水处理技术:活性污泥是活性污泥处理系统中的主体作用物质,在生物处理中,不论采用何种方法处理构筑物及何种工艺流程,都是通过处理系统中活性污泥或生物膜微生物的新陈代谢的作用,使活性污泥具有将有机污染物转化为稳定无机物的活力,在有氧的条件下,将中的有机物氧化分解为无机物,从而达到净化的目的。处理后出水水质的好坏同组成活性污泥的微生物的种类、数量及其活性有关。

活性污泥是由细菌、微型动物为主的微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起所形成的茶褐色的絮凝体。其中的微生物主要由细菌组成,细菌主要有菌胶团细菌和丝状菌,数量可占污泥中微生物总量的90 %~95 %左右,细菌在有机废水的处理中起着最重要的作用,如在A - B 活性污泥法中,A 段在很高的负荷下运行,停留时间、污泥龄期都相对较短,在这种情况下,较高级的真核微生物无法生存,只有某些短世代的原核细菌才能适应、生存并得以生长繁殖。此外,活性污泥中还有原生动物和后生动物等微型动物 。在处理污水的活性污泥中存在大量的原生动物和部分微型后生动物,通过辨别认定其种属,据此可以判别处理水质的优劣,因此将微型动物称为活性污泥系统中的指示生物。

1  微生物类群的分类

1. 1  肉足虫

其细胞质可伸缩变动而形成伪足,作为运动和摄食的胞器,常见的有变形虫和表壳虫。

1. 2  鞭毛虫

具有一根或一根以上的鞭毛,鞭毛是其运动器官,常见的有滴虫、聚屋滴虫、眼虫、豆形虫和粗袋鞭虫等。

1. 3  纤毛虫

动物周身表面或部分表面具有纤毛,作为运动或摄食的工具,具有胞口、口围等吞噬和消化的器官,分固着型和游泳型两种,常见的游泳型有漫游虫、草履虫、管叶虫、斜管虫等;常见的固着型有钟虫、盖虫、独缩虫、聚缩虫、吸管虫、累枝虫等。

1. 4  后生动物

在活性污泥系统中是不经常出现的,在出水水质较好或较稳定时出现,常见的有轮虫、红斑票贝体虫等。根据污水厂两年的镜检记录,红斑票贝体虫平时几乎不见,多在8 ,9 月份出现,这时水温较高,一般为22 ℃左右。

2  代谢捕食方式

1) 通过体表吸收溶解性的有机物,吞噬废水中细小的有机物颗粒,经过新陈代谢作用,然后使之氧化分解为稳定的无机物。

2) 捕食细菌或游离细菌,维持活性污泥系统中生态平衡及改善出水水质。通过捕食细菌,能促进细菌的生长,使细菌的生长能维持在对数生长期,防止种群的衰老,提高细菌的活力;由于游离细菌密度小,较难沉淀,易被出水带出而影响水质,微型动物吞噬游离可大大改善水质。

3) 固着型纤毛虫及吸管虫还可分泌粘液,使之附着在絮凝体上生长;对悬浮颗粒及细菌均有吸附作用,从而有利于菌胶团及絮体的形成。

3  提高出水水质方面的作用

1) 通过某些原生动物的分泌物,在沉降过程中促进游离细菌的絮凝作用,提高细菌的沉降效率和去除率。

2) 原生动物捕食细菌,提高细菌活动能力,提高对可溶性有机物的摄取能力。

3) 原生动物和细菌一起,共同摄食病原微生物。

4  在活性污泥系统中的指示作用

4. 1  活性污泥良好时

当活性污泥性能良好时,活性污泥表现为絮凝体较大,沉降性好,镜检观察出现的生物有钟虫属、盖虫属、有肋木盾纤虫属、独缩虫属、聚缩虫属、各类吸管虫属、轮虫类、累枝虫属、寡毛类等固着型种属或匍匐型种属。

4. 2  活性污泥恶化时

活性污泥恶化时,絮凝体较小,出现的生物有豆形虫属、滴虫属和聚屋滴虫属等快速游泳型的生物。当污泥严重恶化时,微型动物大面积死亡或几乎不出现,污泥沉降性下降,处理水质能力差。

4. 3  从恶化恢复到正常时

活性污泥从恶化恢复到正常,在这段过渡期内出现的生物有漫游虫属、管叶虫属等慢速游泳型或匍匐型的生物。

4. 4  活性污泥膨胀时
 
活性污泥膨胀多发生在秋冬季节,此时污泥沉降性差,30 min沉降比高,而污泥浓度相对较低,导致污泥指数SVI 值相对偏高。丝状菌是导致污泥膨胀的主要生物,由于丝状菌大量繁殖,活性污泥呈棉絮状,颗粒细碎且颜色相对较浅。

4. 5  溶解氧不足时

曝气池中溶解氧持续不足时,活性污泥颜色较正常时发黑,并散发出臭味。

4. 6  溶解氧过高时

在一般情况下,每毫升活性污泥中通过镜检,可以观察到300 个左右轮虫,而在正常情况下,很少能观察到肉足类生物。当曝气池中持续曝气量过高时,会出现大量的肉足类及轮虫类生物。

4. 7  进水浓度和BOD 负荷过低时

当污水浓度和BOD 负荷过低时会出现表壳虫属,也标志着出现了硝化作用。

4. 8  其他环境变化时

当活性污泥中指示性生物量急剧减少时,可能是受到有毒物质的影响或某些环境条件的突然变化,此时必须相应采取措施以减小对微生物的影响。

在活性污泥法的中,对曝气池内微生物进行的镜检,是对活性污泥运行状态的判断,是污水处理的重要检测手段之一。根据曝气池内微生物种群的变化情况采取相应的工艺调整措施,确保活性污泥处于良好状态、污水处理达标。