污水處理-數(shù)級(jí)擴(kuò)大培菌法：根據(jù)微生物生長繁殖快的特點(diǎn)，仿照發(fā)酵工業(yè)中菌種→種子罐→發(fā)酵罐數(shù)級(jí)擴(kuò)大培菌工藝，分級(jí)擴(kuò)大培菌-污水處理。如某工程設(shè)計(jì)為三級(jí)曝氣池，此時(shí)可先在一個(gè)池中培菌，在少量接種條件下，在一個(gè)曝氣池內(nèi)培菌-污水處理，成功后直接擴(kuò)大至二三級(jí)。
污水處理-干泥接種培菌法：好取水質(zhì)相同已正常運(yùn)行的污水系統(tǒng)脫水后的干污泥作菌種源進(jìn)行接種培養(yǎng)。一般按曝氣池總?cè)芊e1%的干泥量-污水處理，加適量水搗碎，然后再加適量工業(yè)廢水和濃糞便水。按上述的方法培菌-污水處理，污泥即可很快形成并增加至所需濃度。
jiduan環(huán)境微生物是目前國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn).低溫菌是zhongji微生物之一,并根據(jù)其生長溫度特性分為嗜冷菌和耐冷菌兩類.在寒冷環(huán)境中,這類微生物仍能通過對(duì)自身細(xì)胞膜、蛋白酶的調(diào)整或合成冷凍保護(hù)劑等來適應(yīng)低溫的影響,以一定的速率繁殖、生長和活動(dòng).2000年Chevalier 成功地從南極和北極分離到 4 株耐冷的絲狀藍(lán)細(xì)菌,該菌在低溫環(huán)境條件下對(duì)氮和磷有較高的去除率,從而為低溫環(huán)境下污水中氮磷等污染物的去除提供了新的思路.在所有的氣候條件中,有機(jī)污染問題普遍存在,而在寒冷的環(huán)境中,溫度對(duì)生物處理過程影響頗大,各類低溫微生物在生物降解過程中發(fā)揮越來越顯著的作用,如低溫酵母在低溫條件下對(duì)廣泛碳?xì)浠衔锏慕到?在我國北方地區(qū)冬季漫長、氣溫低,微生物活性降低,污水的生物處理效果難以保證,而將低溫菌應(yīng)用到污水處理中,出水的各水質(zhì)指標(biāo)都得到了良好的去除效果.但由于直接投放菌體不僅成本高,還會(huì)造成大量菌體流失,難以控制它的處理效果,因此,找到一種成本低處理效果又好的方法極為重要.
污水處理6中培菌方法 1、污水處理-直接引進(jìn)種菌種培菌：有些特殊水質(zhì)菌種難于培養(yǎng)，還可利用當(dāng)?shù)乜蒲辛α浚脤I(yè)的工業(yè)微生物研究所培養(yǎng)菌種后再接種培養(yǎng)-污水處理，如PVA()好氧消化即有專門好氧菌。污水處理此種培菌法，投資大，周期長，只有特殊情況才用。
2、污水處理-有毒或難降解工業(yè)廢水培菌：有毒或難降解工業(yè)廢水，只能先以生活污水培菌，然后再將工業(yè)廢水逐步引入，逐步馴化的方式進(jìn)行。
3、污水處理-工業(yè)廢水直接培菌法：某些工業(yè)廢水，如罐頭食品、豆制品、肉類加工廢水，可直接培菌;另一類工業(yè)廢水，營養(yǎng)成分尚全，但濃度不夠，需補(bǔ)充營養(yǎng)物，以加快培養(yǎng)進(jìn)程-污水處理。所加營養(yǎng)物品常有：淀粉漿料、食堂米泔水、面湯水(碳源);或尿素、硫氨、氨水(氮源)等，具體情況應(yīng)按不同水質(zhì)而定-污水處理。
