污水處理活性污泥微生物群落研究進(jìn)展

梁瀟 張涵儀

（中原環(huán)保股份有限公司，河南 鄭州 450000）

污水處理研究中較為常見(jiàn)的是活性污泥處理法，該技術(shù)具比較成熟，并且具有多樣化的工藝結(jié)構(gòu)、高效的處理效果等，但污水處理產(chǎn)生的剩余污泥問(wèn)題亟須解決，如污泥中含有的病原微生物、寄生蟲(chóng)及重金屬極易造成二次污染 。這些問(wèn)題一直制約著污水處理廠的穩(wěn)定運(yùn)行，而在傳統(tǒng)活性污泥處理法中顯得尤為突出。近年來(lái)，活性污泥工藝快速發(fā)展，我國(guó)城市污泥產(chǎn)生量增長(zhǎng)近12倍。在環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的形勢(shì)下，安全有效地實(shí)現(xiàn)污泥減量化迫在眉睫，污泥減量技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。污泥原位減量技術(shù)是在不改變處理工藝前提下，通過(guò)各種手段減少污泥，既能提高污水處理后的水質(zhì)，又能從源頭上減少污泥產(chǎn)生。

一、活性污泥法處理過(guò)程中存在的問(wèn)題

（一）污泥膨脹問(wèn)題

污泥膨脹是指曝氣池中在外界因素的作用用 ，活性污泥性質(zhì)發(fā)生改變 。污泥由于膨脹后，結(jié)構(gòu)極度松散，活性污泥在二沉池沉降困難，導(dǎo)致回流污泥在未進(jìn)行沉淀分離隨出水流失，大量微生物也隨出水流失，曝氣池中不能滿足分解有機(jī)物的需要，使出水指標(biāo)超標(biāo)。污泥膨脹現(xiàn)象分為兩類：一是絲狀菌膨脹、二是非絲狀菌膨脹。大多數(shù)污水廠有95%的污泥膨脹與絲狀菌生長(zhǎng)有聯(lián)系。研究表明，低溶解氧濃度、低負(fù)荷、高 BOD/N、高 BOD/P、高硫化物濃度、低溫等條件都有可能引起不同絲狀菌的過(guò)度生長(zhǎng) 。除此之外，研究表明，低 pH、未能及時(shí)排泥、污泥回流比也會(huì)導(dǎo)致污泥膨脹。

（二）出現(xiàn)泡沫問(wèn)題

啟動(dòng)泡沫：?jiǎn)?dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的快速泡沫。這類泡沫通常為白色易消散。產(chǎn)生原因是污水中含有表面活性劑及其微生物降解產(chǎn)物。反硝化泡沫：反硝化泡沫常在二沉池以及曝氣池的缺氧區(qū)。這類泡沫通常不穩(wěn)定，可以通過(guò)簡(jiǎn)單物理法去除。產(chǎn)生原因是硝態(tài)氮發(fā)生反硝化作用產(chǎn)生的氮?dú)馕皆谖勰嗌?，使污泥比重變小而上浮?/p>

二、污水處理活性污泥微生物群落

污水處理工藝的不同， 活性污泥微生物群落結(jié)構(gòu)也存在一定的差異性，當(dāng)進(jìn)水條件相同時(shí)，SBR中富集了亞硝化單胞菌屬（Nitrosomonas），具體富集率為：76%±4.2%，硝化效率為：89%。完全攪拌釜式反應(yīng)器 （CSTR）中富集了亞硝化螺菌屬 （Nitro sospiraspp），富集率為42%±1.9%，硝化效率為：30%。導(dǎo)致 2種工藝硝化效率存在差異的原因，主要是由于AOB功能菌群富集率不同。根據(jù)研究可以發(fā)現(xiàn)：活性污泥微生物的豐度和群落結(jié)構(gòu)的形成，受到不同污水處理工藝的影響。從而形成不同的微生態(tài)功能系統(tǒng)。值得一提的是，同活性污泥樣品相比，MBBR（移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器）填料上的生物膜，其優(yōu)勢(shì)綱有著明顯的不同，優(yōu)勢(shì)綱為β-變形菌綱的豐度為45.2%，α-變形菌綱的豐度為30.7%，而硝化螺旋菌綱的相對(duì)豐度高達(dá)5.9% ～6.2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于活性污泥樣品中0.9%的平均相對(duì)豐度，由此可見(jiàn)，在加入MBBR填料后，能夠提高硝化菌的相對(duì)豐度，并在一定程度上增強(qiáng)脫氮能力。而在A2/O工藝中，變形菌門的豐度是擬桿菌門的1.3～2倍。

三、活性污泥微生物技術(shù)的優(yōu)化方法

（一）污泥膨脹處理措施

導(dǎo)致出現(xiàn)污泥膨脹的因素可以分突發(fā)情況、工藝調(diào)節(jié) 、環(huán)境調(diào)節(jié)兩方面：一是應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，污泥助沉法與滅菌法用于污泥膨脹臨時(shí)突發(fā)事件。滅菌法指為了控制絲狀細(xì)菌的生長(zhǎng)，將化學(xué)藥劑添加到曝氣池中去除或抑制絲狀細(xì)菌。助沉法指混凝劑放入曝氣池中以增加污泥的比重，增強(qiáng)二沉池污泥的沉降性能。二是從工藝調(diào)節(jié)方面。從工藝運(yùn)行方面，針對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題對(duì)其進(jìn)行調(diào)控和改進(jìn)。由于曝氣池中溶解氧含量低導(dǎo)致污泥膨脹，則需要增加曝氣池的氧氣供應(yīng)。由于進(jìn)水有機(jī)質(zhì)少較低所導(dǎo)致的污泥膨脹，可以加大進(jìn)水量增加有機(jī)負(fù)荷。由于 pH處于異常波動(dòng)范圍所導(dǎo)致的污泥膨脹，需要把控進(jìn)水變化。由于曝氣池中缺少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而導(dǎo)致的污泥膨脹，按照營(yíng)養(yǎng)比例計(jì)算出投加量。

（二）吸附再生活性污泥技術(shù)

吸附再生法，顧名思義主要利用的是活性污泥吸附的優(yōu)勢(shì)，它的曝氣池跟傳統(tǒng)活性污泥法的曝氣池相比會(huì)有兩個(gè)不同的點(diǎn)：第一點(diǎn)就是它會(huì)將污水的吸附過(guò)程和氧化分解過(guò)程放置在兩個(gè)曝氣池中進(jìn)行或者在同一個(gè)池子中將其進(jìn)行分開(kāi)處理，而且會(huì)將二次沉淀池修建在兩個(gè)曝氣池子之間。第二點(diǎn)就是污泥的回流量會(huì)很大，能夠達(dá)到50% ～100%。這樣就會(huì)使曝氣池中污泥的平均濃度大，可以吸附更多的有機(jī)物。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著微生物群落結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜化， 為了適應(yīng)環(huán)境、增殖的具體表現(xiàn)和結(jié)果，在特定污水運(yùn)行參數(shù)和特征情況下，選擇富集特定的微生物群落結(jié)構(gòu)，從而形成特定活性污泥微生態(tài)系統(tǒng)，因此，需要我們對(duì)活性污泥法進(jìn)入深入的研究，只有不斷在活性污泥法中進(jìn)行創(chuàng)新，才能提高我國(guó)污水處理水平，并為污水處理領(lǐng)域更好發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。