巩义市仁源水处理材料厂
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高品质椰壳活性炭厂家膨胀和泡沫的M. parvicella菌的简述
高品质椰壳活性炭生产厂家膨胀和泡沫的M. parvicella菌的简述。 对于污水厂来说,污泥膨胀和泡沫就像顽疾一样,总是在不断地反复的滋生和爆发。这种工艺异常的现象在不同的地区,不同的工艺,不同的水质的污水厂都会发生,运行人员总是要面对过高的污泥沉降比和满池的泡沫而发愁,特别是遇到上级的领导到厂检查时,总是有种百口莫辩的无力感,即使出水水质稳定达标,仍然不能让领导们信服污水厂在正常运行。
关于活性污泥膨胀和生物泡沫的是一个常年难以解决的问题来说,每年都有很多的污水厂不得不去面对,所以对这个问题公众号也会一直从不同的角度进行探讨,希望能给污水厂的一线运行人员提供更多的工艺调整思路来应对活性污泥的这个顽疾。
引起活性污泥膨胀和生物泡沫的细菌种类居多,各种不同的丝状细菌在不同的环境下会诱发膨胀或泡沫现象,这一期和大家探讨引起活性污泥膨胀或泡沫一种细菌:“ M. parvicella”,它是构成活性污泥膨胀和生物泡沫的一种主要的微生物,是一种较长而纤细(直径为0.6–0.8μm),无分支且没有鞘的丝状细菌。它具有卷曲的外观和特征性的革兰氏阳性反应使其易于通过显微镜在活性污泥样品中进行识别。
在从国内外对丝状菌的实验室培养和污水厂的实测研究获得的实验证据表明,这种Mp细菌(为了书写方便,我在后面都简化成Mp细菌)在各种不同的活性污泥处理工艺的曝气池中几乎都有存在,而且根据科学研究表明,这种细菌是造成污泥膨胀和生物泡沫的过程中最常见的一种细菌,诱发二沉池的固液分离效果差,出现二沉池泥位上升、出水带泥、生物池表面的生物泡沫的问题。这使得运行人员每年需要做出非常多的工作,来解决由于MP细菌在污水处理厂中引起的运行和性能问题。
每个厂里的活性污泥代表一个独特的生态系统,MP细菌在各个厂里的生物池里的活性污泥中的异常增殖可能是由多种因素引起的。而且这些因素都交错复杂的影响着Mp细菌的繁殖,比如起源于MP细菌的生物生长特征的情况,MP细菌在临界条件下(如低温和溶解氧水平)都会以非常快的速率生长。同时,污水厂的生物池内的反应环境中存在很多诱导MP细菌快速繁殖生长的情况。目前的针对这种细菌的研究数据表明,这种丝状生物对任何的工况下都具有很强的适应性和繁殖能力。因此Mp细菌具有在广泛的工艺操作条件下生长和生存的可能性,所以在大多数污水厂在运行中,都会不同程度的面对Mp细菌带来的运行困扰。那么这种细菌有没有一些共性的特征来让运行人员进行更好的判断和调整呢?