微生物作為人工濕地除污的主體和核心, 在物質(zhì)的礦化、硝化、反硝化等過程中起到關(guān)鍵作用(賀鋒等, 2005).低溫微生物jiduan微生物之一, 其所具有的*的生理功使其能適應(yīng)環(huán)境, 因此, 研究這類微生物不僅具有重要的理論意義, 還在實(shí)際推廣應(yīng)用中產(chǎn)生了日益明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益(李兵等, 2010).國外對(duì)低溫微生物處理污水技術(shù)的研究起步較早, 主要是通過低溫微生物去除污水中的油烴類、氯酚類、表面活性劑、氮和磷等達(dá)到凈化水質(zhì)的目的, 而且已經(jīng)提出其低溫適應(yīng)性的分子機(jī)制及相關(guān)理論(Westlake et al., 1974; Atlas, 1981; Vacková et al., 2011; Shuo et al., 2013; Jarvinen et al., 1994).我國從20世紀(jì)90年代初開始針對(duì)低溫微生物資源(主要是南極及深海微生物)的初步收集、調(diào)查與研究工作(馮虎元等, 2004; 李田等, 2006; 姜安璽等, 2002).但低溫微生物在廢污水處理過程中, 由于水力停留時(shí)間過長, 致使人工濕地對(duì)污水處理量受到限制.而且, 由于直接投放菌體, 游離微生物進(jìn)入實(shí)際污染環(huán)境中后, 其生存繁殖和降解能力易受外界因素干擾, 降解作用難以充分發(fā)揮, 還會(huì)造成大量菌體流失, 難以控制其的處理效果. 微生物固定化技術(shù)是20世紀(jì)60年代后期迅速發(fā)展起來的一種新型技術(shù), 具有實(shí)驗(yàn)速度快, 便于培養(yǎng)優(yōu)勢微生物種群, 微生物密度高、流失量少, 處理過程的穩(wěn)定性高, 對(duì)環(huán)境耐受力強(qiáng)(如pH、溫度、有毒物質(zhì)等), 固液分離效果好, 處理過程便于控制等優(yōu)點(diǎn)(王紹良等, 2011), 因而在諸多廢水處理中體現(xiàn)出了非常大的優(yōu)勢, 并逐漸成為國內(nèi)外生物科學(xué)及相關(guān)學(xué)科研究的熱點(diǎn).近年來, 很多學(xué)者采用竹炭、活性炭、棉纖維、疏水性聚氨酯泡沫等材料將微生物固定化后進(jìn)行廢水處理, 均取得了很好的處理效果(Xin et al., 2015; Ma et al., 2013; Lin et al., 2014; Li et al., 2012).生物炭作為一類新型環(huán)境功能材料近年來引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注, 它的孔隙結(jié)構(gòu)可以為微生物提供棲息地, 使微生物能夠耐受外界不良環(huán)境.
2.根據(jù)原生動(dòng)物的形態(tài)變化：在一定條件下，原生動(dòng)物能分泌膠質(zhì)并形成膜將蟲體包圍起來，形成孢囊。大多數(shù)孢囊用以保護(hù)蟲體免受不利的環(huán)境因素(如溫度不適，pH值變化，食料短缺等)的影響。待環(huán)境轉(zhuǎn)好時(shí)，蟲體能恢復(fù)活力，脫孢而出。同樣，鞭毛蟲的鞭毛在條件不利時(shí)，鞭毛消失，條件適宜時(shí)，又重新生出。當(dāng)曝氣池中溶解氧降低到1 mg／L以下時(shí)，鐘蟲生活不正常，體內(nèi)伸縮泡會(huì)脹得很大，頂端突進(jìn)一個(gè)氣泡，蟲體很快會(huì)死亡；當(dāng)pH值突然發(fā)生變化超過正常范圍，鐘蟲表現(xiàn)為不活躍，纖毛環(huán)停止擺動(dòng)，蟲體收縮成團(tuán)。所以雖然觀察到鐘蟲數(shù)量較大，但蟲體萎靡或變形時(shí)，則反映出細(xì)菌的活力在衰退，污水處理效果有變差的趨勢。
