膨脹和泡沫的M. parvicella菌的簡述（上）
對(duì)于污水廠來說，污泥膨脹和泡沫就像頑疾一樣，總是在不斷地反復(fù)的滋生和爆發(fā)。這種工藝異常的現(xiàn)象在不同的地區(qū)，不同的工藝，不同的水質(zhì)的污水廠都會(huì)發(fā)生，運(yùn)行人員總是要面對(duì)過高的污泥沉降比和滿池的泡沫而發(fā)愁，特別是遇到上級(jí)的領(lǐng)導(dǎo)到廠檢查時(shí)，總是有種百口莫辯的無力感，即使出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，仍然不能讓領(lǐng)導(dǎo)們信服污水廠在正常運(yùn)行。
關(guān)于活性污泥膨脹和生物泡沫的問題，在公眾號(hào)前面的文章中都有比較詳細(xì)的探討，對(duì)于一個(gè)常年難以解決的問題來說，每年都有很多的污水廠不得不去面對(duì)，所以對(duì)這個(gè)問題公眾號(hào)也會(huì)一直從不同的角度進(jìn)行探討，希望能給污水廠的一線運(yùn)行人員提供更多的工藝調(diào)整思路來應(yīng)對(duì)活性污泥的這個(gè)頑疾。
引起活性污泥膨脹和生物泡沫的細(xì)菌種類居多，各種不同的絲狀細(xì)菌在不同的環(huán)境下會(huì)誘發(fā)膨脹或泡沫現(xiàn)象，這一期和大家探討引起活性污泥膨脹或泡沫一種細(xì)菌：“ M. parvicella”，它是構(gòu)成活性污泥膨脹和生物泡沫的一種主要的微生物，是一種較長而纖細(xì)（直徑為0.6–0.8μm），無分支且沒有鞘的絲狀細(xì)菌。它具有卷曲的外觀和特征性的革蘭氏陽性反應(yīng)使其易于通過顯微鏡在活性污泥樣品中進(jìn)行識(shí)別。
在從國內(nèi)外對(duì)絲狀菌的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)和污水廠的實(shí)測研究獲得的實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，這種Mp細(xì)菌（為了書寫方便，我在后面都簡化成Mp細(xì)菌）在各種不同的活性污泥處理工藝的曝氣池中幾乎都有存在，而且根據(jù)科學(xué)研究表明，這種細(xì)菌是造成污泥膨脹和生物泡沫的過程中最常見的一種細(xì)菌，誘發(fā)二沉池的固液分離效果差，出現(xiàn)二沉池泥位上升、出水帶泥、生物池表面的生物泡沫的問題。這使得運(yùn)行人員每年需要做出非常多的工作，來解決由于MP細(xì)菌在污水處理廠中引起的運(yùn)行和性能問題。
每個(gè)廠里的活性污泥代表一個(gè)獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，MP細(xì)菌在各個(gè)廠里的生物池里的活性污泥中的異常增殖可能是由多種因素引起的。而且這些因素都交錯(cuò)復(fù)雜的影響著Mp細(xì)菌的繁殖，比如起源于MP細(xì)菌的生物生長特征的情況，MP細(xì)菌在臨界條件下（如低溫和溶解氧水平）都會(huì)以非?？斓乃俾噬L。同時(shí)，污水廠的生物池內(nèi)的反應(yīng)環(huán)境中存在很多誘導(dǎo)MP細(xì)菌快速繁殖生長的情況。目前的針對(duì)這種細(xì)菌的研究數(shù)據(jù)表明，這種絲狀生物對(duì)任何的工況下都具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和繁殖能力。因此Mp細(xì)菌具有在廣泛的工藝操作條件下生長和生存的可能性，所以在大多數(shù)污水廠在運(yùn)行中，都會(huì)不同程度的面對(duì)Mp細(xì)菌帶來的運(yùn)行困擾。那么這種細(xì)菌有沒有一些共性的特征來讓運(yùn)行人員進(jìn)行更好的判斷和調(diào)整呢？
