1、污水处理装置中活性污泥膨胀下微生物相探究摘 要丝状菌膨胀在日常实际工作中较为常见，成因也十分复杂。影响丝状菌污泥膨胀的因素有很多，但我们首先应该认识到的是活性污泥是一个混合培养系统，其中至少存在着 30 种可能引起污泥膨胀的丝状菌。而丝状菌在与活性胶团系统共生的关系中是不可缺少的一类重要微生物。它的存在对净化污水起着很好的作用。它对保持污泥的絮体结构，保持生化处理的净化效率，及在沉淀中起着对悬浮物的过滤作用等都有很重要的意义。事实也证明在丝状菌与菌胶团细菌平衡时是不会产生污泥膨胀，只有当丝状菌生长超过菌胶团细菌时，才会出现污泥膨胀现象。关键词污泥膨胀 微生物 污水处理 活性污泥 中图分类号：R
2、123.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0053-01 一、活性污泥的基本概念 活性污泥是指：由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。 除活性微生物外，活性污泥还挟带着来自污水的有机物、无机悬浮物、胶体物；活性污泥中栖息的微生物以好氧微生物为主，是一个以细菌为主体的群体，除细菌外、还有酵母菌、放线菌、霉菌以及原生动物和后生动物。 性污泥是活性污泥处理系统中的主体作用物质，在废水生物处理中，不论采用何种方法处理构筑物及何种工艺流程，都是通过处理系统中活性污泥或生物膜微生物
3、的新陈代谢的作用，使活性污泥具有将有机污染物转化为稳定无机物的活力，在有氧的条件下，将废水中的有机物氧化分解为无机物，从而达到废水净化的目的。处理后出水水质的好坏同组成活性污泥的微生物的种类、数量及其活性有关。 活性污泥中细菌含量一般在 107108 个/mL；原生动物 103 个/mL，原生动物中以纤毛虫居多数，固着型纤毛虫可作为指示生物，固着型纤毛虫如钟虫、累枝虫、盖纤虫、独缩虫、聚缩虫等出现且数量较多时，说明培养成熟且活性良好。在处理生活污水的活性污泥中存在大量的原生动物和部分微型后生动物，通过辨别认定其种属，据此可以判别处理水质的优劣，因此将微型动物称为活性污泥系统中的指示生物。 二、
4、污泥膨胀的原因 由于活性污泥是一混合培养系统，活性污泥是菌胶团细菌与丝状菌的共生系统，任何活性污泥系统中都存在着丝状茵。丝状菌也不仅仅是一种菌存在，活性污泥中存在着至少 30 种可能引起污泥膨胀的丝状菌，污泥膨胀的原因是复杂的。在丝状茵与菌胶团细菌平衡生长时，不会产生膨胀问题。只有当丝状茵生长超过菌胶团细菌时，就会出现膨胀问题。污泥膨胀是由丝状茵和菌胶团细菌生理和生化性质不同所决定的。 污泥膨胀分为丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀。非丝状菌膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷太高的时候，此时细菌吸附了大量有机物，来不及代谢，在胞外积贮大量高粘性的多糖物质，使得表面附着物大量增加，很难沉淀压缩。而当氮严
5、重缺乏时，也有可产生膨胀现象。因为若缺氮，微生物便于工作不能充分利用碳源合成细胞物质，过量的碳源将被转弯为多糖类胞外贮存物，这种贮存物是高度亲水型化合物，易形成结合水，从而影响污泥的沉降性能，产生高粘性的污泥膨胀。非丝状菌污泥膨胀发生时其生化处理效能仍较高，出水也还比较清澈，污泥镜检也看不到丝状菌。非丝状菌膨胀发生情况较少，且危害并不十分严重，在这里就不着重研究。 丝状菌引起污泥膨胀是在污泥膨胀诱因诱发下导致丝状菌在同菌胶团的竞争中能够强势增长造成。目前可辨识的丝状污泥膨胀絮体有两种类型：第一类是长丝状菌从絮体中伸出，将各个絮体连接，形成丝状菌和絮体网；第二类是具有更开放（或扩散）的结构，由细
