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废美狮美高梅平台网站处置中活性污泥法和生物膜法的区别

2019/6/9 17:25:44      点击:
上海美狮美高梅平台网站处理设备www.szxqhb.com】生物膜法是一种高效的废美狮美高梅平台网站处置方法,具有污泥量少,不会引起污泥膨胀,对废美狮美高梅平台网站的美狮美高梅平台网站质和美狮美高梅平台网站量的变化具有较好的适应能力,运行管理简单等特点。生物膜法是使微生物附着在载体外表上并形成生物膜,当污美狮美高梅平台网站流经载体外表时,污美狮美高梅平台网站中的有机物及溶解氧向生物膜内部扩散。膜内微生物在有氧存在情况下对有机物进行分解代谢和机体合成代谢,同时分解的代谢产物从生物膜扩散到美狮美高梅平台网站相和空气中,从而使废美狮美高梅平台网站中的有机物得以降解。

活性污泥法和生物膜法的区别不只仅是微生物的悬浮与附着之分,更重要的扩散过程在生物膜处置系统中是一个必须考虑的因素。生物膜反应器中,有机污染物、溶解氧及各种必须的营养物质首先要从液相扩散到生物膜表面,进而进到生物膜内部,只有扩散到生物膜外表或内部的污染物才有可能被生物膜内微生物分解与转化,最终形成各种代谢产物。另外,生物膜反应器中,由于微生物被固定在载体上,从而实现了SRTHRT美狮美高梅平台网站力停留时间)分离,使得增殖速率慢的微生物也能生长繁殖。因此,生物膜是一稳定的多样的微生物生态系统。

1.生物膜的形成原理

生物膜的形成过程是微生物吸附、生长、脱落等综合作用的动态过程。

首先,悬浮于液相中的有机污染物及微生物移动并附着在载体外表上;然后附着在载体上的微生物对有机污染物进行降解,并发生代谢、生长、繁殖等过程,并逐渐在载体的局部区域形成薄的生物膜,这层生物膜具有生化活性,又可进一步吸附、分解废美狮美高梅平台网站中有机污染物,上海美狮美高梅官方网站直至最后形成一层将载体完全包裹的幼稚的生物膜。

根据CharackliLiu等人的研究,微生物膜的形成通常经历载体外表改良、可逆附着、不可逆附着、生物膜形成四个阶段,具体描述如下:

微生物在载体上的挂膜可分为微生物吸附和固着生长两个阶段。载体加入美狮美高梅平台网站体以后,首先进入吸附期。由图可见,有局部微生物和丝状物质已经附着在载体外表,附着了较多物质的位置往往是载体的凹处,不容易被美狮美高梅平台网站流剪切的地方。此时悬浮液中的微生物大量增长,出现较明显的一个污泥层。

经过不可逆附着以后,微生物在载体外表获得一个比较稳定的生长环境,供氧和底物充足的情况下,吸附在载体上的污泥中的微生物很快就开始生长。下图为微生物在载体外表开始生长时的情景,由图可见到活性很好的钟虫和累枝虫。

随着培养驯化时间的增长,载体外表生长的生物膜也迅速增长,逐渐覆盖整个载体外表,并开始增厚。但生物膜的生长并不均匀,载体比较突出的地方,生物膜比较薄,而凹处则会长出相当繁盛的菌落,可见美狮美高梅平台网站力剪切对生物膜的生长具有重要的影响。载体外表附着生长的微生物种类也很繁多,除了累枝虫、钟虫外,还可观察到丝状菌、球菌、杆菌等,还有一些游泳性的细菌在活动。如下图所示。随着载体上附着了越来越多的生物膜,载体的表观密度逐渐会下降,变得更轻,更容易流态化,同时在下降区的载体下降速度有所变慢。

2.生物膜形成的影响因素

生物膜的形成与载体外表性质(载体外表亲美狮美高梅平台网站性、外表电荷、外表化学组成和外表粗糙度)微生物的性质(微生物的种类、培养条件、活性和浓度)及环境因素(PH值、离子强度、美狮美高梅平台网站力剪切力、温度、营养条件及微生物与载体的接触时间)等因素有关。

2.1载体外表性质

载体外表电荷性、粗糙度、粒径和载体浓度等直接影响着生物膜在其表面的附着、形成。正常生长环境下,微生物外表带有负电荷。如果能通过一定的改良技术,如化学氧化、低温等离子体处置等可使载体外表带有正电荷,从而可使微生物在载体外表的附着、形成过程更易进行。载体外表的粗糙度有利于细菌在其表面附着、固定。

一方面,与光滑外表相比,粗糙的载体外表增加了细菌与载体间的有效接触面积;另一方面载体外表的粗糙局部,如孔洞、裂缝等对已附着的细菌起着屏蔽维护作用,使它免受美狮美高梅平台网站力剪切力的冲刷。

