地埋式一體化MBR污水處理系統(tǒng)
懸浮微生物的活性
微生物的活性通常可用微生物的比增長率(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，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。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)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;
(5)水力停留時間(HRT)。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(yàn)證明了這種觀點(diǎn)。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(yàn)證明了較短的水力停留時間有利于載體掛膜;
(6)液相pH值。除了等電點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)時，細(xì)菌表面顯正電性。細(xì)菌表電性將直接影響細(xì)菌在載體表面附著、固定;
地埋式一體化MBR污水處理系統(tǒng)(7)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(shí)際水處理中，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(shí)際運(yùn)行中，反應(yīng)器的運(yùn)行需要一定強(qiáng)度的水力剪切力以維持反應(yīng)器中的*混合狀態(tài)。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)運(yùn)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。
掛膜過程中的影響因素
生物載體掛膜過程中的作用力
生物載體掛膜過程中的作用力直接促成了微生物與載體表面的直接作用，在整個生物膜形成過程中起著至關(guān)重要的作用。生物載體在掛膜過程的作用力較為復(fù)雜，這里詳細(xì)分析與生物載體表面理化特性有關(guān)的物理力，如范德華力、靜電作用力、表面張力、水動力外，還有湍流擴(kuò)散力、表面剪切力、載體運(yùn)動引起的力等。
載體表面親水性的影響
華南理工大學(xué)江帆通過對不同載體掛膜實(shí)驗(yàn)得出：GPUC載體表面含有-OH、酰胺基等親水性基團(tuán)，而大部分微生物本身具有良好的親水性，載體表面與微生物表面能夠形成氫鍵結(jié)構(gòu);同時親水性載體表面自由能低于疏水性載體的表面自由能，水中的微生物更容易接近親水性載體表面吸附生長。實(shí)驗(yàn)中對GPUC載體與普通多孔載體進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示GPUC載體的掛膜量及掛膜生物活性均大于普通多孔載體。
活性污泥是微生物群體及它們所依附的有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)的總稱，1912年由英國的克拉克(Clark)和蓋奇(Gage)發(fā)現(xiàn)，活性污泥可分為好氧活性污泥和厭氧顆粒活性污泥，活性污泥主要用來處理污廢水?；钚晕勰喾ㄊ抢脩腋∩L的微生物絮體處理有機(jī)污水的一類好氧處理方法?；钚晕勰嘀袕?fù)雜的微生物與廢水中的有機(jī)營養(yǎng)物形成了復(fù)雜的食物鏈。
先擔(dān)當(dāng)凈化任務(wù)的是異氧菌和腐生性真菌，細(xì)菌特別是球狀細(xì)菌起著關(guān)鍵的作用，優(yōu)良運(yùn)轉(zhuǎn)的活性污泥，是以絲狀菌為骨架由球狀菌組成的菌膠團(tuán)。沉降性好，隨著活性污泥的正常運(yùn)行，細(xì)菌大量繁殖，開始生長原生動物，是細(xì)菌一次捕食者。
活性污泥常見的原生動物有鞭毛蟲、肉毛蟲、纖毛蟲和吸管蟲?；钚晕勰喑墒鞎r固著型的纖毛蟲、鐘蟲占優(yōu)勢;后生動物是細(xì)菌的二次捕食者，如輪蟲、線蟲等只能在溶解氧充足時才出現(xiàn)，所以當(dāng)出現(xiàn)后生動物時說明處理水質(zhì)好轉(zhuǎn)標(biāo)志。
其性能指標(biāo)包括：混合液懸浮固體 (MLSS)，污泥沉降比(SV)，污泥指數(shù)[污泥體積指數(shù)(SVI)，污泥密度指數(shù)(SDI)。
怎樣培養(yǎng)水處理段的活性污泥?
污水處理廠在單體試車初步驗(yàn)收和聯(lián)動試車的基礎(chǔ)上。進(jìn)水的污水水質(zhì)、水量能滿足初步運(yùn)行的要求，即可進(jìn)行投產(chǎn)試運(yùn)行。首先要培養(yǎng)活性污泥，一般直接通污水進(jìn)行培養(yǎng)。
