污水處理活性污泥微生物群落研究進展

梁瀟 張涵儀

（中原環保股份有限公司，河南 鄭州 450000）

污水處理研究中較為常見的是活性污泥處理法，該技術具比較成熟，并且具有多樣化的工藝結構、高效的處理效果等，但污水處理產生的剩余污泥問題亟須解決，如污泥中含有的病原微生物、寄生蟲及重金屬極易造成二次污染 。這些問題一直制約著污水處理廠的穩定運行，而在傳統活性污泥處理法中顯得尤為突出。近年來，活性污泥工藝快速發展，我國城市污泥產生量增長近12倍。在環保要求日趨嚴格的形勢下，安全有效地實現污泥減量化迫在眉睫，污泥減量技術成為研究熱點。污泥原位減量技術是在不改變處理工藝前提下，通過各種手段減少污泥，既能提高污水處理后的水質，又能從源頭上減少污泥產生。

一、活性污泥法處理過程中存在的問題

（一）污泥膨脹問題

污泥膨脹是指曝氣池中在外界因素的作用用 ，活性污泥性質發生改變 。污泥由于膨脹后，結構極度松散，活性污泥在二沉池沉降困難，導致回流污泥在未進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物的需要，使出水指標超標。污泥膨脹現象分為兩類：一是絲狀菌膨脹、二是非絲狀菌膨脹。大多數污水廠有95%的污泥膨脹與絲狀菌生長有聯系。研究表明，低溶解氧濃度、低負荷、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度生長 。除此之外，研究表明，低 pH、未能及時排泥、污泥回流比也會導致污泥膨脹。

（二）出現泡沫問題

啟動泡沫：啟動過程中產生的快速泡沫。這類泡沫通常為白色易消散。產生原因是污水中含有表面活性劑及其微生物降解產物。反硝化泡沫：反硝化泡沫常在二沉池以及曝氣池的缺氧區。這類泡沫通常不穩定，可以通過簡單物理法去除。產生原因是硝態氮發生反硝化作用產生的氮氣吸附在污泥上，使污泥比重變小而上浮。

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構也存在一定的差異性，當進水條件相同時，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。根據研究可以發現：活性污泥微生物的豐度和群落結構的形成，受到不同污水處理工藝的影響。從而形成不同的微生態功能系統。值得一提的是，同活性污泥樣品相比，MBBR（移動床生物膜反應器）填料上的生物膜，其優勢綱有著明顯的不同，優勢綱為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豐度高達5.9% ～6.2%，遠遠大于活性污泥樣品中0.9%的平均相對豐度，由此可見，在加入MBBR填料后，能夠提高硝化菌的相對豐度，并在一定程度上增強脫氮能力。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的優化方法

（一）污泥膨脹處理措施

導致出現污泥膨脹的因素可以分突發情況、工藝調節 、環境調節兩方面：一是應對突發情況，污泥助沉法與滅菌法用于污泥膨脹臨時突發事件。滅菌法指為了控制絲狀細菌的生長，將化學藥劑添加到曝氣池中去除或抑制絲狀細菌。助沉法指混凝劑放入曝氣池中以增加污泥的比重，增強二沉池污泥的沉降性能。二是從工藝調節方面。從工藝運行方面，針對出現問題對其進行調控和改進。由于曝氣池中溶解氧含量低導致污泥膨脹，則需要增加曝氣池的氧氣供應。由于進水有機質少較低所導致的污泥膨脹，可以加大進水量增加有機負荷。由于 pH處于異常波動范圍所導致的污泥膨脹，需要把控進水變化。由于曝氣池中缺少營養物質而導致的污泥膨脹，按照營養比例計算出投加量。

（二）吸附再生活性污泥技術

吸附再生法，顧名思義主要利用的是活性污泥吸附的優勢，它的曝氣池跟傳統活性污泥法的曝氣池相比會有兩個不同的點：第一點就是它會將污水的吸附過程和氧化分解過程放置在兩個曝氣池中進行或者在同一個池子中將其進行分開處理，而且會將二次沉淀池修建在兩個曝氣池子之間。第二點就是污泥的回流量會很大，能夠達到50% ～100%。這樣就會使曝氣池中污泥的平均濃度大，可以吸附更多的有機物。

四、結束語

隨著微生物群落結構變得復雜化， 為了適應環境、增殖的具體表現和結果，在特定污水運行參數和特征情況下，選擇富集特定的微生物群落結構，從而形成特定活性污泥微生態系統，因此，需要我們對活性污泥法進入深入的研究，只有不斷在活性污泥法中進行創新，才能提高我國污水處理水平，并為污水處理領域更好發展奠定堅實的基礎。