曝气生物滤池的微生物种群优化与分布

第卷第期年月北京工业大学学报《叉曝气生物滤池的微生物种群优化与分布彭永臻,王海东,王淑莹北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室,北京摘要为研究反应器内的微生物种群关系,以强化污水脱处理,本试验采用上流式曝气生物滤池,以生活污水为原水,在水力负荷、值以及溶解氧〕方面对微生物进行生化反应和结构优化的影响情况进行了研究试验结果表明,污染物负荷对级滤池的种群竟争具有重要作用,适当地控制负荷可使反应器在各自的优化状态下运行对维持长时间短程硝化可行性不大,但是控制可田,在一定负荷时利用在较低的爪条件下氨氧化菌的比增殖速率比亚硝酸盐氧化菌的比增殖速率高的特点,亚硝酸盐积累率可以达到,有利于短程硝化反硝化反应器的工艺设计关锐词脱负荷溶解氧以,曝气生物滤池微生物种群中图分类号文献标识码文章编号一。一一硝化与有机物降解是污水生化处理过程中非常重要的反应,同时氨氧化菌与亚硝酸盐氧化菌的竞争及空间分布涉及到近年来成为热点的短程硝化反硝化过程和同步硝化反硝化生化过程川因此,深入了解影响硝化细菌生长和作用的相关因素,研究其在不同条件下与异养菌的竟争关系,对于反应器在强化脱方面的优化设计具有十分重要的意义曝气生物滤池是近年来发展较快的生物膜工艺,已有研究表明,曝气生物滤池可以在个单独的或个连续运行的反应器内高效去除有机物及进行硝化作用一然而此工艺仍然面临着有机碳严重限制硝化细菌生化作用的问题一些研究在与之比设为,以计方面阐述了硝化细菌种群被异养菌替代的动力学行为,还有研究阐述了可在短程硝化反硝化以及同步硝化反硝化过程中的作用〕本试验在水力负荷、温度方面研究硝化菌与异养菌之间的竟争关系,并研究了氨氧化菌、亚硝酸盐氧化菌和异养菌在同一个反应器及不同反应器中的比生物活性,以及值、川对这几种生物种群进行生化反应和种群结构优化的影响试验设备与方法本实验设计了个上流式曝气生物滤池反应器,见图个试验滤柱柱高均为,直径内部均充填约直径为一的私土陶粒作为生物膜介质,第级反应器主要进行碳氧化,第级反应器进行硝化,个滤柱串联运行试验用水为北京工业大学校区内的生活污水,较低,约为具体水质如表所示,值为一,温度均为一℃除进出水外,一般在滤柱上每隔。取个水一「二一』一一图二段上流式曝气生物滤池示意图。卜收稿期‘一一基金项口国家自然科学基金重点项目砚川国家白然科学基金项目作者简介彭永臻一,男,黑龙汪哈尔滨人,教授第期彭永臻等曝气生物滤池的微生物种群优化与分布样水样的有机物的质量浓度,分别以,化学需氧及几一,日生化需氧计,、、。为出水悬浮固体、。、、尸根据标准方法分析测定温度、、川以由便携式仪器来测定固体填料取样点与水取样点相同,对于固体填料上的附着生物质量以重量法直接测定,结果表示为单位质量填料附着的生物质量以比耗氧速率单位时间内单位质量微生物消耗几的质量,’来表征生物膜中好氧微生物的活性,试验时设定相同的起始质量浓度。”,并使每种底物质量浓度都可保证微生物进行生化反应时符合级反应动力学在耗氧速率测定过程中通过在不同时间分别投加氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的选择性生物抑制剂和丙烯基硫脉,可分别得到异养菌、氨氧化菌以及亚硝酸盐氧化菌的比耗氧速率农进水水质·厂尸一尸’一尸一尸犷尸街一尸一碱度一一滤柱反冲洗时间由柱内水头损失的大小来控制,一般在滤柱水头损失达到。的时候进行反冲洗,反冲洗过程为先以流量为的气体单独气洗,然后再以流量的气体与流量为的水联合反冲,最后停止气洗,用最终出水中流量为的水冲洗滤柱在正常进水前将反冲洗水排出试验结果与讨论负荷对生化反应及微生物生长的影响负荷对反应器内各菌种分布具有重要影响本试验以实际生活污水为原水,通过水力负荷变化来调整反应器进水负荷妇试验结果表明,第级反应器有机物的容积负荷以计可以达到·,·,此时出水。,去除率。。达到,出水矛去除率军为‘进水有机负荷以计专’·时,矿则可以达到完全硝化对于第级反应器,其犷的去除效果与第级反应器的进水负荷密切相关在第级反应器进水有机物负荷,’为、·时,沿级反应器的柱高有机物的降解与矿硝化的效果见图比较图可知,单独考察第级反应器时,,加大使得犷的硝化开始点沿滤床高度逐渐上升,有机物的降解特性沿滤床高度发生了改变当负荷较小时,有机物降解主要集中在滤床中下部,并且在此八︸︸﹃︶︸︶傀,工,工︵一,·助三︶、才日一,二三】岁十才三岁勺】六赫徐蔫蔫薰夕一︸﹄︵八﹄︶八亡护」八,,‘,‘︵一曰·切三︶、第级滤池’第级滤池”第级滤池’第级滤池久、·铸一·图川有机物与川随柱高变化曲线、,啥一一仆北京工业大学学报年有较高降解速率随着负荷的加大,异养菌逐渐占据滤池较高处,表现为有机物降解速率随高度变化逐渐变得不很明显较高的,。导致第级反应器内有机物降解不完全而第级反应器受进水残余有机物的影响,硝化速率下降第级反应器出水进入第级滤柱后,田