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    公司新聞

    純水設(shè)備:曝氣池填料不掛膜的原因分析

    來源:蘭州純水設(shè)備??????2019/9/17 9:28:26??????點擊:

    【蘭州純水設(shè)備http://www.top711.com】生物膜法是一種高效的污水處理方法,具有污泥量少、污泥不膨脹、對污水水質(zhì)和數(shù)量變化適應(yīng)性好、操作管理簡單等特點。生物膜法使微生物附著在載體表面形成生物膜。當(dāng)污水流經(jīng)載體表面時,污水中的有機(jī)物和溶解氧擴(kuò)散到生物膜內(nèi)部。在氧氣存在下,膜內(nèi)微生物對有機(jī)物進(jìn)行分解代謝和機(jī)體合成代謝蘭州純水設(shè)備。同時,所分解的代謝物從生物膜擴(kuò)散到水相和空氣中,從而降解廢水中的有機(jī)物。

    活性污泥法與生物膜法的區(qū)別不僅是微生物懸浮與附著的區(qū)別,而且在生物膜處理系統(tǒng)中必須考慮擴(kuò)散過程。在生物膜反應(yīng)器中,有機(jī)污染物、溶解氧和各種必需營養(yǎng)素必須先從液相擴(kuò)散到生物膜表面,然后進(jìn)入生物膜內(nèi)部。污染物只有擴(kuò)散到生物膜的表面或內(nèi)部,才能被生物膜中的微生物分解轉(zhuǎn)化去離子水設(shè)備,最終形成各種代謝產(chǎn)物。此外,在生物膜反應(yīng)器中,由于微生物固定在載體上,實現(xiàn)了SRT和HRT(水力停留時間)的分離,使增殖速度較慢的微生物能夠生長繁殖。因此,生物膜是一個穩(wěn)定多樣的微生物生態(tài)系統(tǒng)。

    載體上的膜可分為吸附和固定兩個階段。

    載體生物膜的形成和表面屬性(載體表面親水性、表面電荷、表面粗糙度和表面化學(xué)成分),微生物的性質(zhì)(微生物種類、培養(yǎng)條件、活動和濃度)和環(huán)境因素(PH、離子強(qiáng)度、液壓剪切力、溫度、營養(yǎng)條件和微生物的載體接觸時間)和其他因素。

    1. 載體的表面性質(zhì)

    生物膜的表面電荷、粗糙度、粒徑和載體濃度直接影響生物膜在表面的粘附和形成。在正常生長條件下,微生物具有負(fù)的表面電荷。如果一些改進(jìn)的技術(shù)蘭州純水設(shè)備,如化學(xué)氧化和低溫等離子體處理,可以使載體表面帶正電荷,這可以使微生物在載體表面的粘附和形成過程更容易進(jìn)行。載體表面的粗糙度有利于細(xì)菌在載體表面的粘附和固定。

    一方面,與光滑表面相比,粗糙載體表面增加了細(xì)菌與載體的有效接觸面積;另一方面,載體表面的粗糙部位,如孔洞、裂紋等,對附著的細(xì)菌起到屏蔽作用,使其不受水力剪切力的侵蝕。

    研究認(rèn)為,相對于大粒徑載體而言,小粒徑載體之間的相互摩擦小,比表面積大,因而更容易生成生物膜。另外,載體濃度對反應(yīng)器內(nèi)生物膜的掛膜也很重要。Wagner在用氣提式反應(yīng)器處理難降解物廢水時發(fā)現(xiàn),在載體質(zhì)量濃度很低情況下,即使生物膜厚達(dá)295μm,還是不能達(dá)到穩(wěn)定的去除率。但是,在載體濃度為20-30g/L時,即使只有20%的載體上有75μn厚的生物膜,反應(yīng)器依然能達(dá)到穩(wěn)定的(98%)去除率,COD負(fù)荷最高可達(dá)58kg/(m3·d)。

    2、懸浮微生物濃度

    在給定的系統(tǒng)中,懸浮微生物濃度反映了微生物與載體間的接觸頻度。一般來講,隨著懸浮微生物濃度的增加,微生物與載體間可能接觸的幾率也增加。許多研究結(jié)果表明,在微生物附著過程中存在著一個臨界的懸浮微生物濃度;隨著微生物濃度的增加,微生物借助濃度梯度的運送得到加強(qiáng)。

