生物选择器控制污泥膨胀的机理及其设计

生物选择器控制污泥膨胀的机理及其设计生物选择器控制污泥膨胀的机理及其设计1生物选择器的工作机理1.1动力学选择性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，而具有较高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。1.2生物吸附机理菌胶团细菌对溶解性有机物的吸附能力远高于丝状菌。在生物选择器中基质浓