细菌生长曲线不仅可以作为控制细菌生长发育及环境因素对细菌影响的理论基础,而且在水污染控制的生物处理法中也具有重要的指导作用。
在废水生物活性污泥处理系统中,活性污泥与细菌有着极为相似的生长规律。系统处于不同的运行状态所采用的微生物所处的生长阶段不同,或处于静止期,或处于对数生长期,或处于衰亡期等。根据废水水质的具体情况,主要是废水中有机物浓度,利用不同生长阶段的微生物对废水中的有机物进行消化,达到净化废水的目的。因此,在废水生物处理过程中,正确选择不同阶段的微生物并将微生物维持在合适的阶段极为重要。
一般来说,常规活性污泥法和生物膜法处理废水时利用生长率下降阶段的微生物,包括减速期、静止期的微生物,而不用生长率上升阶段的微生物。因为生长率上升阶段的微生物代谢活力很强,生长繁殖速率很快,需消耗大量的营养物质,能去除废水中有机物也较多,但必须要求废水维持较高的有机物浓度,而常规活性污泥法属于连续培养方式,在进水有机物浓度高的情况下,出水中残留的有机物含量也会相应增加,难以达到出水要求。另外,该阶段的微生物生长繁殖旺盛,细胞表面的黏液层和荚膜尚未形成,微生物运动活跃而不形成菌胶团,沉降性能差,从而导致出水水质差,所以不采用生长率上升阶段的微生物。而静止期的微生物,代谢活力虽然不如对数期,但仍有相当的代谢活性,既具有去除有机物的能力,又有利于荚膜等结构的形成,易于凝聚和沉降,处理效果仍然较好。此时微生物最大的特点是体内积累了大量储存物,如异染粒、聚β—羟基丁酸、黏液层和荚膜,产生了荚膜物质,强化了微生物的生物吸附能力,且凝聚和沉降能力强,在二沉池中泥水分离效果好,出水水质较好。所以为了获得既具有较强的氧化和吸附有机物的能力,又具有良好的沉降性能的活性污泥,在实际中常将活性污泥控制在减速生长末期和内源呼吸初期。
用高负荷活性污泥法处理废水时,宜用对数期和静止期的微生物。如在吸附生物降解法(Adsorption Biodegradation,又称AB法)中,A段由于废水有机物浓度高,采用对数期的微生物对之降解,降解速率虽高,但此时污泥凝聚、沉降性能差,有时还可能有大量游离细菌,出水浑浊,残留有机物浓度较高,而其后阶段的水质已处于常规的负荷范围,此时采用静止期的微生物对之降解处理即可达到较好的出水水质。AB法采用对数期和静止期的组合对高浓度废水进行生物降解处理,既保证降解速率高、负荷高、曝气池相对小的优点,又具有出水水质好、运行稳定的长处。(www.xing528.com)
对于有机物含量低、BOD5/COD<0.3、可生化性差的废水,可用衰亡期微生物处理。如在污泥好氧消化和厌氧消化中,均采用衰亡期的微生物处理。因为污泥消化的目的是使污泥减量化和稳定化,使污泥在好氧或厌氧条件下尽可能的保持长的停留时间,微生物细胞以储存物、酶甚至细胞本身的蛋白质作为营养,进行内源代谢,并随着营养物质的逐渐耗尽,细胞的生长明显受阻,菌体自溶、解体、死亡,结果使细菌总数不断下降,污泥浓度随之下降,达到污泥减量和稳定的目的。
延时曝气法处理低浓度有机废水时,一般也采用衰亡期而不采用静止期的微生物。因为低浓度有机废水中的有机物,不能满足静止期微生物对营养物的要求,处理效果不好。而延时曝气法曝气时间一般在8h以上,甚至24h,通过延长水力停留时间,增大进水量,提高有机负荷,满足生物的营养要求,从而取得较好的处理效果。
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