微生物對污水處理運行管理的指導作用
摘 要:在污水處理系統(tǒng)運行過程中可通過對活性污泥中生物相觀察來了解處理系統(tǒng)的運行狀況,并根據觀察的情況及時調整處理系統(tǒng)的控制因素,改善降解污染物質的微生物生存環(huán)境。目前,在污水處理系統(tǒng)運行管理中對生物相觀察,已經越來越受到運行管理人員的重視。
關鍵詞:活性污泥 生物相 污水處理 運行管理
城市生活污水的處理多是采用活性污泥法,通過微生物的新陳代謝,將污水中的有機污染物礦化,再進行泥水分離從而使污水得以凈化,污水處理的效果受微生物的種類、數量及其活性的影響較大,因此在污水處理系統(tǒng)的運行管理過程中,必須重視生物相的觀察,保證生物相處于最佳運行工況下。本文通過對深圳GL污水處理廠一年的活性污泥觀察研究,總結出在南方地區(qū),生物相對污水處理系統(tǒng)的指導作用。
一、研究方法
GL污水處理廠位于深圳市特區(qū)外,采用CASS工藝處理城市生活污水,設計處理規(guī)模為6萬m3/d,共設計有四組生物反應池。
從2005年6月至2006年5月,對每組反應池每天按運行周期采樣二次,從曝氣池末端采樣,混合污泥迅速送回化驗室,并同時測量水溫。
對混合污泥首先測量其沉降比,并觀察上清液,然后用低倍光學顯微鏡觀察污泥絮體的大小、形狀、結構緊密程度,再用高倍數顯微鏡觀察污泥絮粒中的菌膠團細菌與絲狀細菌的比例、絮粒游離細菌的數量以及微型動物的狀態(tài),最后用油鏡觀察染色的涂片,分辨細菌的種類和觀察細菌的情況。
在觀察生物相的同時也對該污水處理廠進出水水質進行理化分析。常規(guī)理化指標主要是五日生物需氧量(BOD5)、化學需氧量(CODCr)、pH、固體懸浮物(SS)、氨氮(NH4-N) 和總磷(TP)。
二、研究結果
1. 混合液懸浮固體中微生物組成
通過對深圳某污水廠四組主反應池中的微生物進行的觀察,發(fā)現各類常見微型動物主要為原生動物,纖毛蟲也在所有水樣中出現。絕大多數水樣中有肉足蟲綱,輪蟲經常出現,但數量不多。線蟲和紅斑瓢體蟲偶爾出現,且數量稀少。褶累枝蟲和彩蓋蟲主要出現在冬天,當時水溫在15-18℃之間變化。球核甲變形蟲、鞘居蟲屬、水虱偽獨縮蟲、紅斑瓢體蟲主要出現在炎熱高溫的夏季。
在活性污泥系統(tǒng)中的所有動物種類中,褶累枝蟲出現得最多,溝鐘蟲為最常見的鐘蟲,輪蟲是活性污泥中最常見的后生動物,全年出現在活性污泥系統(tǒng)中。
紅斑瓢體蟲在水溫超過28℃的6月至8月間出現較多,時常伴隨著柱頭蟲、小毛板殼蟲和銳利纖蟲一同出現。
枝角類通稱水蚤,俗稱紅蟲,GL污水處理廠在4月由于設備故障,長時間無進水而間斷曝氣,水中藻類開始大量繁殖,紅蟲也開始大量繁殖。
2.活性污泥的結構
活性污泥是污水生物處理的工作主體,其絮粒的大小、形狀、緊密程度、構成絮粒的菌膠團細菌與絲狀菌的比例及其生長情況能很好地反映污水處理狀況。
(1)正常的活性污泥組成
污水處理廠運行正常狀況下,活性污泥的污泥絮粒大、邊緣清淅、結構緊密,呈封閉狀、具有良好的吸附和沉降性能。絮粒以菌膠團細菌為骨架,穿插生長一些絲狀菌,但絲狀菌數量遠少于菌膠團細菌,微型動物以固著類纖毛蟲為主,如鐘蟲、蓋纖蟲、累枝蟲等,還可見到 纖蟲在絮粒上爬動,偶爾還可看到少量的游動纖毛蟲等,輪蟲生長活躍。
(2)異常狀況下活性污泥組成
污水處理廠運行出現異常情況時,污泥出現絮體結構松散,絮粒變小,觀察到大量的游動型纖毛蟲類(豆形蟲屬、腎形蟲屬、草履蟲屬、波多蟲屬、滴蟲屬等)生物、肉足類生物(變形蟲屬和簡便蟲屬等)急劇增加的生物相,出現這種生物相時,污泥沉降性差,影響泥水分離。