從科研數(shù)據(jù)表明Mp細(xì)菌的最大生長速率值在0.3mm/d左右，也就是每天最快生長的長度在0.3mm，這一點(diǎn)可以表明，當(dāng)運(yùn)行人員通過顯微鏡看到相當(dāng)多的菌絲布滿鏡片的時(shí)候，已經(jīng)表明活性污泥的泥齡已經(jīng)到了相當(dāng)高了，只有足夠高的污泥齡才能使其的菌絲生長到足夠的長度，并在宏觀現(xiàn)象中形成高的沉降比和生物泡沫。近年來污水廠對(duì)除磷脫氮的管控，運(yùn)行人員已經(jīng)從日常的運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，通過更長的泥齡θ??10 d，會(huì)使生物脫氮的效果趨于明顯，硝化和反硝化都會(huì)比較理想。但是也會(huì)同時(shí)注意到，隨著污泥齡的加長，污泥膨脹和生物泡沫的問題也越來越多的出現(xiàn)，這個(gè)運(yùn)行工況是與Mp細(xì)菌的在長污泥齡下的生長周期是一致的。而且在大部分的污水廠中，都會(huì)面臨著進(jìn)水水質(zhì)、水量隨時(shí)波動(dòng)的情況，通過更高的污泥濃度，更長污泥齡可以保持活性污泥體系面對(duì)負(fù)荷沖擊的時(shí)候，依然能夠保持最終出水水質(zhì)的穩(wěn)定，這也是Mp細(xì)菌的生長要素更加適合。還有就是在多數(shù)污水廠面對(duì)曝氣池表面的浮渣層，或者受到生物池構(gòu)造結(jié)構(gòu)之間的區(qū)域劃分導(dǎo)致浮渣層只能在一個(gè)區(qū)域內(nèi)長時(shí)間的存留，這些都會(huì)使Mp細(xì)菌在一定區(qū)域內(nèi)大量的繁殖；還有就是在一些污水廠中，出現(xiàn)污泥膨脹期間，污泥脫水的效率下降，大部分膨脹污泥在機(jī)械脫水過程中，通過溢流重新回到系統(tǒng)內(nèi)，在系統(tǒng)不同的流程中獲取更充足的營養(yǎng)，特別是和粗格柵的富含大量有機(jī)物的原水混合，得以快速獲得營養(yǎng)，更加促進(jìn)了Mp細(xì)菌造成的膨脹和泡沫情況。
還有一項(xiàng)讓污水廠運(yùn)行人員心塞的研究表明，在低低至7°C的溫度下，在實(shí)驗(yàn)室條件和污水處理廠中都可以觀察到Parvicella細(xì)菌在以明顯的速度生長的能力，從而使其具有明顯的競爭優(yōu)勢。在污水廠的運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)體系中，在一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)行的活性污泥污水廠中Mp細(xì)菌的繁殖通常具有獨(dú)特的季節(jié)性模式。長期的調(diào)研數(shù)據(jù)表明，在一些地區(qū)的污水廠的管理經(jīng)驗(yàn)中，當(dāng)生物池內(nèi)的混合液溫度長時(shí)間下降到12–15°C以下時(shí)，具有脫氮功能的系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)因Parvicella細(xì)菌而引起膨脹。這個(gè)現(xiàn)象在很多污水廠，特別是北方地區(qū)的污水廠中，普遍的季節(jié)變化導(dǎo)致的污泥膨脹和生物泡沫現(xiàn)象證明了這一點(diǎn)。在一些M.p 細(xì)菌較為明顯的的活性污泥膨脹的污水廠，在冬季和春季都會(huì)出現(xiàn)非常高污泥體積指數(shù)SVI，而到了夏季的又會(huì)出現(xiàn)SVI的最低值，進(jìn)入秋季后的SVI值逐漸增加。這種季節(jié)性規(guī)律變化導(dǎo)致的水溫變化，為Mp細(xì)菌提供了周期性的生長變化，同時(shí)也給運(yùn)行人員帶了非常大的運(yùn)行困境。運(yùn)行人員到了冬春季節(jié)，往往需要投入大量的精力物力來解決Mp細(xì)菌規(guī)律性爆發(fā)帶來的工藝難題。
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