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什麽(me)樣的廢(fèi)水容易(yì)發生汙泥膨脹?
對汙泥膨脹有明顯(xiǎn)影響的水質因(yīn)素主要包括所處理汙水中有機物的類型、進水中(zhōng)的碳氮磷比、硫化物的含量,以及有毒、有害物質(zhì)等物質組分的含量。
有機(jī)物
溶解性有機物
用活性汙泥法處理碳水(shuǐ)化合物含量多的廢水,易發生汙泥(ní)膨脹。汙水中容易引起汙泥(ní)膨脹的碳水化(huà)合物主(zhǔ)要指葡萄糖、蔗糖、乳糖等單糖或二糖。一般認為,在導致絲狀菌汙泥膨脹的(de)微生物中,具有代表性的是球衣菌屬,它(tā)能將這些糖類物質(zhì)直接作為能源予以利用,並易於繁殖。絲狀菌膨脹的另一種致因(yīn)微生物,如硫細菌,亦是這樣。但是,對於不溶性高分子澱粉就沒有那樣的(de)影響。因為,對於這些在利用(yòng)之前必須加以分解的高分子物質,多數絲狀菌(jun1)對其的分(fèn)解速度非常慢,難以增殖。但是,有些汙泥膨脹的致(zhì)因絲狀菌,如蠟狀芽孢杆菌草狀變(biàn)種和白地黴,不但能直接利用單(dān)糖類物質(zhì)進行(háng)繁殖,而且對於複(fù)雜的(de)高(gāo)分子碳水化(huà)合物也能夠充分加以利用而增(zēng)殖。
另外,在(zài)糖類碳水化合物含量多時,活性汙泥微生物亦(yì)能較易地將其代謝分泌出高黏性多(duō)糖類物質。而這些物質過多,覆蓋在菌膠團微生(shēng)物表麵,導致非絲狀(zhuàng)菌性(xìng)汙泥(ní)膨脹(zhàng)。
廢水中可溶性有機物含量多時,亦(yì)易於發生(shēng)汙泥膨脹。一般,這裏所指的可溶性有(yǒu)機物,除了包括上述的單糖、二糖類物質,還包括(kuò)低分子可溶性有機物。具體來說,是指乳品生(shēng)產廢水、發酵廢水和製糖(táng)廢水等。
一般來說,活性汙泥中的絲(sī)狀菌與其他菌膠團細(xì)菌相比較,對(duì)高分子物質的水解能力弱,也難於吸收不溶性物(wù)質。為此,當廢水中含可溶性有(yǒu)機物多時,絲狀菌就易(yì)於利用於自身繁殖,易於發生絲狀菌膨脹。與城市汙水(shuǐ)相比較,工業廢水更容易發生膨脹。其典型的絲(sī)狀菌的種類隨(suí)汙水(shuǐ)種類而(ér)不同。
顆粒性有機物
根據有(yǒu)關研究發現,當廢水中含有難生物降解的底物或顆粒性有機物時,某些類型的絲狀菌容易大量生長。在一些(xiē)采用前端設置有厭氧/缺氧區的去除營養物質的汙水處理廠中,普遍(biàn)存在上述類型的(de)絲狀菌。有學者推測在厭氧(yǎng)和缺氧區,這些代謝緩慢的底物和顆粒性有機物的降解速率非常低,因此這些底物進入(rù)汙水處理廠的好氧區後(hòu),在好氧區這些物質被分解轉化為低濃度的易溶解性有機物,而溶解性有機物(wù)恰恰是有利於某(mǒu)些類型的絲狀菌生長。
養物質
活性汙泥微生物,為了進行正(zhèng)常的生長、繁殖,除了需要碳源外(wài),還需(xū)要多種營養物質才能(néng)保證其正常的生長代謝活動,並維持微生物種類的動態平衡和(hé)生物活性。若底物中缺少這(zhè)些(xiē)營養物質(zhì),會抑製或終止許多生(shēng)物化學反(fǎn)應,降低營養敏感型微生物的活性和底物降解能力,改變微生物種類和數量,促使絲狀菌等低營養型微生物的過量(liàng)生長,產生(shēng)汙泥膨脹問題。在工業(yè)廢水和城市汙(wū)水處理(lǐ)廠中,較常見的情況是缺(quē)乏氮和磷兩種營(yíng)養物質。通常認為氮(dàn)、磷和碳之間應有適當的比例,一(yī)般經驗(yàn)提出的比例(lì)通常為BOD;:N:P=100:5:1。
