增长曲线
活性污泥微生物是多菌种混合群体,其生长规律比较复杂,但是也可用其增长曲线表示一定的规律。该曲线表达的是,在温度和溶解氧等环境条件满足微生物的生长要求,并有一定量初始微生物接种时,营养物质一次充分投加后,微生物数量随时间的增殖和衰减规律。
活性污泥增长速率的变化主要是营养物或有机物与微生物比值(通常用 F / M 表示)所致, F / M 值也是有机底物降解速率、氧利用速率、活性污泥的凝聚、吸附性能的重要影响因素。根据微生物的生长情况,微生物的增殖可以分成以下四个阶段:
第一阶段:停滞期(适应期)
第二阶段:对数增殖期
本阶段营养物质过剩, F / M 值大于2.2。
微生物的生长特点是:代谢活性最强,组成微生物新细胞物质最快,微生物以最大速率把有机物氧化和转换成细胞物质。
在这种情况下,活性污泥有很高的能量水平,特别表现在其活性很强,吸附有机物能力强,速度快,另外也因能量水平高,导致活性污泥质地松散,絮凝性能不佳。
第三阶段:减速增殖期
在本阶段由于营养物质不断消耗和新细胞的不断合成, F / M 值降低,培养液中的有机物已被大量消耗,代谢产物积累过多,使得细胞的增殖速度逐渐减慢,活性污泥从对数增殖期过渡到减速增殖期,营养物质减少,微生物能量水平降低,细菌开始结合在一起,活性污泥的絮凝体开始形成,活性开始减弱,凝聚、吸附和沉降性能都有所提升。
在此阶段,如果再添加有机物等营养物质,并排出代谢物,则微生物又可以恢复到对数增殖期,大多数活性污泥处理厂是将曝气池的运行工况控制在减速增殖期。
第四阶段:内源呼吸期
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活性污泥增长曲线的应用
营养物或有机物与微生物比值(即 F / M 值)的高低影响微生物的代谢,当 F / M 值高时,营养物质相对过剩,微生物繁殖快,活力很强,处理污水的能力高,例如在对数增殖期就是这种状况。
但是,由于微生物活性高,细胞之间存在的电斥力大于范德华引力,导致微生物的絮凝和沉淀效果差,出水中所含的有机物含量高,因此,在污水的生物处理中,为了取得比较稳定和高效的有机物处理效果,一般不选用处于对数期的工况条件,而常采用处于减速增殖期或内源呼吸期的工况条件。
F / M 值的高低影响微生物的增殖过程,影响微生物的絮凝和沉降性能,同时也影响溶解氧的消耗速度,是非常重要的活性污泥法工艺设计和运行指标。
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