从科研数据表明Mp细菌的最大生长速率值在0.3mm/d左右,也就是每天最快生长的长度在0.3mm,这一点可以表明,当运行人员通过显微镜看到相当多的菌丝布满镜片的时候,已经表明活性污泥的泥龄已经到了相当高了,只有足够高的污泥龄才能使其的菌丝生长到足够的长度,并在宏观现象中形成高的沉降比和生物泡沫。近年来污水厂对除磷脱氮的管控,运行人员已经从日常的运行中发现,通过更长的泥龄θ Ç ⩾10 d,会使生物脱氮的效果趋于明显,硝化和反硝化都会比较理想。但是也会同时注意到,随着污泥龄的加长,污泥膨胀和生物泡沫的问题也越来越多的出现,这个运行工况是与Mp细菌的在长污泥龄下的生长周期是一致的。而且在大部分的污水厂中,都会面临着进水水质、水量随时波动的情况,通过更高的污泥浓度,更长污泥龄可以保持活性污泥体系面对负荷冲击的时候,依然能够保持最终出水水质的稳定,这也是Mp细菌的生长要素更加适合。还有就是在多数污水厂面对曝气池表面的浮渣层,或者受到生物池构造结构之间的区域划分导致浮渣层只能在一个区域内长时间的存留,这些都会使Mp细菌在一定区域内大量的繁殖;还有就是在一些污水厂中,出现污泥膨胀期间,污泥脱水的效率下降,大部分膨胀污泥在机械脱水过程中,通过溢流重新回到系统内,在系统不同的流程中获取更充足的营养,特别是和粗格栅的富含大量有机物的原水混合,得以快速获得营养,更加促进了Mp细菌造成的膨胀和泡沫情况。
还有一项让污水厂运行人员心塞的研究表明,在低低至7°C的温度下,在实验室条件和污水处理厂中都可以观察到Parvicella细菌在以明显的速度生长的能力,从而使其具有明显的竞争优势。在污水厂的运行人员的经验体系中,在一个稳定运行的活性污泥污水厂中Mp细菌的繁殖通常具有独特的季节性模式。长期的调研数据表明,在一些地区的污水厂的管理经验中,当生物池内的混合液温度长时间下降到12–15°C以下时,具有脱氮功能的系统会出现因Parvicella细菌而引起膨胀。这个现象在很多污水厂,特别是北方地区的污水厂中,普遍的季节变化导致的污泥膨胀和生物泡沫现象证明了这一点。在一些M.p 细菌较为明显的的活性污泥膨胀的污水厂,在冬季和春季都会出现非常高污泥体积指数SVI,而到了夏季的又会出现SVI的最低值,进入秋季后的SVI值逐渐增加。这种季节性规律变化导致的水温变化,为Mp细菌提供了周期性的生长变化,同时也给运行人员带了非常大的运行困境。运行人员到了冬春季节,往往需要投入大量的精力物力来解决Mp细菌规律性爆发带来的工艺难题。
随着科学家对这种细菌的不断深入的探索,发现了MP细菌的一些生长习性,这些生长习性会受到污水厂的运行中的环境因素的影响,或多或少的促进或抑制MP细菌的生长情况。
现阶段,越来越多的污水厂采用有针对性的除磷脱氮的A2O工艺,在生物池中会呈现一个缺氧-好氧的运行的环境,但是非常令人无奈的是,据科学研究发现,MP细菌是微需氧的细菌,它在低浓度的氧气环境中快速生长,因此溶解氧的强度会非常明显的影响MP细菌的生长。在生物池的低溶解氧情况下,以及AO工艺的缺氧-好氧交错的环境中,MP细菌是非常容易繁殖增长的。在一些污水厂的实际中,在溶解氧在2~3mg/L的充足的环境中,甚至一些连续曝气的方式下,是可以抑制MP细菌的生长的,或者有些污水厂在采用间歇曝气,将进水和二沉池的回流活性污泥混合部位产生一个有氧条件,对MP细菌的生长抑制会起到一定的效果。
污水厂进水中的氨是MP细菌生长所需的要素之一,当进水的氨含量较高,硝化作用未能完全将进水中的氨全部去除的情况下时,就会提供MP生长所需的氨,促进MP细菌的生长。
还有一种未能有确切的数据证明的观点认为,MP细菌在低温下会降低油脂类的溶解度,未能溶解的脂类会漂浮在生物池表面,而聚集漂浮在表面的这些脂类漂浮物又给MP细菌提供了良好的生长环境,MP细菌在这些漂浮物中大量生长,也就形成了生物池表面令运行人员头疼的生物泡沫的大量出现的情况。
