丝状菌污泥膨胀理论分析

丝状菌污泥膨胀理论分析丝状菌污泥膨胀理论分析丝状菌污泥膨胀理论分析王凯军，许晓鸣(北京市环境保护科学研究院，北京100037)摘要摘要：对丝状菌污泥膨胀现象进行了综合分析，并在广义Monod方程的基础上基本统一了污泥膨胀理论和建立了相关的数学模型。该模型可以很好地解释由基质限制、DO限制、营养物缺乏、pH和H2S等因素引起的丝状菌污泥膨胀。利用广义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，对有机负荷、DO、水质和水量变化等因素对菌胶团细菌和丝状菌的竞争影响进行了深入的探讨，并在此基础上针对不同的污泥膨胀类型提出了相应的控制策略。关键词关键词：丝状菌污泥膨胀；广义Monod方程；丝状菌；环境调控早期控制丝状菌污泥膨胀(简称污泥膨胀)的主要手段是投加药剂杀死丝状菌，或投加混凝剂和助凝剂以增加污泥絮体的比重［1］，但这些方法往往无法彻底解决污泥膨胀问题，相反地可能会带来出水水质恶化的不良后果。其后人们逐渐认识到，活性污泥中的菌胶团细菌和丝状菌构成一个共生的微生物生态体系，在这种共生关系中，丝状菌是不可缺少的重要微生物，对于高效、稳定地净化污水起着重要作用，并逐渐地从简单杀死丝状菌过渡到利用曝气池中的生长环境调整丝状菌的比例，从而达到控制污泥膨胀的发生即进入环境调控阶段。环境调控概念的使用是人们在污泥膨胀控制技术和实践上的一大进步，其主要出发点是使曝气池中的生态环境有利于选择性地发展菌胶团细菌，利用生物竞争机制抑制丝状菌的过度生长和繁殖，将丝状菌数量控制在一个合理的范围之内，从而控制污泥膨胀的发生和发展，同时利用丝状菌的特性净化污水，稳定处理工艺。近年来选择器理论得到充分的发展和应用就是这一概念的具体体现。1污泥膨胀理论的统一污泥膨胀理论的统一活性污泥是一混合培养系统，其中至少存在着30种可能引起污泥膨胀的丝状菌。在丝状菌与菌胶团细菌平衡生长时不会产生污泥膨胀问题，只有当丝状菌生长超过菌胶团细菌时，才会出现污泥膨胀。丝状菌和菌胶团细菌的生理和生化性质差异见表1。表1丝状菌与菌胶团细菌的差异［1］表1丝状菌与菌胶团细菌的差异［1］性质菌胶团菌参考值丝状菌参考值最大生长速率(μmax)高4.4d-1低3.0d-1基质亲合力(KS)低64mg/L高40mg/LDO亲合力(KDO)低0.1mg/L高0.027mg/L内源代谢率(Kd)高0