3.根據(jù)原生動(dòng)物的生殖方式：
原生動(dòng)物的生殖方式有無性生殖和有性生殖。無性生殖即簡單的細(xì)胞分裂，細(xì)胞核和原生質(zhì)一分為二。在營養(yǎng)、溫度、氧等環(huán)境條件良好的場合，原生動(dòng)物就進(jìn)行連續(xù)的無性生殖。當(dāng)出現(xiàn)有性生殖(接合生殖)時(shí)，往往預(yù)示環(huán)境條件變差或種群已處于衰老期。
七、通過觀察原生動(dòng)物種類組成和數(shù)量估計(jì)有機(jī)負(fù)荷
纖毛類多樣性指數(shù)與有機(jī)負(fù)荷呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，且是線性函數(shù)。這樣，畫出纖毛類多樣性指數(shù)與有機(jī)負(fù)荷之間的關(guān)系直線或相關(guān)函數(shù)模型，通過觀察微生物的組成和數(shù)量，就能估計(jì)污水廠運(yùn)行的有機(jī)負(fù)荷。
八、通過了解原生動(dòng)物種類組成來預(yù)測出水水質(zhì)
有柄纖毛蟲的數(shù)量和質(zhì)量是預(yù)測出水水質(zhì)重要的原生動(dòng)物。有殼變形蟲、表殼蟲、鱗殼蟲、無柄纖毛蟲、鞘居蟲等能直接反映出水硝化的程度。
A2/O工藝作為當(dāng)今常用的生物脫氮除磷工藝，已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外大型污水處理廠，但是A2/O工藝的缺陷在于硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有機(jī)負(fù)荷、泥齡以及碳源需求上存在著矛盾和競爭，很難在單一系統(tǒng)中同時(shí)獲得氮、磷的高效去除.陳永志等研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)對(duì)A2/O系統(tǒng)的反硝化除磷有影響.試驗(yàn)結(jié)合醛化纖維式組合填料的優(yōu)勢及對(duì)填料應(yīng)用于生活污水脫氮除磷研究極少的現(xiàn)狀，提出了在A2/O工藝的厭氧池、缺氧池和好氧池中添加醛化纖維式組合填料的設(shè)想，將傳統(tǒng)活性污泥法與生物膜法相結(jié)合組成一套脫氮除磷的新系統(tǒng).添加生物填料于好氧段可使池內(nèi)的硝化細(xì)菌能夠附著在填料上從而增加了污泥齡，提高硝化效率;縮短好氧段的停留時(shí)間，而將更長的時(shí)間用于厭氧段和缺氧段的釋磷和吸磷作用，提高了除磷效率.于缺氧段可在載體環(huán)境下提高回流比，使反硝化聚磷菌富集，強(qiáng)化反硝化除磷現(xiàn)象，無需外加碳源，即可完成“超量”吸磷過程，適合低碳源污水的生化處理，使該系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行并更好的進(jìn)行脫氮除磷.