    在臨界值以前,微生物從液相傳送、擴(kuò)散到載體表面是控制步驟,一旦超過此臨界值,微生物在載體表面的附著、固定受到載體有效表面積的限制,不再依賴于懸浮微生物的濃度。但附著固定平衡后,載體表面微生物的量是由微生物及載體表面特性所決定的。

    3、懸浮微生物的活性

    微生物的活性通??捎梦⑸锏谋仍鲩L率(μ)來描述,即單位質(zhì)量微生物的增長繁殖速率。因此,在研究微生物活性對生物膜形成的最初階段的影響時,關(guān)鍵是如何控制懸浮微生物的比增長率。研究結(jié)果表明,硝化細(xì)菌在載體表面的附著固定量及初始速率均正比于懸浮硝化細(xì)菌的活性。Bryers等人在研究異養(yǎng)生物膜的形成時也得出同樣結(jié)果。影響懸浮微生物活性的因素主要有如下幾種。

    (1)當(dāng)懸浮微生物的生物活性較高時蘭州純水設(shè)備,其分泌胞外多聚物的能力較強(qiáng)。這種粘性的胞外多聚物在細(xì)菌與載體之間起到了生物粘合劑的作用,使得細(xì)菌易于在載體表面附著、固定;

    (2)微生物所處的能量水平直接與它們的增長率相關(guān)。當(dāng)盧增加時,懸浮微生物的動能隨之增加。這些能量有助于克服在固定化過程中微生物載體表面間的能壘,使得細(xì)菌初始積累速率與懸浮細(xì)菌活性成正比。

    (3)微生物的表面結(jié)構(gòu)隨著其活性的不同而相應(yīng)變化。Herben等人研究發(fā)現(xiàn),懸浮細(xì)菌活性對細(xì)菌在載體表面的附著固定過程有影響,而且,細(xì)菌表面的化學(xué)組成、官能團(tuán)的量也隨細(xì)菌活性的變化有顯著變化。同時,Wastson等人的研究表明,細(xì)胞膜等隨懸浮細(xì)菌活性的變化而有顯著變化。細(xì)菌表面的這些變化將直接影響微生物在載體表面的附著、固定。因此,通常認(rèn)為,由懸浮微生物活性變化而引起的細(xì)菌表面生理狀態(tài)或分子組成的變化是有利于細(xì)菌在載體表面附著、固定的。

    4、溫度

    水溫是微生物的重要生存因子,在適宜的水溫范圍內(nèi)微生物可大量生長繁殖。每一種微生物都有一個zui適生長溫度,在一定溫度范圍內(nèi)大多數(shù)微生物的新陳代謝活動都會隨著溫度的升高而增強(qiáng),隨著溫度的下降而減弱。好氧微生物的適宜溫度范圍是10—35℃。水溫對硝化菌的生長和硝化速率有較大的影響。大多數(shù)硝化菌合適的生長溫度是25—30℃之間,當(dāng)溫度低于25℃或者高于30℃硝化菌生長減慢,10℃以下硝化菌的生長及硝化作用顯著減慢。

    溫度是影響生物活性和代謝能力的關(guān)鍵因素,其對硝化反應(yīng)過程的影響主要在于硝化細(xì)菌的生長規(guī)律及生物活性上。

    溫度對生物活性的影響表現(xiàn)為:一是對生化反應(yīng)速率的影響;二是對氧的傳質(zhì)速率的影響。

    5、進(jìn)水水質(zhì)

    (1)營養(yǎng)物質(zhì)

    參與活性污泥處理的微生物,在其生命活動過程中,需要不斷從周圍環(huán)境的污水中吸取其所必須的營養(yǎng)物質(zhì),包括:碳源、氮源、無機(jī)鹽類以及某些生長素等。待處理的污水中必須充分含有這些物質(zhì)。碳是構(gòu)成微生物細(xì)胞的重要物質(zhì)去離子水設(shè)備,參與活性污泥處理的微生物對碳源需求量較大,一般以BOD5計,不應(yīng)低于100mg/L。生活污水碳源比較充足,對于一些碳源不足的工業(yè)廢水則應(yīng)補(bǔ)充碳源,如生活污水或是淀粉等。

    氮是組成微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和核酸的重要元素,氮源可來自N2、NH3、NO3等無機(jī)氮化合物,也可以來自蛋白質(zhì)、胨(音dong)以及氨基酸等有機(jī)含氮化合物。生活污水中氮源充足,不需要另行投加;工業(yè)廢水則應(yīng)考慮含氮是否充足,必要時可投加尿素、硫酸銨等。

