌的生长,提高污泥活性,并通过酶反应快速去除废水中的溶解性易降解底物,从而抑制了丝状细菌的生长和繁殖,避免了污泥膨胀的发生。

同时当生物选择器处于缺氧环境时,回流污泥存在的少量硝酸盐氮(约为N3-N=20mg/L)可得到反硝化,反硝化量可达整个系统硝化量的20%[2]。

当选择器处于厌氧环境时,磷得以有效地释放,为生物除磷做准备。

2)预反应区为水力缓冲区,大小与高峰流量有关,若在非曝气阶段,不进水可将其省去。

pickolo克隆挑选仪工作原理

pickolo克隆挑选仪工作原理

pickolo克隆挑选仪工作原理
pickolo克隆挑选仪是一种用于检测和挑选克隆基因的仪器。

其工作原理可以简单描述为以下几个步骤:
1. 样本准备:将待检测的基因样本提取并纯化,通常使用PCR(聚合酶链式反应)技术扩增基因片段来提高检测效率。

2. 吸附:将样本中的基因片段通过一定的方法吸附到克隆挑选仪的载体上,载体可以是一块固态载体或者一根小孔玻璃纤维。

3. 扩散:将吸附的基因片段进行扩散,使其在载体上均匀分布。

4. 检测:使用特定的探针或染料对载体上的基因片段进行标记和检测,可以使用荧光探针、抗体等方法。

如果样本中存在与特定克隆基因相匹配的基因片段,将产生特定的信号。

5. 挑选:根据检测结果,挑选出含有目标克隆基因的载体。

需要注意的是,具体的工作原理可能会因为不同的pickolo克隆挑选仪的设计和技术差异而有所不同。

以上只是一种常见的工作原理描述。

生物选择池

生物选择池

生物选择池在A2/O工艺中的应用摘要:随着环保产业的不断发展壮大,污水处理行业得到了飞速发展,越来越多的先进污水处理工艺不断涌现,其中生物选择池在不同的工艺中得到了广泛的应用,特别对生物的脱氮除磷效果、防止污泥膨胀方面起到了很好的作用。

本文就生物选择池的作用机理、分类及在A2/O污水处理工艺中的应用进行说明,并列举了实际运行中的注意事项。

关键词:生物选择池污泥膨胀污水处理 A2/O工艺脱氮除磷随着工业的发展,水资源日益紧缺,水环境保护逐步得到各国政府和社会的大力关注,污水处理产业得到了飞速发展,同时也提出了更高的要求,特别是对出水的氮、磷含量要求越来越严格。

为了使除磷与脱氮能同时达到较好的效果,各种不同的工艺都在实践中不断改进,传统型A2/O工艺中也通过在厌氧池前端设置停留时间很短的生物选择池,以起到抑制丝状菌,防止污泥膨胀,进行反硝化作用,以及选择下一个处理单元的优势菌群的作用。

1 生物选择池的作用机理与分类1.1 生物选择池的定义生物选择的概念最早由捷克学者Chudoba在研究污泥膨胀时提出。

所谓生物选择器(池),是使其内的生态环境有利于选择性的发展絮状菌,运用生物竞争机制抑制丝状菌的过度生长和繁殖,从而控制污泥膨胀的发生与发展,而从A2/O 工艺的角度讨论,前置的选择池不仅仅可以控制污泥膨胀,其缺氧的环境适合反硝化细菌生长,起到一定的脱氮作用,并减弱了硝酸盐对厌氧池的不良影响,达到更好的厌氧环境,提供聚磷菌良好的作用条件,从而达到较好的除磷效果。

1.2 动力学选择作用好氧选择器主要是从两种菌群的动力学反应速率的不同来工作,通过提供一个氧源和食料充足的高负荷区,抑制丝状菌的生长。

污泥中活性微生物的增长都符合Monod方程:(1/X)·(dX/dt)=μ=μmax[S/(KS+S)]式中:X——生物体浓度,mg/LS——生长限制性基质浓度,mg/Lμ——微生物比增长速率,d-1KS——饱和常数,其值为μ=μmax/2时的基质浓度,mg/Lμmax——在饱和浓度中微生物的最大比增长速率,d-1 丝状菌与絮状菌竞争争夺的对象主要是易降解的有机物。