原生動(dòng)物對(duì)細(xì)菌有捕食作用：1) 此作用可以優(yōu)化基質(zhì)中的碳氮磷比率。原生動(dòng)物的捕食可釋放、整合死細(xì)菌中的非活性營養(yǎng)物質(zhì)，加快水生生態(tài)系統(tǒng)中P的礦化，是細(xì)菌群落更快生長和保持更高活力；
2) 優(yōu)化細(xì)菌群落。當(dāng)蓋蟲、小口鐘蟲和梨形四膜蟲等纖毛蟲存在時(shí)，大腸桿菌的密度減少95%，說明原生動(dòng)物的捕食有利于增殖較快的細(xì)菌生長。捕食作用在活性污泥培養(yǎng)初期，原生動(dòng)物的捕食有利于選擇細(xì)菌的生存，可以降低病原菌的濃度提高出水水質(zhì)等；
3) 原生動(dòng)物的捕食改變細(xì)菌形態(tài)與生長方式；
4) 原生動(dòng)物的捕食促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的擴(kuò)散；
5) 原生動(dòng)物的捕食促進(jìn)絮狀分離。草履蟲等纖毛蟲和一些鞭毛蟲向胞外分泌可溶性的糖類，能促進(jìn)顆粒形成絮凝。
四、活性污泥中的微生物變化
1. 活性污泥生物相的季節(jié)變化：
春:鐘蟲屬和楯纖蟲屬；
夏：累枝蟲屬和楯纖蟲屬；
秋：楯纖蟲屬和鐘蟲屬；
冬：鐘蟲屬和蓋蟲屬；
2. 不同系統(tǒng)中的生物相變化污泥中的生物相
1) 曝氣池活性污泥中優(yōu)勢種屬是纖毛類；
2) 二沉池都是以藻類為中心的污泥；
3) 沉淀池中優(yōu)勢種屬為顫藻類和毛枝藻；
序批式活性污泥法(SBR)工藝由于具有生化反應(yīng)推動(dòng)力大, 脫氮除磷效果好, 耐沖擊負(fù)荷強(qiáng), 工藝簡單, 運(yùn)行方式靈活和防止污泥膨脹等優(yōu)點(diǎn), 已成為污水生物脫氮的主流工藝之一.胞外聚合物(extracellular polymeric substance, EPS)是在一定環(huán)境條件下由微生物(主要是細(xì)菌), 分泌于體外的一些高分子聚合物.主要成分與微生物的胞內(nèi)成分相似, 是一些高分子物質(zhì), 如蛋白質(zhì)(PN)、多糖(PS)和核酸(DNA)等聚合物. EPS普遍存在于活性污泥絮體內(nèi)部及表面, 具有重要的生理功能, 可將環(huán)境中的營養(yǎng)成分富集, 通過胞外酶降解成小分子后吸收到細(xì)胞內(nèi), 還可以抵御殺菌劑和有毒物質(zhì)對(duì)細(xì)胞的危害[2, 3].根據(jù)EPS空間位置不同, 分為緊密附著在細(xì)胞壁上的孢囊聚合物——緊密型EPS(TB-EPS)和以膠體和溶解狀態(tài)松散于液相主體中的黏性聚合物——松散型EPS(LB-EPS).國內(nèi)外學(xué)者研究表明, 溫度對(duì)生物脫氮效果和EPS產(chǎn)量均有重要影響, 該方面研究總結(jié)為以下3個(gè)方面：① 單一研究溫度對(duì)生物脫氮效果的影響.汪志龍以合成廢水為研究對(duì)象, 以丙酸鈉作為單一碳源, 分別設(shè)置溫度為5、15、25、35℃的4組序批式反應(yīng)器考察了溫度對(duì)單級(jí)好氧工藝生物脫氮除磷性能的影響. Guo等在5~30℃條件下, 研究了同時(shí)氮化和脫硝(SBR-SND)順序間歇反應(yīng)器的性能. Hendrickx等采用UASB, 以實(shí)際生活污水為研究對(duì)象, 探究了10℃和20℃條件下氮的去除. ② 單一考察了溫度對(duì)EPS產(chǎn)量及組分的影響.張寶良等研究了3種溫度(-20℃, 室溫, 4℃)條件下, 市政污水污泥、可樂廢水好氧污泥和可樂廢水厭氧污泥3種污泥的EPS產(chǎn)量. Song等研究了常溫(28℃)和低溫(10℃)條件下EPS產(chǎn)量對(duì)活性污泥脫水性能的研究. Gao等研究了在30、20和10℃條件下, EPS在膜污染中的作用. ③ 同步研究了溫度對(duì)生物脫氮效能及EPS的影響.張?zhí)m河等考察了4種溫度(10±2)、(17±2)、(22±2)、(30±2)℃對(duì)A2O工藝脫氮速率及胞外聚合物的影響, 隨著溫度的升高, 總氮(TN)和COD去除速率逐漸上升, EPS質(zhì)量濃度先降低后升高.宋成康等研究了溫度降低對(duì)厭氧氨氧化脫氮效能及污泥EPS的影響, 在溫度33℃→25℃→20℃→15℃范圍內(nèi), EPS總含量及各組分均與溫度成負(fù)相關(guān).在生物脫氮過程中, 活性污泥是實(shí)現(xiàn)氮去除的功能主體, EPS是活性污泥的重要組成部分.因此, 同步考察溫度對(duì)生物脫氮效能和EPS的影響, 可深入解析基于微生物EPS變化角度揭示生物脫氮本質(zhì).此外, 相關(guān)報(bào)道大多基于短期實(shí)驗(yàn)獲得研究結(jié)果, 因此較難反映溫度對(duì)EPS變化影響規(guī)律, 難以獲得準(zhǔn)確的EPS與生物脫氮相關(guān)性.