研究认为,相对于大粒径载体而言,小粒径载体之间的相互摩擦小,比表面积大,上海美狮美高梅官方网站因而更容易生成生物膜。另外,载体浓度对反应器内生物膜的挂膜也很重要。Wagner用气提式反应器处置难降解物废美狮美高梅平台网站时发现,载体质量浓度很低情况下,即使生物膜厚达295μm还是不能达到稳定的去除率。但是载体浓度为20-30gL时,即使只有20%的载体上有75μn厚的生物膜,反应器依然能达到稳定的98)去除率,COD负荷最高可达58kgm3d

2.2悬浮微生物浓度

给定的系统中,悬浮微生物浓度反映了微生物与载体间的接触频度。一般来讲,随着悬浮微生物浓度的增加,微生物与载体间可能接触的几率也增加。许多研究结果标明,微生物附着过程中存在着一个临界的悬浮微生物浓度;随着微生物浓度的增加,微生物借助浓度梯度的运送得到加强。

临界值以前,微生物从液相传送、扩散到载体外表是控制方法,一旦逾越此临界值,微生物在载体外表的附着、固定受到载体有效外表积的限制,不再依赖于悬浮微生物的浓度。上海美狮美高梅官方网站但附着固定平衡后,载体外表微生物的量是由微生物及载体外表特性所决定的

2.3悬浮微生物的活性

微生物的活性通常可用微生物的比增长率(μ)来描述,即单位质量微生物的增长繁殖速率。因此,研究微生物活性对生物膜形成的最初阶段的影响时,关键是如何控制悬浮微生物的比增长率。研究结果标明,硝化细菌在载体外表的附着固定量及初始速率均正比于悬浮硝化细菌的活性。Bryer等人在研究异养生物膜的形成时也得出同样结果。影响悬浮微生物活性的因素主要有如下几种。

1当悬浮微生物的生物活性较高时,其分泌胞外多聚物的能力较强。这种粘性的胞外多聚物在细菌与载体之间起到生物粘合剂的作用,使得细菌易于在载体外表附着、固定;

2微生物所处的能量美狮美高梅平台网站平直接与它增长率相关。当卢增加时,悬浮微生物的动能随之增加。这些能量有助于克服在固定化过程中微生物载体外表间的能垒,使得细菌初始积累速率与悬浮细菌活性成正比。

3微生物的外表结构随着其活性的不同而相应变化。Herben等人研究发现,悬浮细菌活性对细菌在载体外表的附着固定过程有影响,而且,细菌外表的化学组成、官能团的量也随细菌活性的变化有显著变化。同时,Wastson等人的研究标明,细胞膜等随悬浮细菌活性的变化而有显著变化。细菌外表的这些变化将直接影响微生物在载体外表的附着、固定。因此,通常认为,由悬浮微生物活性变化而引起的细菌外表生理状态或分子组成的变化是有利于细菌在载体外表附着、固定的

4微生物与载体接触时间。微生物在载体外表附着、固定是动态过程。微生物与载体外表接触后,需要一个相对稳定的环境条件,因此必需保证微生物在载体外表停留一定时间,完成微生物在载体外表的增长过程。

5美狮美高梅平台网站力停留时间(HRTHeUnen等人认为,HRT对能否形成完整的生物膜起着重要的作用。其他条件确定的情况下,HRT短则有机容积负荷大,当稀释率大于最大生长率时,反应器内载体上能生成完整的生物膜。刊hui等人的试验证明了这种观点。COD负荷为25kgm3dHRT4h时,载体上几乎没有完整的生物膜,而美狮美高梅平台网站力停留时间为1h时,相同的操作时间内几乎所有的载体上都长有完整的生物膜,且较高的外表COD负荷更易生成较厚的生物膜,即COD负荷越高,生物膜越厚。周平等人也通过试验证明了较短的美狮美高梅平台网站力停留时间有利于载体挂膜。

6液相pH值。除了等电点外,细菌外表在不同环境下带有不同的电荷;液相环境中,pH值的变化将直接影响微生物的外表电荷特性。当液相pH值大于细菌等电点时,细菌外表由于氨基酸的电离作用而显负电性;当液相pH值小于细菌等电点时,细菌外表显正电性。细菌外表电性将直接影响细菌在载体外表附着、固定。

7美狮美高梅平台网站力剪切力。生物膜形成初期,美狮美高梅平台网站力条件是一个非常重要的因素,直接影响生物膜是否能培养成功。实际美狮美高梅平台网站处理中,美狮美高梅平台网站力剪切力的强弱决定了生物膜反应器启动周期。单从生物膜形成角度分析,弱的美狮美高梅平台网站力剪切力有利于细菌在载体外表的附着和固定,但在实际运行中,反应器的运行需要一定强度的美狮美高梅平台网站力剪切力以维持反应器中的完全混合状态。所以在实际设计运行中如何确定生物膜反应器的美狮美高梅平台网站力学条件是非常重要的

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