答案1-水污染试题库

答案1-水污染试题库

一、名词解释(每小题4分,共16分)1、活性污泥:微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称。

(活性污泥法:通过鼓风或搅拌使活性污泥悬浮于水体,同时输送氧气,利用活性污泥中的好氧微生物的生物氧化作用降解无水肿的有机物的工艺过程称。

)2、重力沉降法:使悬浮在流体中的固体颗粒下沉而与流体分离的过程。

它是依靠地球引力场的作用,利用颗粒与流体的密度差异,使之发生相对运动而沉降,即重力沉降。

3、生物除磷:利用聚磷微生物具有厌氧释磷及好氧或缺氧过量吸收磷的特性,使好氧或缺氧段中混合液磷的浓度大量降低,最终通过排放含有大量富磷污泥而达到从污水中除磷的目的。

4、隔油池:利用油与水的比重差异,分离去除污水中颗粒较大的悬浮油的一种处理构筑物。

5、无氧呼吸:无氧呼吸是细胞呼吸的一种方式。

根据最终电子受体不同的分类方式,细胞呼吸分为发酵、有氧呼吸、无氧呼吸三种。

酵母酿酒、同型乳酸发酵、异型乳酸发酵都是属于发酵的范畴,而不是无氧呼吸。

简单的说,并不是没有利用分子氧的氧化就是无氧呼吸。

6、COD cr:化学需氧量,是在一定的条件下,采用一定的强氧化剂处理水样时,所消耗的氧化剂量。

它是表示水中还原性物质多少的一个指标。

7、曝气池:利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。

池内提供一定污水停留时间,满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。

8、活性污泥的驯化: 活性污泥驯化是为使已培养成熟的粪便污水活性污泥逐步具有处理特定工业废水的能力的转化过程9、双膜理论:一种关于两个流体相在界面传质动力学的理论。

主要论点:(1)在传质过程中,两相间有一个相界面。

相界面两边具有传质薄膜,在任何流体力学条件下,都呈滞流状态;(2)尽管传质两层膜很薄,仍是传质过程的主要阻力所在;(3)不论何时,在两层薄膜间的相界面处的浓度关系,假定已经达到平衡。

双膜理论将传质过程的机理大大简化,而变为通过传质两层薄膜的分扩散过程。

但在反映客观实际和指导生产方面,都有缺点和局限性。

生物选择器与除磷脱氮

生物选择器与除磷脱氮

水资源紧缺与水源污染, 使我国城市自来水厂 的水源开发成本不断提高。水厂生产废水占取水总 量的 4% ~ 8% 。回收利用生产废水, 既可节省水资 源开发费用 , 又减少了废水排放造成的污染。水厂 生产废水水质相对较好 , 其回用成为当前我国城市 水资源合理利用的重要方面。 虽然国内部分水厂已经实行了生产废水的回收 利用, 但在废水回用对出厂水质的影响、 回用的合理 工艺等重要问题上国内仍缺乏深入的研究。总结国 内外水厂生产废水回用的研究与运行经验, 并针对 国内原水污染的现状研究相应的对策 , 对提高我国 水厂废水回用的工艺设计与运行管理水平具有现实 工业废水 处理 中, 当采用 推流 式工 艺时 , 如 A/ O, A / O 工艺, 其前段作用类同于生物选择器 , 一般不 用单独再设置; 氧化沟工艺形式繁多 , 选择器的设置 与否 除了 考虑 流态 外, 还应考 虑其 进水 性质。像 Orbal 氧化沟, 建议最好设置生物选择器; SBR 工艺 中, 像传统 SBR 工艺, 其注水期相对于反应期时间 较短, 反应伊始污泥负荷较高, 此类反应期一般无须 设置单独的选择器 , 但近年来在市政污水领域获得 广泛应用的 CASS、 CAST 类工艺, 由于其注水期较 长, 有时等同于反应期 , 其污泥负荷较低, 此类 SBR 工艺一般应设置生物选择器。 对于工业废水, 由于不满足缺氧、 厌氧选择器的 应用件 ( 缺少氮、 磷元素 ) , 一般选用好氧选择器; 对于市政污水, 其选择器的形式一般结合系统除磷 脱氮的要求综合考虑。 6 结语 生物选择器作为控制污泥膨胀的重要手段已广 34
1 郑兴灿, 李亚新 . 污水除磷脱氮技术 . 北京 : 中国建筑工业出版社 , 1991 2 李彩斌 , 李京 . 生物选 择器的 作用机 理和设 计方法 . 中国 给水 排 水 , 2003, 19( 4) : 69~ 70 3 4 Design of M unicipal Wast ew at er Treatm ent Plant s, 4t h Edition, Wa t er Environment Federat ion C P Leslie G rady, JR Glent Daigger, Hen ry C Lim. Biological Wast ew at er T reat ment . 2nd Edit ion 作者通讯处 : 150090 哈尔滨工业大学市政环境工程学院 E -mail: w ufansong@ 163. com 王维斌 300051 天津滨海新区管委会 修回日期 : 2003 6 6
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生物选择器的基本理论和应用生物选择器的作用机理:1 生物选择器的定义为了促进快速生长菌(非丝状菌)的生长,抑制慢速生长菌(丝状菌)的生长而在曝气池的入口处设置的旨在维持较高的底物浓度的一段区域。