研究活性污泥中原生動(dòng)物的目的 ： 要了解污水處理過程的變化或處理水的好壞，好直接研究分析細(xì)菌的生長情況。但是對(duì)于細(xì)菌的觀察、分類鑒定的時(shí)間很長，不能及時(shí)起指導(dǎo)生產(chǎn)的指示和預(yù)報(bào)作用。而原生動(dòng)物與細(xì)菌之間存在相互依存的功能關(guān)系；原生動(dòng)物個(gè)體大，便于觀察；對(duì)于環(huán)境變化比細(xì)菌敏感，更早更容易反映環(huán)境的變化。直接觀察原生動(dòng)物的種類組成、數(shù)量、生長和變化狀況，也能反映出細(xì)菌的生長和變化情況。所以利用原生動(dòng)物和后生動(dòng)物的演替，可以判斷水質(zhì)和污水處理程度，判斷污泥培養(yǎng)成熟程度；根據(jù)原生動(dòng)物的種類，判斷活性污泥和處理水質(zhì)的好壞；根據(jù)原生動(dòng)物在環(huán)境中改變個(gè)體形態(tài)及過程，判斷水質(zhì)變化和運(yùn)行中出現(xiàn)的問題。即利用原生動(dòng)物間接地評(píng)價(jià)污水處理過程和處理效果的好壞，起指導(dǎo)生產(chǎn)的作用。
三、原生動(dòng)物與細(xì)菌的相互關(guān)系對(duì)水處理的作用
1. 原生動(dòng)物具有促進(jìn)細(xì)菌活力，提高出水水質(zhì)的功能，其作用僅次于細(xì)菌。原生動(dòng)物群落的組成及數(shù)量由環(huán)境因子及運(yùn)行條件決定。
原生動(dòng)物分泌生長因子和降解胞外聚合物，促進(jìn)細(xì)菌的生長。細(xì)菌生長需要和氨基酸等生長因子，添加氨基酸可促進(jìn)動(dòng)膠桿菌的生長，而鞭毛蟲和纖毛蟲能夠合成刺激細(xì)菌生長的物質(zhì)，污水中的細(xì)菌能降解其他細(xì)菌的胞外聚合物，而動(dòng)膠桿菌的胞外聚合物很難被其它微生物降解，但可以被原生動(dòng)物降解。
CANON工藝具有脫氮途徑短、節(jié)省曝氣量、無需外加碳源、溫室氣體產(chǎn)量少等優(yōu)點(diǎn), 成為了目前具前景的污水脫氮工藝. CANON工藝適合處理高溫、高氨氮污水, 而生活污水是常溫、低氨氮水質(zhì).如何將CANON工藝推廣到市政污水處理廠中是以來的難點(diǎn)[5].目前, 國外CANON工藝的研究主要以高氨氮廢水處理為主, 國內(nèi)雖然有常溫低氨氮環(huán)境中運(yùn)行CANON工藝的報(bào)道, 也僅局限于人工配水和短期運(yùn)行, 實(shí)際污水處理廠中運(yùn)行CANON工藝的研究極少.
