好氧生物處理中微生物菌群變化

好氧生物處理中微生物菌群變化

摘要根據(jù)保定市某印染紡織有限公司印染廢水調(diào)試過程中的鏡觀分析，同時根據(jù)環(huán)境變化和工程調(diào)試進(jìn)度介紹接觸氧化池中微生物菌群數(shù)量的變化規(guī)律。

關(guān)鍵詞印染廢水好氧生物處理微生物菌群變化

1.前言

印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國印染廢水每天排放量為3×106～4×106m3。印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物含量高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大等特點，屬難處理的工業(yè)廢水。目前，國內(nèi)的印染廢水處理手段以生化法為主，有的還將化學(xué)法與之串聯(lián)。生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動狀態(tài)，以保證污水同浸沒在污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。生物接觸氧化法中微生物所需的氧常通過鼓風(fēng)曝氣供給，生物膜生長至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長，形成生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜將隨出水流出池外

本項目廢水采用“絮凝沉淀＋水解酸化＋接觸氧化”處理工藝，通過水質(zhì)監(jiān)測和調(diào)試過程中環(huán)境的變化對好氧生化池中生物相的變化進(jìn)行了分析和研究，以為工程調(diào)試提供幫助。

2.工程簡介

設(shè)計水量

處理水量：1200m3/d。

處理能力：50m3/h。

處理水質(zhì)

進(jìn)水水質(zhì)：pH=5~，ρ(CODcr)=600~800mg／L，ρ(BOD5)=100~400mg／L，ρ(SS)＝100~200mg／L，色度100~400倍。

出水水質(zhì)：執(zhí)行《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》3中Ⅰ級標(biāo)準(zhǔn)：ρ(CODcr)100mg／L，ρ(BOD5)25mg／L，ρ(SS)70mg／L，色度40倍。

工藝流程

廢水處理工藝流程見圖1。圖1工藝流程圖

3.廢水微生物概述

主要微生物

在好氧生物處理系統(tǒng)中的微生物主要是細(xì)菌，其它還有藻類、原生動物等微型動物。

在廢水好氧生物處理過程中，去除含碳有機(jī)物起主要作用的是異氧菌，數(shù)量最多的也是異氧菌。真菌為多細(xì)胞異氧微生物，為嚴(yán)格好氧，喜歡酸性環(huán)境，需氧量低。

單細(xì)胞原生生物如原生動物和多細(xì)胞后生動物如微型動物輪蟲在廢水處理過程中也起主要的作用。這些微生物以小的膠體有機(jī)顆粒和分散的細(xì)菌細(xì)胞為食料，可減少生物處理系統(tǒng)出水的濁度。原生動物和后生動物的種類多少、生長情況和數(shù)量被用來評價生物系統(tǒng)是否正常。當(dāng)原生動物種類多、生長好、數(shù)量多并出現(xiàn)后生動物時，一般認(rèn)為廢水處理系統(tǒng)處理情況良好，運行正常的象征。

必須指出，新生的微生物細(xì)菌，是一種不穩(wěn)定的有機(jī)物，呈懸浮固體狀，易于分離。好氧生物處理的實質(zhì)時廢水中的溶解性有機(jī)物轉(zhuǎn)化成不溶性可沉的微生物固體和一部分無機(jī)物，從而使廢水得到凈化。固液分離后的微生物固體是不穩(wěn)定的，一般尚需進(jìn)一步處理或處置。

影響好氧生物處理的因素

影響好氧生物處理的因素主要是溫度、pH、營養(yǎng)物、供氧、毒物和有機(jī)物性質(zhì)等。

溫度

根據(jù)生長的最適宜溫度范圍，細(xì)菌可分為嗜冷、嗜溫和嗜熱三大類。嗜冷菌的最佳生長溫度為4～10℃，嗜熱菌為50～55℃，嗜溫菌為20～40℃，廢水好氧生物處理一般在15～35℃內(nèi)運行，溫度低于10℃或高于40℃，去除BOD的效率大大降低，降低。20～30℃效果最佳。一般在5～35℃內(nèi)，溫度每增加10～15℃，微生物活動能力可增加一倍。

pH

廢水氫離子濃度對微生物的生長有直接影響。好氧生物處理系統(tǒng)在中性環(huán)境中運行最好，一般在～范圍內(nèi)。當(dāng)pH9或時，微生物生長受到抑制。低于時，真菌在爭奪食料中比細(xì)菌占優(yōu)勢，微生物形成的固體沉降性能不好。

供氧

好癢生物處理過程中提供足夠的溶解氧是至關(guān)重要的，供氧不足會出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，妨礙好氧微生物正常的代謝過程，并滋長絲狀細(xì)菌。為了使微生物正常代謝和沉淀分離性能良好，一般要求溶解氧維持在2mg/L左右。

營養(yǎng)物

微生物的代謝需要一定比例的營養(yǎng)物質(zhì)。除需要以BOD表示的碳源外，還需要氮、磷和其它微量元素。生活污水含有微生物所需要的各種元素；有些工業(yè)廢水則缺乏某些關(guān)鍵的元素，如氮、磷等，這是就需要透加適量的氮、磷等或生活污水。好氧生物處理對氮、磷的需要量可根據(jù)下式估計BOD5：N：P＝100：5：1