3.原生動物的指示作用
原生動物對污泥性狀有著一定的指示作用,通?梢酝ㄟ^原生物動物在活性污泥中的變化可以判斷活性污泥的狀況。
污泥惡化:主要出現以下原生動物:豆形蟲屬、腎形蟲屬、草履蟲屬、瞬目蟲屬、波豆蟲屬、尾滴蟲屬、滴蟲屬等。污泥嚴重惡化時,微型動物幾乎不出現,細菌大量分散。
污泥解體:主要的原生動物有:變形蟲屬、簡便蟲屬等肉足類。
污泥膨脹:主要是因為絲狀菌的大量生長,出現能攝食絲狀菌的裸口目旋毛科、全毛類原生動物及擬輪毛蟲等。
污泥從惡化恢復到正常:活性污泥從惡化狀態(tài)恢復到正常狀態(tài)時有下列原生動物出現:漫游蟲屬、斜葉蟲屬、管葉蟲屬等。
污泥良好:主要原生動物為:鐘蟲屬、累枝蟲屬、蓋蟲屬、有肋纖蟲屬、獨縮蟲屬、各種吸管蟲類、輪蟲類、寡毛類等固著性或者匍匐性微生物。
4.同一種微生物數量變化的指示作用
對于運行正常的污水處理系統(tǒng)的活性污泥中的微生物種類、數量以及它們之間的數量比均保持相對恒定,在處理系統(tǒng)環(huán)境發(fā)生變化時,污泥中的微生物種類、數量以及它們之間的數量比會進行相應變化。
污泥中出現球衣菌屬、發(fā)硫菌屬、諾卡氏菌屬、各種霉菌等絲狀微生物異常增長的生物相時,表明污泥將發(fā)生膨脹現象。應及時采取措施控制絲狀細菌的生長、調整運行過程中的影響因素。
出現絮體結構松散解絮時,細小的絮粒成為輪蟲的充足食物,使輪蟲惡性繁殖,數量急劇上升的生物相時,表明污泥老化,此時應采取增加排泥的措施。
原生動物及輪蟲類微型動物受有毒物質的影響比細菌更為敏感。 纖蟲屬作為活性污泥法中最易受到影響的指標性生物,對毒物影響非常敏感。當出現 纖蟲屬急劇減少的生物相時,就可以判定為受到了進水有毒物質的影響。
5.微生物變化與水質的關系
該污水處理廠在2006年04月28日-2006年05月12日因設備故障停止進水,2006年05月13日恢復正常進水。在這期間詳細記錄了活性污泥中微生物變化情況,在恢復生產后,隨著微生物種類及數量的變化,出水水質有了顯著的變化,活性污泥中累枝蟲、纖蟲、裂口蟲、鐘蟲的數量呈增長趨勢時,出水水質明顯變好,出水BOD5值下降,出水懸浮物濃度也隨之下降。
三、結論
從GL污水處理廠運行過程中生物相的觀察和大量的文獻介紹,污水處理系統(tǒng)處理效果都與污水處理系統(tǒng)中組成活性污泥的微生物種類、數量及代謝活力有關,可見污水處理系統(tǒng)的生物相對污水處理具有很好的指示作用。污水處理系統(tǒng)的運行管理主要是為污泥中的微生物提供一個較好的生存環(huán)境條件,以發(fā)揮活性污泥中的微生物最大的代謝活力,達到良好的污水處理效果。因此,在運行管理實踐中可通過對污泥的生物相觀察來指導污水處理系統(tǒng)的運行管理,使處理系統(tǒng)實現穩(wěn)定、高效的處理效果。
由于每個污水處理廠的進水質、處理工藝有差異,特別是工業(yè)污水,因其生產工藝、產品種類的原因,導致污水的種類繁多,成分各異,使得各處理系統(tǒng)的活性污泥生物相有很大差異。因此,在運行管理實踐中,應通過長期的觀察,找出本處理系統(tǒng)污水水質變化與生物相變化之間的關系,確定能判斷污水處理系統(tǒng)的環(huán)境條件和處理水質好壞的指示性生物,可以通過對生物相的觀察判斷處理系統(tǒng)運行狀態(tài),從而用于指導日常運行管理。
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