根据在生物选择器内曝气与否,一般将其分为好氧、缺氧和厌氧三类。

2 动力学选择机理污泥中活性微生物的增长都符合Monod方程:(1/X)•(dX/dt)=μ=μmax[S/(KS+S)]式中:X——生物体浓度,mg/LS——生长限制性基质浓度,mg/Lμ——微生物比增长速率,d-1KS——饱和常数,其值为μ=μmax/2时的基质浓度,mg/Lμmax——在饱和浓度中微生物的最大比增长速率,d-1大多数丝状菌的Ks和μmax值比菌胶团细菌低。

按照Monod方程具有低Ks和μmax 值的丝状菌在低基质浓度条件下具有高的增长速率,而具有较Ks和μmax 值的菌胶团细菌在高基质浓度条件下才占优势。

在基质浓度高时菌胶团的基质利用速率要高于丝状菌,故可以利用基质推动力选择性的培养菌胶团细菌而限制丝状菌的增长。

根据这一原理可以在曝气池前设生物选择器,通过选择器对微生物进行选择性培养以防止污泥膨胀的发生.根据生物选择器中曝气与否可将其分为好氧、缺氧、厌氧选择器。

具体方法是在曝气池首端划出一格或几格设置高负荷接触区,将全部污水引入第一个间格并使整个系统中不存在浓度梯度(进行搅拌使污泥和污水充分混合接触)。

在好氧选择器内需对污水进行曝气充氧,而缺氧、厌氧选择器只搅拌不曝气。

好氧选择器防止污泥膨胀的机理是提供一个氧源和食料充足的高负荷区,让菌胶团细菌率先抢占有机物而不给丝状菌过度繁殖的机会。

缺氧选择器和厌氧选择器的构造完全一样,其功能取决于活性污泥的泥龄。

当泥龄较长时会发生较完全的硝化,选择器内会含有很多硝酸盐,此时为缺氧选择器;当泥龄较短时选择器内既无溶解氧又无硝酸盐,此时为厌氧选择器。

缺氧选择器控制污泥膨胀的主要原理是绝大部分菌胶团细菌能够利用选择器内硝酸盐中的化合态氧作氧源进行生长繁殖,而丝状菌没有此功能,因而其在选择器内受到抑制,大大降低了污泥膨胀的可能性。

厌氧选择器控制污泥膨胀的主要原理是绝大部分种类的丝状菌都是好氧的,在厌氧状态下将受到抑制,而绝大部分的菌胶团细菌为兼性菌,在厌氧条件下将进行厌氧代谢,继续增殖。

但应注意厌氧选择器的设置会增大产生丝硫菌污泥膨胀的可能性(菌胶团细菌的厌氧代谢产生的硫化氢为丝状菌的繁殖提供条件),故厌氧选择器的水力停留时间不宜过长。

3 生物吸收机理在介绍吸收作用之前需澄清一个概念:吸附作用(adsorption)和吸收作用(absorption)。

吸附作用是指污水和污泥接触的初期,污水中颗粒状和胶体状的非溶解态有机物被活性较强的污泥吸附在表面,从而使混合液中的BOD迅速下降,在胞外水解酶的作用下吸附在污泥颗粒表面的非溶解态有机物被水解成可溶性小分子而回到混合液中,从而使水中的BOD又开始上升,即存在释放现象;而吸收作用是指混合液中溶解性小分子有机物穿过细胞膜进入细胞内,以前人们认为吸收作用对水中BOD 的去除不会很快,但最近的研究表明,菌胶团细菌在负荷为150 mgCOD/gMLSS的情况下,最初30 min内对混合液中可降解的溶解性COD 的去除率> 65%,一般认为由吸收作用引起的初期去除不会存在释放现象。