    磷是合成核蛋白、卵磷脂以及其他磷化合物的重要元素,在微生物的代謝和物質(zhì)轉(zhuǎn)化中起重要作用。輔酶I、輔酶II、磷酸腺苷等都含有磷。微生物主要從無機(jī)磷化合物中獲取磷。磷源不足將影響酶的活性,從而使微生物的生理功能受到影響。

    (2)有毒物質(zhì)

    “有毒物質(zhì)”是指對微生物生理活動具有抑制作用的某些無機(jī)質(zhì)及有機(jī)質(zhì),主要有重金屬離子(如鋅,銅,鎳,鉛,鉻等)和一些非金屬化合物(如酚,醛,氰化物,硫化物等)。有毒物質(zhì)對微生物毒害作用,有一個量的概念蘭州純水設(shè)備,只有在有毒物質(zhì)在環(huán)境中達(dá)到某一濃度時,毒害和抑制作用才顯現(xiàn)出來。污水中的各種有毒物質(zhì)只要低于這一濃度,微生物的生理功能不受影響。有毒物質(zhì)的作用還與pH值、水溫、溶解氧、有無其他有毒物質(zhì)及微生物的數(shù)量以及是否經(jīng)過馴化等因素有關(guān)。

    6、微生物與載體接觸時間

    微生物在載體表面附著、固定是—動態(tài)過程。微生物與載體表面接觸后,需要一個相對穩(wěn)定的環(huán)境條件,因此必須保證微生物在載體表面停留一定時間,完成微生物在載體表面的增長過程。

    7、水力停留時間(HRT)

    HeUnen等人認(rèn)為,HRT對能否形成完整的生物膜起著重要的作用。在其他條件確定的情況下,HRT短則有機(jī)容積負(fù)荷大,當(dāng)稀釋率大于最大生長率時,反應(yīng)器內(nèi)載體上能生成完整的生物膜??痟uis等人的試驗證明了這種觀點。在COD負(fù)荷為2.5kg/(m3·d),HRT為4h時,載體上幾乎沒有完整的生物膜,而水力停留時間為1h時,在相同的操作時間內(nèi)幾乎所有的載體上都長有完整的生物膜,且較高的表面COD負(fù)荷更易生成較厚的生物膜,即COD負(fù)荷越高,生物膜越厚。周平等人也通過試驗證明了較短的水力停留時間有利于載體掛膜。

    8、污水的pH值

    除了等電點外,細(xì)菌表面在不同環(huán)境下帶有不同的電荷;液相環(huán)境中,pH值的變化將直接影響微生物的表面電荷特性。當(dāng)液相pH值大于細(xì)菌等電點時,細(xì)菌表面由于氨基酸的電離作用而顯負(fù)電性;當(dāng)液相pH值小于細(xì)菌等電點時,細(xì)菌表面顯正電性。細(xì)菌表面電性將直接影響細(xì)菌在載體表面附著、固定。

    9、溶解氧(DO)

    在活性污泥法中,曝氣池中溶解氧濃度以不低于2mg/L為宜(以出口處為準(zhǔn))。局部區(qū)域有機(jī)污染物濃度高、耗氧速率高,溶解氧濃度不易保持2mg/L,可以有所降低,但不宜低于1mg/L。

    而對于生物膜法,掛膜初期為了防止過量代謝及攪拌力度,可適當(dāng)控制低的溶解氧1~2ppm。保證細(xì)菌的正常代謝的同時,還保證剪切力不會強(qiáng)!

    10、水力剪切力

    在生物膜形成初期,水力條件是一個非常重要的因素,它直接影響生物膜是否能培養(yǎng)成功。在實際水處理中去離子水設(shè)備,水力剪切力的強(qiáng)弱決定了生物膜反應(yīng)器啟動周期。單從生物膜形成角度分析,弱的水力剪切力有利于細(xì)菌在載體表面的附著和固定,但在實際運行中,反應(yīng)器的運行需要一定強(qiáng)度的水力剪切力以維持反應(yīng)器中的完全混合狀態(tài)。所以在實際設(shè)計運行中如何確定生物膜反應(yīng)器的水力學(xué)條件是非常重要的。蘭州水處理設(shè)備  去離子水設(shè)備


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