硫化物
有(yǒu)些(xiē)類型的絲狀菌可以利用硫化氫為能源,將硫化氫氧化為單質硫,並將這些硫以胞內顆粒物的(de)形式沉積在菌體內。通過積硫試驗,可以測定出絲狀菌體內儲存的單質(zhì)硫(liú)。這些類型的絲狀菌可以同時利用下水道內腐化廢水(shuǐ)中的硫化物和相對分子質量低的有機(jī)酸,因此在處理這些腐化廢水時,這兩種菌可以大量(liàng)生長。但(dàn)是這些(xiē)絲(sī)狀菌不能利用溶解性不好的硫化物(wù),如硫化(huà)鐵。
國內外的學者(zhě)都發現在固定膜生(shēng)物反應器(qì)內出現大量(liàng)Beggiatoa菌種。在生物轉盤汙(wū)水處理廠的溶解氧缺乏的前端(超負荷區(qū))的生物膜上出現大量一簇簇如毛發的白色附著(zhe)物,這些白色附著物就是大(dà)量Beggiatoa菌聚集在一(yī)起所形成,而白色就是Beggiatoa菌體內(nèi)單質硫顆粒所顯(xiǎn)現出的顏色。刮去(qù)表麵的白色附著物則顯現出下層黑色的腐化層。Beggiatoa菌生長在腐化(huà)的生物膜的好氧表麵,從下層溶(róng)液中獲得溶解氧,將腐化層的硫化物氧化為單質硫並儲存在其菌體內(nèi)。
有毒物質
廢水中的有毒物質(zhì)主(zhǔ)要指過高的COD、某(mǒu)些有機物(酚(fēn)及其衍生物、醇、醛和某些有機酸等)、硫化物、重金屬(shǔ)和氯(lǜ)化物等。毒性底物對活性汙泥係統產生的(de)影響主(zhǔ)要是抑製活性汙泥微生物(wù)的活性,使(shǐ)汙泥比重減輕出(chū)現汙泥上浮,導致處理效率降低。高濃度有機物可和細(xì)胞(bāo)酶活動(dòng)中(zhōng)心形成穩定的化合物,有機物無法被降解,細胞酶的活性降低,甚至使細胞中毒而死亡。酚類物質主要損傷微生(shēng)物(wù)的細胞膜、鈍化酶和使蛋白質變性。醇(chún)類物質通過溶解細胞壁和膜中的類脂,破(pò)壞膜結構並使蛋白質脫水變性。醛類物質能與蛋白質氨(ān)基酸中的多種基因共價結合而使其變性(xìng)。有機酸能抑製微生物的代謝活性。重金屬離子(尤其是Hg+、Ag+和Cu2+)進入細胞後主要與
酶或蛋白質上的一SH結合而使之失活或變性。微量的重(chóng)金屬離子還能在細胞內不斷積累後(hòu)對微生物發生毒害作用。當進水中底物類型突變或含有過量的毒性底物(wù)時,可使原來被馴化好並能降解有機毒物的微生物減少或消失。在該處理係統(tǒng)恢複過程中(zhōng),某些絲狀菌能比菌膠團細菌更快地適應變化的(de)環境而出(chū)現優先生長。
酸(suān)化或(huò)腐(fǔ)化
廢水如(rú)果儲存或在排水管道、初(chū)沉池中停留時間過長,會出現硝化反應,這樣的廢水容易(yì)引起汙泥膨脹。這主要有兩個原因:一,廢(fèi)水長時間儲存,受到微生物的分解,不溶性物質轉變為可溶性物質,高分子物質分解為低分子物質,產生(shēng)低分子有(yǒu)機酸,由前麵介紹可(kě)知,這樣(yàng)的廢水容易(yì)引起汙(wū)泥膨脹。第二(èr),在(zài)厭氧條件下(如厭氧沼氣發酵),廢水中的含硫(liú)物質被(bèi)分解,產生硫化氫。貝氏(shì)硫細菌等絲狀菌可將(jiāng)硫化氫加以氧化並以元(yuán)素硫的形式蓄於菌體內,從而引起絲狀菌汙泥膨脹。
脂類(lèi)物質
在厭(yàn)氧條件下,有些絲(sī)狀(zhuàng)菌可以吸收和儲存油酸等長鏈脂肪酸。利用細胞表麵結合的脂肪(fáng)酶分解脂肪內含有的油酸。還有些調查發現(xiàn)當進水中含有脂類時,諾(nuò)卡氏菌也易大量生長。
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