一般认为絮体菌比丝状菌对底物具有较高的吸收能力,在选择器内高底物浓度条件下,絮体菌吸收了较多的有机物并贮存在体内,进入主曝气区后利用这部分有机物继续生长,使絮体菌占优势,从而控制了污泥膨胀。

生物选择器的类型:生物选择器分为三种基本类型,即好氧选择器、缺氧选择器和厌氧选择器。

好氧选择器属于动力型选择器( Kinetic Selector),因为它是利用两种细菌(丝状菌和絮状菌) 不同的动力学反应速率来工作的;而缺氧选择器和厌氧选择器属于代谢型选择器(Metabolic Selector),因为它们是依靠选择不同的电子受体( Elect ron Acceptor) 来工作的,下面将分别论述。

(1)好氧选择器好氧选择器(Aerobic Selector) 的机理如图所示,属于动力型选择器( Kinetic Selector),因为它是利用两种细菌(丝状菌和絮状菌) 不同的动力学反应速率来工作的;,当底物浓度高时絮状菌与丝状菌生长率对比图例如S 1,絮状菌的比生长速率大于丝状菌(即μ絮> μ丝),絮状菌在竞争中占优势;反之,当底物浓度低时,例如S 2 ,丝状菌的比生长速率大于絮状菌(即μ丝> μ絮),丝状菌在竞争中占优势。

这里说的底物既指有机物,又指氮、磷等营养元素和溶解氧,因此可以看出,丝状菌更“饥饿”,对恶劣环境更具有抵抗能力。

正是利用以上原理开发出好氧生物选择器,引入浓度梯度的概念,使得选择器进水端具有较高的污泥负荷(即处于S 1 附近) 。

(2)缺氧选择器与缺氧池属于代谢型选择器(Metabolic Selector),因为它是依靠选择不同的电子受体( Elect ron Acceptor) 来工作的。

缺氧选择器(Anoxic Selector) 与系统反硝化所设计的缺氧池的重大区别在于两者的目的不同:设置选择器的目的在于控制系统污泥膨胀,改善污泥的沉降性能;而缺氧池是为了实现反硝化,降低出水中的硝酸盐氮浓度。

在缺氧选择器中,反硝化细菌利用易降解有机物作为电子供体( Elect ron Donor ), 利用硝酸盐(NO-3)作为电子受体,获得迅速增殖,该过程称作反硝化(Denit rification) 。

大多数丝状菌能有效地利用易降解有机物,但不能利用硝酸盐(NO-3) 作为电子受体,所以,如果污水中所含有的易降解有机物在缺氧段被去除,则丝状菌的生长将被抑制。

由于反硝化细菌属于絮状菌,因此,该过程控制了污泥膨胀的发生。

(3)厌氧选择器与厌氧池厌氧选择器(Anaerobic Se2lector) 业属于代谢型选择器,其目的是通过有效去除(此处是吸附) 易降解有机物,达到控制污泥膨胀的目的;而厌氧池的目的是为了除磷。

在厌氧选择器中,聚磷菌( PAO) 释放体内的聚磷作为能源,迅速吸附进水中的易降解有机物,特别是挥发性脂肪酸(VFAs),而丝状菌和其他的异养菌则没有这项功能;在后面的好氧环境下,有机物浓度降低,在同其他细菌的竞争中,聚磷菌由于吸附了大量的有机物,从而处于绝对优势。

