活性污泥丝状菌膨胀控制的理论研究论文

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1、活性污泥丝状菌膨胀控制的理论研究论文摘要：本文对丝状菌污泥膨胀现象进行分析和综合，并在广义的Monod方程的基础上，提出了统一的污泥膨胀理论。该模型可以很好的解释基质限制、溶解氧限制、营养物缺乏型，高、低pH和硫化氢因素引起的五种类型主要活性污泥丝状菌膨胀。这包括了大部分的污泥膨胀现象。利用广义的Monod方程采用双基质限制(碳源和溶解氧)模型和系统动力学方程进行了计算机模拟研究。对负荷与溶解氧，水质和水量变化等因素对于菌胶团细菌和丝状菌的竞争关系的影响进行了深入的研究，并在此基础上对于不同的膨胀类型对应提出了对应

2、的控制策略。关键词：污泥膨胀丝状菌菌胶团菌广义Monod方程TheTheoryandStudyforFilamentousBacteriaCausedSludgeBulkingProblemsAbstract:Inthispaper,theanalysisandsummarizeoffilamentousbacteriacausedsludgebulkingphenomenahavebeenconducted.BasedongeneralizedMonodmodel,anunifiedtheoryforsludge

3、bulkinghasbeenproposed.IthasbeenfoundthatgeneralizedMonodmodelcaniting,dissolvedoxygenlimiting,nutrientsandtraceelementsdeficiency,highandlos.Theseareincludedmostkindsofsludgebulkingphenomena.BasedontheMonodmodelforcarbonanddissolvedoxygenlimiting,systemkiiceq

4、uationsareformulated,theputersimulationhasconductedaccordingtoabovemodels.Theeffectsofloadingrate,dissolvedoxygen,variationoffloingbacteriaandfilamentousbacteriahavebeenstudiedintensively.Accordingtotheresultsofputersimulation,thedifferentstrategiesforsludgebu

5、lkinghaveproposed.Keyonodmodel一、污泥膨胀控制方法的演化过程早期控制丝状菌引起的污泥膨胀(简称污泥膨胀)的主要手段是利用丝状菌具有较大的比表面积值.freelax)高4.4d-1低3.0d-12基质亲合力(Ks)低64mg/l高40mg/l3DO亲合力(KDO)低0.1mg/l高0.027mg/l4内源代谢率(Kd)高0.012d-1低0.010d-15产率系数(Y)高0.153g/g低0.139g/g6积累能力(A)高低7耐饥饿能力及贮存能力高非常低通过对近年来活性污泥膨胀问题国内外

6、研究进展的分析和综合，可以将主要的活性污泥丝状菌膨胀的原因分为五种类型：即a)基质限制；b)溶解氧限制；c)营养物缺乏型高；d)高、低pH引起；e)和硫化氢因素等膨胀类型4。1.广义的Monod方程丝状菌与菌胶团细菌竞争的数学模型，其遵循多种基质限制的广义Monod方程，即Monod-McGee方程1：μ＝μmaxS1/(K1+S1)S2/(K2+S2)…Sn/(Kn+Sn)(1)其中：μmax：最大生长速率(d-1)；Ki:第I种基质亲和力(mg/l)；Si：第I种基质。根据动力学方程(1)可知，基质限制、溶解氧

7、限制和营养物缺乏型的膨胀问题都可用广义Monod方程来加以解释。值得说明的是当氮严重缺乏时并不能归入这一理论。原因在于由于缺乏氮，使微生物不能充分利用碳源合成细胞物质，使得过量的碳源被转变为多糖类胞外贮存物，这种贮存物是高度亲水型化合物，从而形成结合水，影响污泥沉降性能，产生了高粘度性的膨胀，其类型不属于丝状菌膨胀5。2.硫化氢的等其他类型的问题关于pH的影响，可在动力学方程的参数上，作为动力学常数的乘积因子的形式进行耦合，或者单独列出其动力学方程，从而统一在广义Monod方程之下。关于H2S的影响，从文献中报道引

8、起污泥膨胀的H2S数值很低，一般是在1～2.0mg/l5。笔者认为每升几毫克硫化氢似乎不足以供发硫菌或贝氏硫细菌大量增值的能量，相反几十到上百ppm的有机酸是值得注意的因素。我们进行了向污水中添加H2S的实验，通过实验发现即使H2S浓度达到50mg/l也并不发生膨胀6。事实上，一些厌氧装置运转的较好，虽然出水含有大量H2S，但是挥发酸浓度很低时，好氧后处理也