生物选择器的原理及应用[学术参考].doc
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1、生物选择器的作用机理: 1 生物选择器的定义 为了促进快速生长菌(非丝状菌)的生长,抑制慢速生长菌(丝状菌)的生长而在曝气池的入 口处设置的旨在维持较高的底物浓度的一段区域。 根据在生物选择器内曝气与否,一般将其分为好氧、缺氧和厌氧三类。 2 动力学选择机理污泥中活性微生物的增长都符合Monod方程:(1X)•(dXdt)=maxS/(KS+S)式中:X生物体浓度,mg/L S生长限制性基质浓度,mg/L微生物比增长速率,d-1 KS饱和常数,其值为=max/2时的基质浓度,mg/Lmax在饱和浓度中微生物的最大比增长速率,d-1大多数丝状菌的 Ks和max值比菌胶团细菌
2、低。按照Monod方程具有低Ks和max值的丝状菌 在低基质浓度条件下具 有高的增长速率 ,而具有较Ks和max值的菌胶团细菌在高基质浓度条件下才占优势。 在基质浓度高时菌胶团的基质利用速率要高于丝状菌 ,故可 以利用基质推动力选择性的培养菌胶团细菌而限制丝状菌的增长。根据这一原理可以在曝气池前设生物选择 器 ,通过选择器对微生物进行选择性培养以防止污泥膨胀的发生.根据生物选择器中曝气与否可将其分为好氧、缺氧、厌氧选择器。具体方法是在曝气池首端划出一格或几格设置高负 荷接触区,将全部污水引入第一个 间格并 使整个系统中不存在浓度梯度(进行搅拌使污泥和污水充分混合接触 )。在好 氧选择器内需对污
3、水进行曝气充氧 ,而缺氧 、厌氧选择器只搅拌不曝气。好氧选择器防止污泥膨胀的机理是提供一个氧源和食料充足的高负荷区,让菌胶团细菌率先抢占有机物而不给丝状菌过度繁殖的机会。缺氧选择器和厌氧选择器的构造完全一样,其功能取决于活性污泥的泥龄。当泥龄较长时会发生较完全的硝化,选择器内会含有很多硝酸盐,此时为缺氧选择器;当泥龄较短时选择器内既无溶解氧又无硝酸盐,此时为厌氧选择器。缺氧选择器控制污泥膨胀的主要原理是绝大部分菌胶团细菌能够利用选择器内硝酸盐中的化合态氧作氧源进行生长繁殖,而丝状菌没有此功能,因而其在选择器内受到抑制,大大降低了污泥膨胀的可能性。厌氧选择器控制污泥膨胀的主要原理是绝大部分种类的
4、丝状菌都是好氧的,在厌氧状态下将受到抑制,而绝大部分的菌胶团细菌为兼性菌,在厌氧条件下将进行厌氧代谢,继续增殖。但应注意厌氧选择器的设置会增大产生丝硫菌污泥膨胀的可能性(菌胶团细菌的厌氧代谢产生的硫化氢为丝状菌的繁殖提供条件),故厌氧选择器的水力停留时间不宜过长。 3 生物吸收机理 在介绍吸收作用之前需澄清一个概念:吸附作用(adsorption)和吸收作用 (absorption)。吸附作用是指污水和污泥接触的初期,污水中颗粒状和胶体状的非溶解态有机物被活性较强的污泥吸附在表面,从而使混合液中的 BOD迅速下降,在胞外水解酶的作用下吸附在污泥颗粒表面的非溶解态有机物被水解成可溶性小分子而回到
5、混合液中,从而使水中的 BOD又开始上升,即存在释放现象;而吸收作用是指混合液中溶解性小分子有机物穿过细胞膜进入细胞内,以前人们认为吸收作用对水 中 BOD 的去除不会很快,但最近的研究表明,菌胶团细菌在负荷为 150 mgCODgMLSS的情况下,最初 30 min内 对混合液中可降解 的溶解性 COD 的去 除率 > 65,一般认为由吸收作用引起的初期去除不会存在释放现象。 一般认为絮体菌比丝状菌对底物具有较高的吸收能力,在选择器内高底物浓度条件下,絮体菌吸收了较多的有机物并贮存在体内,进入主曝气区后利用这部分有机物继续生长,使絮体菌占优势,从而控制了污泥膨胀。生物选择器的类型:生物
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