有毒物質(zhì)

對生物處理有毒害的物質(zhì)很多，其中包括重金屬、氰、H2S等無機(jī)物質(zhì)和某些有機(jī)毒物。毒物的毒害作用與pH值、水溫、溶解氧、有無其它毒物及微生物的數(shù)量和是否馴化等有很大關(guān)系。

4.工程調(diào)試進(jìn)程與微生物生長的關(guān)系

工程調(diào)試初期

廢水接種城市污水處理廠的活性污泥。水中的微生物恢復(fù)活性后，鏡觀好氧池中主要的微生物仍為原城市污水處理中的優(yōu)勢菌體。主要有菌類、原生動物和浮游甲殼動物等。球菌草履蟲旋輪蟲豬吻輪蟲小口鐘蟲圖1調(diào)試初期原城市污泥中的微生物

調(diào)試過程中生物相變化

調(diào)試過程中隨著水量的不斷增加和各種外界條件的變化，好氧生物池中的微生物種類和數(shù)量也隨之發(fā)生著變化。通過觀測水中的微生物的這些變化就可以判斷出工程調(diào)試的效果，也可以根據(jù)觀測結(jié)果來對工程調(diào)試給出指導(dǎo)。

第一階段細(xì)菌、簡單原生動物

隨著進(jìn)水量的不斷增加，初期的微生物中的原生動物和后生動物基本觀測不到，主要微生物為各種菌類和少量的纖毛蟲類。

球菌桿菌螺旋菌螺旋體絲狀菌圖2第一階段的各種細(xì)菌形態(tài)

輻射變形蟲單核變形蟲油滴蟲圖3第一階段的幾種原生動物

此階段進(jìn)水量為設(shè)計進(jìn)水量的30％左右，進(jìn)水COD值在350mg/L左右，pH在左右。微生物種類比較單一。此時水中污泥SV30%值為8～10％，水中的營養(yǎng)物質(zhì)比較豐富，每天按比例投加紅糖、氮和磷做為營養(yǎng)物質(zhì)。水中溫度為28℃，適宜微生物生長。二沉池出水COD值為50mg/l左右。

第二階段原生動物

隨著水量的不斷增加和微生物菌群對廢水水質(zhì)的不斷適應(yīng)，好氧池中開始出現(xiàn)大量原生動物。此時仍有細(xì)菌存在，隨著原生動物量的增加，細(xì)菌數(shù)量有所減少。此時主要的原生動物為各種變形蟲、纖毛蟲、鐘蟲和吸管蟲。屋滴蟲表殼蟲細(xì)長扭頭蟲大口鐘蟲殼吸管蟲圖4第二階段原生動物

此階段工程進(jìn)水量達(dá)到70％左右，進(jìn)水和出水水質(zhì)穩(wěn)定。此時污泥SV30％值為25％左右，進(jìn)水COD在350mg/L左右，出水COD在80左右，較第一階段有所上升。進(jìn)水pH值在～左右，偏酸性。適當(dāng)較第一階段增加營養(yǎng)物質(zhì)的透加量。微生物較活躍，生物量較穩(wěn)定，有大量纖毛蟲出現(xiàn)，如樹狀聚縮蟲、圓筒蓋纖蟲和小蓋纖蟲等。池中污泥量較第一階段增長3倍以上。樹狀聚縮蟲圓筒蓋纖蟲小蓋纖蟲圖5第二階段纖毛蟲

第三階段微型后生動物

這個階段進(jìn)水量達(dá)到設(shè)計水量的80～90％，工程調(diào)試進(jìn)入結(jié)束階段，此階段的生物相也有很到的變化。主要原生動物為細(xì)長扭頭蟲和大、小口鐘蟲等，此外大量的微型后生動物開始出現(xiàn)。主要有輪蟲類，有豬吻輪蟲、無甲腔輪蟲、小粗頸輪蟲和旋輪蟲等。

在一般的淡水水體中可以發(fā)現(xiàn)旋輪蟲屬、輪蟲屬微生物。輪蟲是水體寡污帶和污水生物處理效果好的指示生物。豬吻輪蟲無甲腔輪蟲小粗頸輪蟲旋輪蟲圖6第三階段廢水微生物

此階段好氧處理進(jìn)入穩(wěn)定階段，COD出水保持在50mg/L左右，SV30％基本穩(wěn)定在30％左右。后生微生物大量出現(xiàn)，同時第二階段的纖毛蟲類數(shù)量減少。

5.結(jié)論

隨著微生物技術(shù)的不斷發(fā)展，微生物廢水處理技術(shù)在現(xiàn)在廢水處理技術(shù)中占據(jù)了越來越舉足輕重的位置。而微生物作為一種有生命活動的生物物種來說也有其運行不穩(wěn)定，受外界環(huán)境影響較大的缺點。如果能及時根