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活性污泥的工作原理及馴化操作流程
活性污泥是微生物群落及其附著的有機和無機物質(zhì)的總稱。英國的克拉克和蓋奇于1912年發(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，活性污泥主要用于處理污水和廢水。活性污泥法是一種利用懸浮微生物絮體對有機廢水進(jìn)行好氧處理的方法。
活性污泥是一種好氧生物處理方法。活性污泥的基本概念是由英國的克拉克和蓋奇于1912年發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)它們長時間曝氣時，會產(chǎn)生污泥，水質(zhì)會得到明顯改善。然后阿登和洛克特研究了這個現(xiàn)象。
充氣試驗在瓶中進(jìn)行。每天測試結(jié)束時瓶子被清空，第二天再次開始。他們無意中發(fā)現(xiàn)，由于瓶子清潔不完善，污泥附著在瓶壁上時，處理效果更好。認(rèn)識到留在瓶壁上的污泥的重要性，他們稱之為活性污泥。
然后在每天做完實驗之前，他們把曝氣后的污水靜態(tài)沉淀，只倒上層的純凈水，把瓶底的污泥留到第二天，大大縮短了污水處理時間。
1916年，第一座活性污泥污水處理廠就是利用這一實驗過程建成的。在顯微鏡下觀察這些棕色絮狀污泥，可以看到大量的細(xì)菌、真菌、原生動物和后生動物，構(gòu)成了一個獨特的生態(tài)系統(tǒng)。正是這些微生物(主要是細(xì)菌)代謝和繁殖污水中的有機物，降低了污水中有機物的含量。
它是如何工作的：
活性污泥中的復(fù)雜微生物和廢水中的有機營養(yǎng)物形成了復(fù)雜的食物鏈。異養(yǎng)細(xì)菌和腐生真菌最先承擔(dān)凈化任務(wù)，細(xì)菌尤其是球形細(xì)菌起著最關(guān)鍵的作用。運行良好的活性污泥是以絲狀菌為骨架的球形細(xì)菌組成的膠束。隨著活性污泥的正常運行，細(xì)菌繁殖并開始生長原生動物，原生動物是細(xì)菌的主要捕食者。活性污泥中常見的原生動物包括鞭毛蟲、肉毛蟲、纖毛蟲和草蟲。活性污泥成熟時，固定纖毛蟲和種類占優(yōu)勢；后生動物是細(xì)菌的次生捕食者，如輪蟲、線蟲等，只有溶解氧充足時才能出現(xiàn)。因此，當(dāng)后生動物出現(xiàn)時，表明處理后的水質(zhì)有所改善。其性能指標(biāo)包括:混合液懸浮物(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)。
微生物群落主要包括細(xì)菌、原生動物和藻類，其中細(xì)菌和原生動物是兩大類。活性污泥的性能指標(biāo)包括:混合液懸浮物(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)。
混合液體懸浮固體(MLSS)，也稱為混合液體污泥濃度，表示曝氣池中單位體積混合液體中所含活性污泥固體的總重量，即MLSS=馬+米+米+米。
具有代謝功能活性的微生物種群；
me——微生物(主要是細(xì)菌)內(nèi)源性代謝和自氧化的殘余；
難被細(xì)菌降解和原污水?dāng)y帶的Mi-惰性有機物；
Mii-污水?dāng)y帶的無機物。
單位為mg/L混合溶液，或g/L混合溶液、g/m3混合溶液、kg/m3混合溶液。
混合液體揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)表示混合液體活性污泥中有機固體物質(zhì)的濃度，即。
MLVSS=Ma+Me+Mi
MLVSS與MLSS的比值以f表示，即
