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关于城市污水处理厂活性污泥的表面形态和微观结构研究

来源:www.timetimetime.net 时间:2020-03-22 编辑:观点

城市人口的快速增长导致城市垃圾的大量增加,生活污水的排放也呈现出快速增长的势头。城市生活污水中含有大量的有机物,氮,磷等物质。如果不对其进行处理,将会对天然水体造成更大的污染。在严重的情况下,它会引起赤潮和开花。根据处理原理和水质要求,生活污水处理方法包括物理方法,化学方法和生物方法。生物学方法是生活污水处理中常用且有效的处理方法。

活性污泥是污水生物处理中的关键因素,直接影响污水处理的有效性。活性污泥有效降解污染物的能力和特性,结合不同的处理工艺来处理生活污水,通常可获得更好的处理效果。活性污泥是多种微生物,有机物和无机盐的混合物。活性污泥的形态和微观结构可能会因不同废水处理厂的结构和污水特性的不同而有所差异。本文以市政污水处理厂的活性污泥为研究对象,研究活性污泥的表面形态和微观结构,为污水处理厂的运行管理提供参考。

1个测试部分

1. 1仪器和试剂

仪器:激光粒度分析仪(Mastersizer 2000,UK),荧光显微镜(Zeiss Axio Imager A1),扫描电子显微镜(SEM,Hitachi S-4800,Japan),临界点干燥机(Tousimis Samdri-PVT-3D,USA),高速冷冻离心机(Thermo Multifuge X1R,USA),超纯水制备(Milli-Q,USA)。试剂:磷酸氢二钠(AR),磷酸二氢钠(AR),戊二醛(25%)和无水乙醇购自国药控股化学试剂有限公司。

1. 2污水处理厂概况

市政污水处理厂采用微孔曝气氧化沟工艺,日处理水量约10万立方米。自推出以来,运行条件良好。从污泥处理厂生物反应池的好氧区中取出测试污泥样品,并将回收的污泥混合物静态沉淀30分钟,倾析上清液,并用超纯水洗涤上清液两次以除去较大的污泥。混合溶液中的颗粒。排污和排污后,将其放入4°C的冰箱中使用。

1. 3光学显微镜分析

用移液管吸取一定量的活性污泥,轻轻滴在干净的玻璃载玻片上,并从一侧缓慢盖上盖玻片,以免气泡影响观察。此后,将载玻片和盖玻片之间的多余水分缓慢地挤出,并用滤纸除去载玻片周围的多余水分。将制备的载玻片放置在荧光显微镜上,并在不同放大倍数下观察和拍照。

1. 4 SEM分析

根据文献中的方法对污泥样品进行预处理。在特定步骤:中,将适量的污泥混合物以5000r/min离心10min,倒出上清液,并添加2.5%的戊二醛-磷酸缓冲液。固定30分钟后,用0.2 mol/L磷酸盐缓冲液洗涤3次后,每次用15%,30%,50%,70%,90%,95%,100%的乙醇梯度脱水混合物,然后使用关键点干燥机干燥,然后溅射干燥的样品,并使用SEM观察。

1. 5粒度分析

打开激光粒度分析仪,取一个装有500mL超纯水的烧杯,将其放入仪器的样品池中,并以1500r/min的搅拌速度添加一定量的活性污泥。仪器的不透明度达到仪器要求的15%。左右移动时,将测量污泥尺寸。样品测量重复3次并取平均值。

2结果与讨论

2. 1活性污泥的表面形态

在低倍显微镜下,大量的污泥颗粒聚集在一起形成活性污泥絮凝物,这些絮凝物主要由细菌胶束组成。在合适的条件下,污泥中的细菌可以形成一定类型的胶束结构。细菌群主要由细菌组成,一些小颗粒通过细菌分泌的粘液状物质结合在一起,形成某种形式的胶。质量基团具有很强的吸附和氧化有机物的能力,并且在污水的生物处理中起着重要的作用。胶束的大小,数量和紧密度决定了污泥的性质和污水处理的效率。污水处理厂污泥中的细菌胶束结构致密,数量大,形状不规则。这表明污水处理厂的污水处理效率更高,运行稳定。图1a还显示,某些丝状细菌从絮状结构中突出,并连接在不同的絮状物之间。认为:丝状细菌是活性污泥絮凝物的骨架,其他微生物(例如细菌胶束)通过产生多糖形成凝胶基质而粘附在骨架上。丝状细菌和细菌胶基团保持一定比例,这可能导致污染。泥浆沉淀良好。但是,大量的丝状细菌会生长,形成“刺毛球”状的活性污泥骨架,使污泥絮状物难以压缩,从而导致活性污泥絮状物的结构松散,污泥沉降速度降低和压缩。性能。恶化,导致污泥膨胀。因此,在活性污泥中,一定量的丝状细菌可以改善污泥的沉降性能并提高污水处理效率,但是必须避免丝状细菌的过度生长。

污泥絮状物内部含有大量细颗粒污泥。这些颗粒污泥包含大量微生物,例如氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB),并且生活在其中的异养微生物可以分泌细胞外聚合物(EPS),因此这些颗粒紧密结合。一起形成了大的絮状结构。可见污泥絮凝物是污泥中微生物的主要载体,也是活性污泥法去除污染物的主要载体,其结构完整性直接影响污水处理厂的处理效率。图1显示,污水处理厂的污泥处理结构良好,絮凝物颗粒较大,这也直接证明污水处理厂的处理效率和运行状态良好。

