生物脫氮除磷工藝中的絲狀菌膨脹

摘要：在生物脫氮除磷工藝中，污泥膨脹是運行管理中的一個(gè)難題。該文介紹了生物脫氮除磷工藝中絲狀菌的種類(lèi)和數量的變化。數據表明，生物脫氮除磷工藝中的絲狀菌種類(lèi)主要是微絲菌，其次是0675型和0914型菌。經(jīng)分析認為，泥齡的增加會(huì )促進(jìn)絲狀菌長(cháng)度的明顯增長(cháng)，并導致污泥膨脹；生物殘渣的濃度，是造成長(cháng)泥齡污泥膨脹的原因之一。在厭氧階段有分解生物殘渣的功能，這可改善菌膠團菌的微環(huán)境，從而抑制絲狀菌的過(guò)剩生長(cháng)和控制污泥膨脹。

關(guān)鍵詞：絲狀菌 生物脫氮除磷工藝 污泥膨脹 生物殘渣 厭氧消化

1 前言 
   
自從活性污泥法問(wèn)世以來(lái)，污泥膨脹一直是運行管理中的一個(gè)難題。污泥膨脹有3個(gè)明顯的特征：（1）發(fā)生率比較高，在歐洲大約有50%的污水處理廠(chǎng)都存在污泥膨脹現象；（2）具有普遍性，幾乎所有的活性污泥工藝都有污泥膨脹問(wèn)題；（3）后果嚴重，當污泥膨脹發(fā)生時(shí)，大量的污泥隨水流失，導致出水懸浮物增高，水質(zhì)達不到排放標準，直至整個(gè)工藝運轉失效，而再恢復到正常狀態(tài)又需要很長(cháng)的周期。
   
近幾十年來(lái)，國內外研究者對污泥膨脹問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究，并取得了一些進(jìn)展，但到目前為止還沒(méi)有一個(gè)滿(mǎn)意的理論解釋或有效的污泥膨脹控制措施[1]。隨著(zhù)人們對環(huán)境的要求日益提高，對磷和氮的排放標準要求日趨嚴格。生物脫氮除磷工藝要求較長(cháng)的泥齡以滿(mǎn)足硝化菌的生長(cháng)[2]，相應長(cháng)泥齡污泥膨脹問(wèn)題仍是運行管理中的一個(gè)難題。為了解絲狀菌在脫氮除磷工藝中的生長(cháng)規律，本文用21個(gè)月的時(shí)間，對芬蘭索門(mén)諾亞污水處理實(shí)驗廠(chǎng)的生物脫磷脫氮工藝進(jìn)行了絲狀菌的種類(lèi)和長(cháng)度的檢測。

2 工藝的特征和實(shí)驗方法
   
索門(mén)諾亞污水處理實(shí)驗廠(chǎng)的生物脫氮除磷工藝采用UCT工藝，為比較脫氮除磷的效果，污水廠(chǎng)設有2條并行的流程，1#流程在曝氣池內裝有20%（體積比）的懸浮填料；2#流程在曝氣池內不裝設懸浮填料。處理污水來(lái)自愛(ài)斯堡城市的市政污水，其中大約有10%的小規模工業(yè)廢水，運行參數和數據如表1和表2。

3  結果與討論

3.1 絲狀菌的長(cháng)度
   
在1# 流程厭氧階段，絲狀菌的平均長(cháng)度比好氧階段低19.26 %，在2# 流程厭氧階段，絲狀菌的平均長(cháng)度比好氧階段低7%。這表明厭氧階段有一定的抑制絲狀菌生長(cháng)的功能。
   
由于1# 曝氣池內填設懸浮填料，1# 流程絲狀菌的平均長(cháng)度比2# 流程低66.02%；僅在曝氣階段，1# 曝氣池絲狀菌群的平均長(cháng)度比2# 曝氣池低62.52%。
   
在運行期間，泥齡一直保持在15d左右，運行處在穩定階段，并沒(méi)有出現嚴重的絲狀菌污泥膨脹情況。在第7個(gè)月期間，為提高脫磷脫氮的去除效率把泥齡增加到30d，絲狀菌長(cháng)度明顯增大并導致了污泥膨脹。后來(lái)又不得不把泥齡降低到15d左右，才使運行又趨于穩定。

3.2 絲狀菌的種類(lèi)
  
絲狀菌的種類(lèi)如表3和表4。數據表明主要絲狀菌為微絲菌，其次為0675型和0914型，Nocardia III型菌只在生物泡沫中才出現。

3.3 分析討論
   
大量的鏡檢觀(guān)察發(fā)現，在正常穩定條件下，絲狀菌和菌膠團菌組成一個(gè)互相依賴(lài)相互促進(jìn)的共生關(guān)系。絲狀菌位于菌膠團的內部，當絲狀菌生長(cháng)伸出菌膠團，大量新生的菌膠團菌又吸附和依附在絲狀菌的表面。正常情況下絲狀菌和菌膠團菌的生長(cháng)達到相對的平衡，絲狀菌始終被菌膠團菌包裹在里面。在污泥膨脹階段，主要是菌膠團菌的生長(cháng)速度變慢，致使絲狀菌生長(cháng)伸出菌膠團外面造成污泥膨脹。分析其原因，造成菌膠團菌生長(cháng)速度變慢的原因有：
   
（1）外界條件不能滿(mǎn)足正常生長(cháng)繁殖[3]，如食物缺乏、溶解氧不足、pH偏低、或微量元素比例不恰當。
   
（2）微環(huán)境因素，尚若大量的生物殘渣不能被及時(shí)分離或分解，會(huì )惡化微環(huán)境造成菌膠團菌大量死亡。而絲狀菌大多是腐生菌[4]，食料來(lái)源來(lái)自死亡的菌膠團菌，菌膠團菌大量死亡又為絲狀菌提供了充足的食物源，又促進(jìn)了絲狀菌的過(guò)剩生長(cháng)導致污泥膨脹。在厭氧—缺氧—好氧工藝中，當回流污泥通過(guò)厭氧階段時(shí)，厭氧菌有分解部分生物殘渣的功能。

4 結語(yǔ)
   
生物營(yíng)養素去除工藝中，主要的絲狀菌為微絲菌，其次為0675型和0914型。泥齡的增加會(huì )導致污泥膨脹，生物殘渣的濃度是造成長(cháng)泥齡污泥膨脹的原因之一。曝氣池內裝填懸浮填料對絲狀菌的生長(cháng)有抑制作用。厭氧階段有分解生物殘渣的功能，可改善菌膠團菌的微環(huán)境。作者: 陳紅英，王增長(cháng)，牛志