f=MLVSS/MLSS
正常情況下f值相對固定，對于生活污水，f值在0.75左右。以生活污水為主體的城市污水也具有同樣的價值。
以上兩個指標(biāo)不能準(zhǔn)確表達(dá)活性污泥的微生物生物量，只能表達(dá)活性污泥的相對值。然而，由于其測定簡單易行，在活性污泥處理系統(tǒng)的設(shè)計和運行中得到廣泛應(yīng)用。
污泥的沉降速度也稱為30分鐘沉降速率。混合溶液在量筒中靜置30分鐘后形成的沉淀污泥體積占原始混合溶液的體積，以%表示。
污泥體積指數(shù)(SVI)，簡稱污泥指數(shù)，是曝氣池出口混合液靜態(tài)沉淀30分鐘后每克干污泥形成的沉淀污泥體積，單位為毫升。
污泥體積指數(shù)的計算公式為:
SVI=混合溶液靜態(tài)沉降30分鐘形成的活性污泥體積(ml)(1L)/混合溶液中懸浮固體的干重(g)(1l)
=(西沃特(毫升/升))/(MLSS(克/升))
SVI用毫升/克表示，習(xí)慣上只叫數(shù)字，省略單位》
操作流程：
曝氣。
曝氣池是由微生物組成的活性污泥與污水中的有機污染物充分接觸，然后降解、吸收和分解的地方。它是活性污泥法的核心。曝氣系統(tǒng)的作用是向曝氣池提供微生物生長和有機物分解所需的氧氣，并進(jìn)行混合攪拌，使活性污泥與有機物充分接觸。曝氣池內(nèi)懸浮著大量肉眼可見的絮狀污泥顆粒，稱為活性污泥絮體。隨著有機污染物的分解，每天都有一部分活性污泥加入曝氣池，稱為剩余活性污泥。用污泥泵直接排出系統(tǒng)——污泥池。
培養(yǎng)。
培養(yǎng)初期，每天暴露22h，靜置2h，排出4L廢水，然后加入4L自制水。7天后，污泥呈黑色，沉降性能良好，出水渾濁。測定MLSS值和SV值，反應(yīng)過程中pH值、化學(xué)需氧量和氨氮濃度變化不明顯，說明細(xì)菌培養(yǎng)量較少。14天后，污泥呈淡黑色，沉積開始時泥水界面逐漸清晰，鏡檢可見草履蟲、漫游蟲、裂蟲、吸盤蟲等。隨著生物相的逐漸完善，說明該菌株已經(jīng)得到培養(yǎng)。測定了MLSS值和SV值，化學(xué)需氧量和氨氮的去除率分別達(dá)到43%和10%。之后每天運行兩個周期，曝氣10小時，靜置2小時。30天后，污泥絮凝沉降性能良好，混合液靜置半小時。上清液澄清透明，泥水界面清晰，污泥呈黃褐色。顯微鏡下，有大量新的細(xì)菌膠束，密度很大，可以觀察到許多活躍的鐘蟲。測定了污泥的MLSS值和SV值，化學(xué)需氧量和氨氮的去除率分別達(dá)到90%和30%以上。污泥活性強，認(rèn)為培養(yǎng)階段已經(jīng)結(jié)束。
馴化：
培養(yǎng)的活性污泥中含有大量的異養(yǎng)菌，而硝化細(xì)菌是自養(yǎng)菌，污泥中的含量很少，需要進(jìn)一步馴化使其占優(yōu)勢。與硝化細(xì)菌相比，反硝化菌對環(huán)境的適應(yīng)性強，生長繁殖快，所以一般來說，反硝化菌受廢水的抑制比硝化細(xì)菌小。在活性污泥馴化過程中，進(jìn)水化學(xué)需氧量和氨氮濃度每兩天增加一次。污泥馴化初期，化學(xué)需氧量去除率為85.59%，氨氮去除率僅為23.21%。這是因為異養(yǎng)菌占優(yōu)勢，生長速度快，而硝化細(xì)菌生成時間長，生長速度慢，含量少，所以在與異養(yǎng)菌的競爭中處于劣勢，硝化率低。4天后，氨氮去除率明顯提高，達(dá)到46.70%，說明系統(tǒng)中硝化細(xì)菌逐漸占優(yōu)勢，但氨氮處理效果不理想，需要馴化。氨氮去除率達(dá)到90%以上，系統(tǒng)達(dá)到了良好的脫氮效果，達(dá)到了馴化的目的。