2. 2.活性污泥中的微型动物

活性污泥中有微生物种群,如细菌,真菌,原生动物和微型生化菌,其中原生动物和微型生化菌属于高等微生物。由于原生动物的数量相对较多,因此它在污水处理中起着重要的作用,并且也通常用作污水处理效果的指示生物。小型后生动物相对罕见,常见的有轮虫,线虫等。用光学显微镜观察从污水处理厂回收的活性污泥,发现其中有许多小型动物。一定数量的属于原生动物的游泳纤毛。同时,观察到大量原生动物,例如钟虫和变形虫。纤毛虫分泌一种可溶性有机物,以刺激残留在活性污泥中的细菌的快速生长,从而使活性污泥更稳定并加快沉降速度,从而提高污水净化效率。陈胜贵等。通过比较北京高碑店污水处理厂微动物的总数和多样性指数,比较了水质的结果。结论是原生动物的纤毛虫和后生动物具有更好的污泥沉积迹象。毛毛虫和后生动物越多,污泥的沉降就越好,游泳的纤毛虫对污水中的BOD5有最好的指示。图2b显示了污泥中存在后生的轮虫,此外,在污泥中还观察到了线虫。随着活性污泥的成熟和稳定,污水处理效果将越来越好,同时会出现少量轮虫等后生动物。少量轮虫的出现反映了较低的有机物含量和较好的出水质量。研究发现,污水处理厂污泥的原生动物数量众多,种类繁多,且微生物益生菌数量少,说明污水处理厂污泥成熟稳定,这也揭示了目前的污水处理厂。具有良好的污水处理效果和运行状态。

2. 3活性污泥的微观结构

对于活性污泥的絮状结构,使用SEM进行更细微的观察和分析是将污泥结构放大11,000次,从中可以清楚地看到污泥中存在大量细菌,而球形污泥是主要细菌群。除微生物外,其他物质如细胞外聚合物,有机物,无机盐等也分散在细菌周围,并与细菌,真菌等一起构成污水处理厂肉眼可见的活性污泥。细菌为球形和棒状,聚集在一起,并且表面结构完整。活性污泥絮凝结构的形成经历四个阶段,即细菌增殖,絮凝形成,絮凝聚合和絮凝形成。大量增殖细菌逐渐附着在污泥颗粒上并形成微生物簇。污泥逐渐聚集形成小絮状物。污泥的颜色从浅灰色变为土黄色,最后小絮状物进一步聚集。大且结构致密的絮状结构。李培瑞等。检测啤酒厂废水中的污泥,发现杆状和丝状细菌占大多数,而球形细菌较少。这项研究针对生活污水处理厂的污泥,发现球状细菌在微生物种群中占主导地位。污水中污染物的降解和清除主要是由污泥中的微生物完成的,而且主要由大多数细菌完成。因此,细菌的数量和丰富度也直接决定污水处理的效率。污泥的SEM图像清楚地表明,活性污泥主要由大量微生物和有机物组成,细菌聚集在一起并生活在活性污泥中。

2. 4絮团大小的活性污泥

可以看出,直径为100微米的絮状物占最大比例,达到7.6%,平均体积D为55.2微米。由于废水的性质不同,不同的污水处理厂的絮体尺寸也不同。基于葡萄糖和乙酸钠的活性污泥的絮凝尺寸最大,粒径为160和149微米的颗粒比例最高,分别为11.6%和10.5%。活性污泥的粒径大于检测到的废水的粒径。来自处理厂的污泥絮凝物。另外,同一污水处理厂,由于运行条件(如温度,曝气量等)和水质的变化,也会对絮凝物的尺寸产生一定的影响。粒径为1-100 um的胶体颗粒是影响活性污泥过滤性能的重要因素。这些细颗粒将在过滤过程中阻塞过滤介质或使污泥结块。因为污水处理厂的污泥大小-lt; 100微米的絮凝物占一定比例,污泥的沉降性能将直接影响后续的过滤处理。研究表明,污泥的沉降特性主要与污泥的密度有关,而与絮体的大小无关。由于污水处理厂处理的是实际的生活污水,并与少量的工业废水混合,因此进水中含有一定量的悬浮颗粒,这也可能增加污泥的沉降。因此,在污水处理厂运行期间,污泥沉降一直保持在良好状态。

2.5活性污泥的结构模型

根据显微镜观察的结果,活性污泥的结构和组成如图5所示。污泥的絮状结构是活性污泥的主要成分,其中包含大量不同类型的微生物,例如细菌和真菌。这些微生物分泌的细胞外聚合物围绕絮凝物结构,使絮凝物结构紧凑。一些有机和无机污泥颗粒也是污泥絮状物的重要组成部分,它们对于细菌的附着和生长至关重要。丝状细菌从絮状物内部生长或渗透到絮状物中,从而连接了不同的污泥絮状物,这些污泥絮凝物是活性污泥的框架。大量的游离细菌和悬浮的污泥颗粒散布在絮凝物周围,并且在合适的条件下形成了新的污泥絮凝物。微生物(如原生动物和后生动物)生活在絮状物的周围或内部,并在稳定污泥系统中发挥关键作用。

3结论

使用光学显微镜,电子显微镜和激光粒度分析仪表征市政污水处理厂活性污泥的表面形态和微观结构。得出以下结论:(1)活性污泥中的细菌胶束结构致密,数量众多,形状不规则,并且有一些丝状细菌从絮状污泥结构中突出。它也连接在不同的絮凝物之间,更细微的观察表明,污泥絮凝物中有大量的小污泥颗粒。 (2)活性污泥具有大量的原生动物,丰富的物种和少量的微metazoa。 (3)污水处理厂的活性污泥中含有大量细菌,其中球形细菌在微生物群落中占主导地位。 (4)在污水处理厂中,粒径为100微米的活性污泥絮凝物占最大比例,达到7.6%。

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