除了这些以外,MP细菌还有针对反硝化过程中的NO产生中与其共同争取碳源的情况;也有假说认为MP细菌也会和聚磷菌对碳源进行竞争。总体来说,在污水厂的生物池的各个环境中和各类微生物都有很强的交互竞争性,可以说MP细菌在污水厂的生长繁殖是全面性的,这也从生物机理上说明了为什么现在的污水厂的生物泡沫问题趋于严重的情况,针对这种全面滋生的生物泡沫的原发细菌,污水厂的运行管理人员该如何进行有效的控制呢?下面我们从几个方面来谈谈如何进行MP细菌的生长。
首先是污水厂的管理人员要针对工艺进行有效的管控,由于MP细菌的特殊性,对污水厂生物处理环境的全面适应性,使得在污水厂出现的大量的生物泡沫堆积的情况,会由于各种不同的因素诱发,导致污水厂的运行频频出现生物泡沫的异常工况。因此基于MP细菌这种复杂多样的生长机理,污水厂工艺管理一定要精准,对外界变化因素要及时准确的进行应对,工艺管理的精细精准是控制MP细菌的首要前提,这也需要污水厂的管理人员对本厂的生物运行工况更为深入的细致管理。
针对MP细菌的菌丝是一个随着污泥龄增长的而逐渐加长的过程,因此可以简单的说,通过减少污泥停留时间(SRT),可以使MP细菌的生长扩展速度降至最低。但是这必然带来一个缩短污泥龄的过程,这与现阶段的脱氮过程的长污泥龄的工艺控制是相互冲突的,所以这种方式不适合在冬季爆发后使用,在之前的文章中有提到利用换季期间,大量置换污泥,缩短污泥龄,可以利用夏天季节性高温下微生物的活性来抵消污泥龄短造成脱氮反应能力的下降,在一些污水厂的实际操作中,也证明这种方式可以有效的控制冬季的生物泡沫的大量滋生的情况。特别还要注意的是很多污水厂的处理量远达不到设计处理能力,污泥停留时间过长,也间接地带来过长的SRT,在低负荷污水厂内,更需要注意过长污泥龄带来的MP细菌形成的泡沫问题。
污水中如果存在大量的脂类,应在进入到生物池之前,需要进行隔油、气浮等除油措施,油脂类对生物池表面的泡沫形成有很大的促进作用,对MP细菌的优势生长起到很重要的浮沫环境的提供。因此在屠宰废水、养殖废水、厨余废水的处理中,油脂的有效去除是工艺链条中必不可少的部分,为生物泡沫的控制也有积极的贡献。
除去这些基于的生长原理的控制方法外,还有就是一种比较常用的消杀灭菌的方式来控制MP细菌的生长,使用氧化性化学物质(例如氯及衍生化合物等)破坏活性污泥絮凝体表面的细丝并深入到到絮凝体内部。但是这种处理存在很大的风险是消毒剂是一种广谱杀菌剂,无法有针对性的灭杀MP细菌,因此在实际投加过程中,要通过实验室小试,结合活性污泥的镜检进行判断,监控消毒剂对絮凝体的影响程度,以防出现活性污泥大量解体的工况。
最新的一些科学研究还提出在生物池内的投加聚合氯化铝对控制污水处理厂中的MP细菌也有一定的效果,但是这种效果可能只是针对特定的MP细菌,对其他引起膨胀和泡沫的丝状菌的效果不明显。在相关的研究文献中,对污水厂的活性污泥中投加的聚合氯化铝的推荐的剂量为2-3 g Al kg/MLSS/d,并根据处理水量的大小调整投加的时间,但至少需要持续三周以上时间,才会对MP细菌起到作用。关于聚合氯化铝对MP细菌作用的机理仍在研究中,但是对于污水厂的运行人员来说,这是在冬季无法降低污泥龄的情况下的一种通过药剂解决的方式,同时还可以起到的除磷的作用,但是生化池内投加的大量的聚合氯化铝会产生化学污泥,给系统带来过高的污泥负荷压力,需要做好化学污泥大量产生后污泥脱水的产能保证。
关于MP细菌,研究还在不断地深入,从污水厂的运行人员来说,合理的控制污泥龄,适当的投加药剂,注意工艺过程的积极管控是现阶段能够对MP细菌实现一定的控制作用的,但MP细菌在污水厂的生物池内复杂的多样适应性,仍需要运行人员通过不断地收集运行管理数据,精细的进行工艺管理,才能尽可能的避免其大量爆发。
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