由于PAO 也属于絮状菌,因此厌氧选择器具有控制污泥膨胀的作用。

同缺氧选择器一样,厌氧选择器也是代谢型选择器,所不同的是聚磷菌在选择器内只是完成了吸附过程,其增殖过程是在后面的主反应区(好氧区)完成的。

由于聚磷菌对溶解性有机物的吸附速度较快,因此厌氧选择器可设计成较小的容积,以泥龄计为0.5~1.0 d ,设计中有时以水力停留时间来计算,为40~60 min。

作为选择器来说,希望磷过剩,此时选择效果好。

该过程反应快,所需池容小。

而作为厌氧池,希望有机物过剩,此时,出水磷浓度较低。

由于城市污水成分复杂,厌氧池泥龄的选择受进水水质的限制,若进水中含有大量VFAs,则PAO对VFAs 的吸附可迅速完成,此时,厌氧池需要较短的泥龄;而如果进水中仅有一部分VFAs,则需要有机物在厌氧段进行发酵反应产生VFAs,由于发酵反应速度慢,因此发酵反应成为厌氧段泥龄设计的控制因素。

在20 ℃时,若所需要的VFAs 存在于进水中,则厌氧泥龄可短至0.5 d;若进水中不含有VFAs,但含有的易降解有机物通过发酵反应足以产生所需要的VFAs,则厌氧泥龄大约为1.5 d;若进水中含有部分VFAs,但仍需要部分发酵,则泥龄为0.5~1.5d,这取决于VFAs含量。

另一方面,若易降解物质数量不充足,则慢速降解有机物尚需要水解反应,再通过发酵反应生成VFAs,此时厌氧泥龄更长,约2.5~3d。

设计方法:生物选择器的设计要确定以下几个参数:选择器的容积、污泥回流量、选择器的布置。

以下介绍一种较易应用的设计方法——絮体负荷设计法。

1 污泥回流量所谓絮体负荷即在污水与回流污泥接触的瞬间,混合液中溶解性CO D与污泥浓度的比值,即:式中FL——絮体负荷,mgCOD/gMLSSCOD;——进水中溶解性COD浓度,mg/L其与污水中总COD 的比值f与污水性质有关,对一般的城市污水,建议f取0.3,对工业废水则需作调查研究CODr——回流污泥中溶解性COD 浓度,mg/L,设计中可忽略不计Q、Qr ——进水、回流污泥流量,m3/hXr ——回流污泥浓度g/L,对设有二沉池的系统取二沉池底泥浓度,对SBR工艺取最高水位和最低水位时污泥浓度的平均值现有的研究和工程实践结果表明,当絮体负荷50~150 mgCOD/gMLSS时较适宜絮体菌的生长。

因为水质有波动,所以建议设计时取上限值,这样当进水COD值和水量小于设计参数时,絮体负荷仍在上述范围内。

据此推算得污泥回流比为:当工艺要求回流比大于计算值时,应将超过部分直接回流到主曝气区,否则选择器将不起作用。

2 选择器容积选择器的类别不同,对选择器的容积要求也不同。

一般来讲,对于好氧生物选择器其混合液接触时间T=15~30 rain,对缺氧和厌氧生物选择器一般取30--60 min。

因此其容积为:V=(Qi+Qr )×T3 选择器的布置选择器一般布置在生化系统的前端,并需分格以保证选择器内的絮体负荷梯度,选择器格数太少则絮体负荷不能保证,分格太多也无太大意义,一般来讲分5格已足够。

分格的同时要保证一定的水平流速或竖向流速以防污泥在选择器内沉积,对于缺氧和厌氧选择器尤其要注意这一点,必要时可设搅拌装置。

实际应用时,水平流速或竖向流速≥25 m/h即可。

故选择器截面积为:式中F——选择器分格截面积,m2H——有效水深,mv ――水平或竖向流速,m/h选择器的设计要点:(1) 尽量提高选择器第一格中的F/M值。

研究证明,选择器中第一格的微生物组成和特性对抑制丝状菌的生长有重要影响。

若第一格中的F/M 值很大便能有效地抑制丝状菌的生长,并保证后续曝气池中污泥良好的沉降性能。

(2) 选择器和整个系统需具有陡峻的可溶有机物浓度梯度,生物选择器的起始浓度应高于其尾部和完全混合反应器的出水。

(3) 从选择器泄漏的基质浓度应该最小,在选择器中9O%以上的可溶的容易降解的基质应该得到去除。

(4) 在整个选择器内微生物的活性(以SOUR计)应该保持在一个尽可能高的水平。

虽然基质被迅速降低,但微生物活性要高。

(5) 相对于总的系统负荷,系统应该具有高的活性潜力,对于任意给定的负荷,微生物活性应该最大。

(6) 在选择器内平均的活性水平与初始选择器的负荷相比,应该高于其值。

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