常溫低氨氮環(huán)境中, CANON工藝的難點(diǎn)在于硝化細(xì)菌的抑制.如果硝化細(xì)菌過量增殖, 將會(huì)出現(xiàn)總氮去除率下降、出水總氮超標(biāo)的現(xiàn)象.在常溫、低氨氮條件下, 只調(diào)節(jié)DO從而抑制NOB活性已被證明難以實(shí)現(xiàn).因此, 在工程應(yīng)用中, 需要通過其他策略抑制硝化細(xì)菌的活性.有研究表明, 在CANON生物膜反應(yīng)器中, NOB主要分布在生物膜的外層.對(duì)生物膜進(jìn)行沖洗, 理論上洗脫生物膜表面的NOB, 但在實(shí)踐中研究較少.
在廢水好氧處理過程中，主要依靠好氧微生物降解有機(jī)物，使這些高能位的有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過一系列的生化反應(yīng)，逐級(jí)釋放能量，終以低能位的無機(jī)物穩(wěn)定下來，達(dá)到無害化要求或返回自然環(huán)境進(jìn)一步處置。一、在水處理中常見的原生動(dòng)物有三類：
1. 肉足類，其細(xì)胞質(zhì)可伸縮變動(dòng)而形成偽足，作為運(yùn)動(dòng)和攝食的胞器，典型的肉足類為變形蟲屬、簡便蟲屬、表殼蟲屬和鱗殼蟲屬等；
2. 鞭毛類，具有一根或一根以上的鞭毛。鞭毛長度與其體長大致相等或更長些，是運(yùn)動(dòng)器官，鞭毛蟲又可分為植物性鞭毛蟲和動(dòng)物性鞭毛蟲，常見的植物性鞭毛蟲有滴蟲屬、屋滴蟲屬和眼蟲屬等，常見的動(dòng)物性鞭毛蟲有波豆蟲屬、尾波蟲屬等；
3. 纖毛類，原生動(dòng)物周身表面或部分表面具有纖毛，作為行動(dòng)或攝食的工具，具有胞口、口圍、口前庭和胞咽等吞食和消化的細(xì)胞器官，分為游泳型和固著型兩種，游泳型包括漫游蟲屬、草履蟲屬、腎形蟲屬、斜管蟲屬等，固著型常見的有鐘蟲屬、累枝蟲屬、蓋蟲屬、聚縮蟲屬、纖蟲屬和殼吸管蟲屬等；
4. 除上述三類外，在水體中還有孢子綱和吸管綱。
將廢水引入調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)廢水pH為7.0-7.5。廢水經(jīng)污水泵送至水解池,使廢水產(chǎn)生水解反應(yīng)去除部分較容易降解的有機(jī)污染物,還可以將較難降解的大分子有機(jī)物分解為較簡單的小分子有機(jī)物。經(jīng)水解處理后,廢水COD有所降低,而BOD5有所增加,使BOD5/COD比值提高,池底產(chǎn)生的污泥借污泥泵站送至壓濾機(jī),排出廢水返至調(diào)節(jié)池,污泥渣作肥料。經(jīng)水解處理廢水流出接觸氧化池,氧化池由池體、填料及曝氣裝置等部分組成。池體為矩形的鋼筋混凝土構(gòu)筑物,池型采用推流式,生物膜受到迅速上升氣流的強(qiáng)烈攪拌加速更新,促進(jìn)氧的釋放,使生物保持較高的活性。經(jīng)部分接觸氧化后的廢水進(jìn)入二沉池。當(dāng)廢水進(jìn)入二沉池中心管后,由下部流入池內(nèi),自下而上流動(dòng),澄清后的處理水從池上部溢流而出,廢水出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求,該方法CODcr去除率為93%,BOD5去除率為96%,SS去除率為82%,廢水去污成本1.0元/t。
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環(huán)保在線