6、菌沿丝状菌凝聚，形成细长的絮体。在解释丝状污泥膨胀现象上，有多种解释方法：、 （A/V）假说。当混合液中基质受到限制或控制时，由于比表面积大的丝状菌获取基质的能力要强于菌胶团，因而菌胶团受到抑制，丝状菌能够大量繁殖，占据主导地位，最终导致污泥膨胀；、选择性理论。该理论以微生物生长动力学为基础，根据不同种类微生物具有不同的最大生长速率和饱和常数分析丝状菌与菌胶团细菌的竞争情况。丝状菌具有低的最大生长速率和饱和常数，在低基质浓度、DO 值时具有较高的生长速率，而菌胶团则刚好相反。、饥饿假说。该假说将活性污泥中微生物分为三类，第一类是菌胶团细菌，第二类是具有高基质亲和力但生长缓慢的耐饥饿丝状菌，第三
7、类是对溶解氧有高亲和力、对饥饿高度敏感的快速生长的丝状菌，在低基质浓度下，基质浓度小于某值时，第二类微生物将占优势；当基质浓度大于该值时，只要溶解氧的传递不是限制因素，第一类微生物将占优势；在高基质低溶解氧情况下，第三类微生物将占优势；、Chudoba 于 1985 年提出了积累/再生（AC/RG）假说。在高负荷条件下，菌胶团微生物累积有机基质的能力强，丝状菌较差。但此时微生物受溶解氧限制和控制，由于丝状菌需氧较少，完成积累/再生的循环较快，生长较快，形成污泥膨胀。 三、污泥膨胀对微生物相的影响 通过分析将丝状菌膨胀概括为 5 种类型，即：低基质浓度、低溶解氧、营养物（N、P）缺乏型、高 H2
8、S 浓度和高、低 pH 引起的膨胀。采用广义 Monod 方程可解释大部分类型的膨胀问题，这在一定程度上统一了污泥膨胀理论。由于城市污水中 N、P 和其它营养元素一般不缺乏，因此在一般情况下，只考虑碳源限制和 DO 限制两种情况； 在双基质限制下，低负荷的完全混合曝气池不利于污泥沉淀性能的改善，而中、高负荷的膨胀则在完全混合曝气池中有所缓解。中、高负荷系统由于首端缺氧不利污泥沉降性能，所以在推流式曝气池需要采取措施避免供氧不足。反之，推流式曝气池有利于克服低负荷的膨胀，即高负荷与低负荷是两种类型完全相反的膨胀现象。 对活性污泥膨胀，既要从宏观角度考虑，又要从微观角度考虑，而宏观与微观是相对的。
9、就活性污泥工艺的运转条件而言，负荷、基质浓度和溶解氧浓度的水平是宏观条件。但曝气池首端的实际的负荷、基质浓度和溶解氧浓度是更为重要的因素。后者是决定污泥膨胀的微环境，种群的动态是由其微环境中的营养物的条件所确定的。 非丝状菌性污泥膨胀主要发生在污水水温较低而污泥负荷较高时。由于污泥负荷高，微生物能够吸附大量的营养物质，但由于温度低，微生物对营养物质代谢速度慢，造成大量的高粘性多糖类物质在微生物表面积贮，同时由于多糖类物质具有强亲水性，使活性污泥表面附着水大大增加，因而影响活性污泥沉降性能变差。 四、结语 污泥膨胀是活性污泥法问世以来一直困扰人们的难题。目前人类对污泥膨胀的研究虽然有了一定的成果，但是由于各地的污水水质以及运行状况不同，引起活性污泥膨胀现象的因素多种多样，所以至今未能有一种能够适用于所有污泥膨胀现象的合理解释。只有结合本地的实际情况、处理水质、运行条件等因素考虑才能作出有针对性的解释。 参考文献 1 周本省.工业水处理技术.化学工业出版社. 2 金熙，项成林，齐冬子.工业水处理技术问题及常用数据.化学工业出版社. 3 祁鲁梁，李永存，李本高.水处理工艺与运行管理实用手册.中国石化出版社.
