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带状污泥在城市污水中重现的可行性研究　 　　 一、前言 带状污泥是在清华大学环境工程系的实验室里发现的一种新的可以利用的微生物聚集体 [1] 。其基本特征是:以丝状菌为主体组成大块或条带状的活性污泥，在水平自由漂浮时，长度可达5～7 cm。由于带状污泥具有含水率低，沉降速度快，不产生污泥膨胀的优点，从而使得对它的研究具有十分重要的意义。考虑到带状污泥是在实验室里以葡萄糖为基质培养出来的，我们在北京高碑店污水厂，用城市污水为进水基质进行了带状污泥的再现性研究。本文即是关于这一研究的情况总结。 二、试验工艺及方法 (一)现场试验的水质条件采用北京高碑店污水处理厂的初沉池出水作为本试验的进水。其平均水质指标如表1所示。 (二)试验工艺流程及设备采用实验室的原套设备。其工艺流程如图1。 (三)试验方法 试验从两方面进行:(1)考察带状污泥是否形成，其影响因素如何?(2)考察形成的带状污泥的一些基本特性。 试验所检测的项目:COD cr 、BOD 5 、总固体、悬浮固体、MLSS及MLVSS、温度、pH。试验采样每隔2h一次，24h的混合水样由该厂化验室按标准方法 [2] 配合化验。溶解氧用溶解氧仪随时检测。 三、试验结果及分析 (一)带状污泥的再现 1.再现:城市污水在以下方面不同于实验室的葡萄糖合成废水，(1)BOD 5 不高，本试验的进水BOD 5 值一般在90～180mgL之间:(2)可生化性比葡萄糖合成废水差；(3)成份复杂。一个可以预计的困难是为了保持纤维填料池的高负荷必须提高进水水力负荷，这样，大大地提高了水力冲刷作用，加上水质的差别使我们担心带状污泥的再现。 试验结果表明，在一定条件下，带状污泥完全可以再现。下面的一组照片表明了城市污水培养出的带状污泥的情况。从外观看，城市污水培养的带状污泥更大、更密实，且颜色呈灰黑色，而不是黄色。 2.带状污泥形成的影响因素:在诸多的影响因素之中，本文着重讨论如下因素。 (1)有机负荷(水力负荷)的影响，进行了如下三方面的试验:1)将负荷从低逐步提高(其它条件不变)，以观察带状污泥出现的情况；2)在一定的水力负荷下考察形成的带状污泥的稳定性；3)形成带状污泥后，把负荷逐步降下来观察带状污泥有何变化。现将试验结果分述如下。 将负荷逐步提高，带状污泥由小到大逐步稳定出现。试验结果如表2所示。一般说来，对城市污水而言，如有机负荷小于10kg COD/M 3 ·d，或3kgCOD/m 3 ·d，则带状污泥不易形成，即便形成，长度也仅在1～2cm左右。如果有机负荷大于5kgBOD 5 /m 3 .d，则可以形成带状污泥。这是因为填料池中生物膜的生长状况，直接影响曝气池中带状污泥的形成。当BOD 5 负荷大于5kg/m 3 ·d时，填料上的生物膜生长迅速，其长度超出纤维球上纤维长度的1～2 cm或更多。在一定的水力冲刷和气体搅拌作用下，这些周边上的生物膜不断脱落。观察表明，脱落下来的生物膜本身就长达2～3 cm。当它们进入曝气池后，经少量曝气及缓慢搅拌作用后，微生物一方面进一步利用吸附于其上的有机养份，一方面借助絮凝作用吸附或网捕小的菌胶团，最终发育成长为长达5～7cm左右的带状污泥。 2.一旦带状污泥形成后，只要条件不变，可以稳定存在，这一结果如图2所示。 3.形成稳定的带状污泥后，如把水力负荷逐步降下(有机负荷的平均值当然也降下了)，只要时间长到足以改变填料池的生物膜的状态，则曝气池的带状污泥又逐步减小减少。试验结果如图3所示，由图3知，当水量从100 L/h，减至80L/h后，仅五天时间，带状污泥的长度就从平均4-6cm降至1～2cm，并在今后稳定于此数值上。当水量从80L/h降至60L/h，带状污泥进一步变小。试验获得的MLSS和30分钟沉降比数据表明，系统的有机负荷下降(通过调节进水水量处降低负荷)，则曝气池中的带状污泥量本身在减少。以上三个试验说明，有机负荷(水力负荷)对带状污泥的形成是至关重要的。 (2)溶解氧及气体搅拌作用 试验表明，当曝气池溶解氧在1～6mg/L范围内，带状污泥的形成与溶解氧无关，沉降性能差别不明显。即溶解氧不是带状污泥形成的制约因素。 试验还表明，气体的搅拌作用有助于形成微生物聚集体，当曝气池内污泥浓度较低时尤其如此。 (3)温度的影响 当进水温度低于15℃后，微生物的活动受到明显的影响。当水温为13℃时，BOD 5 负荷为5kg/m 3 ·d，即对应进水水量为100L/h时，填料池中生物膜不可能长到伸出纤维球纤维长度外1～2cm的程度。这时要形成带状污泥就必须提高BOD 5 负荷至10kg/m 3 ·d。当然，这种情况下出水效果不易保证。 综上所述可知，a.采用纤维填料池为第一级、完全混合式曝气池为第二