毕业设计翻译

Desalination 213 (2007) 288–296

强化生物除磷系统中的丝状细菌的生长

E. Vaiopoulou*, P. Melidis, A.

Aivasidis

环境工程系, 德谟克利特大学，希腊，克桑西，12，67100, 巴斯.索菲亚

Tel. +30 25410 79375; Fax +30 25410 79376; 邮箱: vaiop@env.duth.gr,

vaiopoulou@

2005.11.8收到；修正2006.2.19

引用

丝状细菌021N和丝硫细菌会引起活性污泥膨胀第一次被报道是在一个为了加强生物除磷效果的多级废水处理厂，这两种类型的微生物一般会在两个月之内生长到最大的累积长度。为了鉴别菌种，除了在显微镜下进行生理活动观察之外还要进行格兰氏染色、奈瑟氏染色和硫储存的检测。可以确定的结果是有机物的去除效果会受到污泥膨胀的影响。构筑物结构、污水成份、去除效果和丝状细菌成长阶段的检测都和强化生物除磷系统中的水压有关。

关键词：丝硫细菌属；Eikelboom 型 021N细菌；污泥膨胀；废水处理；分段式进水；

1.简介

丝状菌的膨胀是由于丝状微生物过度繁殖所造成的。在失活的污泥中发现的丝硫细菌和Eikelboom 021N细菌属于丝状硫细菌种。它生长在低分子有机化合物的介质和消耗硫生存。（例如：硫化物、硫代硫酸盐）.

Presented at the International Conference on New Water Culture of South East European

Countries-AQUA 2005,

21–23 October 2005, Athens, Greece.

0011-9164/06/$– See front matter © 2007 Elsevier B.V. All

rights reserved. doi:10.1016/j.desal.2006.02.101

[1]. 虽然丝硫细菌和Eikelboom type021N细菌是相互依赖，但是后者几乎不储存硫[ 2 ]。在污废水低到中度的F / M比占主导地位时两个菌种一起生长更易降解的有机基质并且在营养物质缺乏的情况下有机物消耗更快。一般来说，废水处理采用完全混合相同曝气量和连续曝气的曝气池[ 3 ]。丝硫细菌和Eikelboom 021N型丝状菌在生理和营养消耗的特点非常的相似。微生物学家根据系统发育的评估方法否定了这两种菌种的分类。因此，鉴别他们其中基本的第一步纠正膨胀就是非常的苦难。

生物脱氮除磷活性污泥（BNRAS）过程，包括厌氧反应、好氧反应和缺氧反应三个阶段，这个过程提供有用的环境抑制丝状细菌生长和促进絮凝体形成[ 8 ]。然而，最近的研究报告称在生物脱氮除磷的过程中的丝状细菌既不是之前报到过的在废水处理中丝硫细菌也不是Eikeboom021N菌种占主导地位。它们的出现，虽然可以证明他们都是能够存储细胞内聚-β-羟丁酸。（PHB）[ 3 ]

尽管菌种分类和识别，但是其中有多少以及那些因素有利于丝状菌生存的问题依然存在。这些问题将进水废水成分，丝状菌菌团的成分有关，BNR植物对污泥性质[ 9 ]选择成形的影响，放置和使用选择器（厌氧、好氧和缺氧选择器）。

目前的工作表明强化生物除磷研究模型中污泥膨胀是由于丝硫菌和Eikelboom 021N细菌过度繁殖。检测表明物种配置,污水成分和微生物生长阶段和确定的菌种有关。

2.材料和方法

这个实验单元包括厌氧选择器和缺氧和好氧阶段的分段式进水的同时去除BOD5/COD，悬浮物，以及氮磷。二次沉淀池的作用是进行泥水分离和部分污泥回流到厌氧选择器通过首个缺氧池（图1）.[10]中给出路植物的更加详细的描述。

表1

人工配水成分

成分 浓度（mg/L）

蛋白质（蛋白胨/酵母提取物/甘氨酸） 200

蔗糖 200

乙酸 50

PO4-P（K2PO4） 10

NH4-N(来源：蛋白胨，尿素) 60

要素：Mg2+，Ca2+ 20

要素：Fe2+ 10 表2

操作和流量变化改正污泥膨胀

反应时间 QANAER/QF QDN2/QF QDN3/QF QR/QF 蛋白质

来源 C:N:P

第59天 0.4 0.3 0.3 0.4 甘氨酸 40.4/6/1

第87天 0.3 0.4 0.3 0.4 甘氨酸 46/6/1

第91天 0.3 0.4 0.3 1 甘氨酸 48/6/1

第111天 0.3 0.4 0.3 1 蛋白胨 32/6.6/1

第112天 0.3 0.4 0.3 1 蛋白胨

76/5/1

这个试点厂已经运行了9 个月。这个厂的进水为生活污水，它的组成成分蛋白源、 蔗糖、 乙酸、 K2HPO4 和尿素 (表 1)。在第82天蔗糖和乙酸浓度分别上升到 300 和 100 毫克/升。

浓缩的介质是 100 × 或 50 × 强度而编写，并保持在 4 °c。之前介绍了单元，精矿用自来水分别达到 400 和 600 mg/L，BOD5 和 COD 进水浓度稀释。

传入的 orthophos 三磷酸磷浓度计算在 10 mg/L，而总氮流入中形式的氨浓度大约 60 mg/L (表 1)。温度和 ph 值在所有的坦克和溶解的氧 (做) 每艘船上介于 20-22 ° C，6.5 和 7.5 以及好氧区为 2 和 5 毫克 O2/L，分别。

在实验期间，进水流量分布到厌氧池，第 2 和第 3 次缺氧区可以看到在表

2 中。为了获得 10.2 h 水力停留时间 (HRT，τ) 保持不变在应使活性污泥系统的进水流量率为84L/d。得到的水力停留时间不包括澄清36.5Ll污水过程所消耗的时间。通过控制污泥的截留率来保证整体的水力停留时间(SRT）为10d。

每个水槽中的水样剂都会按照标准程序【11】被检测和分析。美国奥特奇 550

的电导检测器高压液相色谱法是通过 0.2 μ m 过滤器用于在等度模式后过滤的样品阴离子的测定。

在这个过程经常通过显微镜观察污泥的成分。此外，根据Eikelboom将涂片固定准备革兰染色，塞尔染色 (聚-P) 和硫存储测试 (S-测试)。在显微镜下可以观察得到丝状细菌成以0-5的指数倍增长(从无到很多) 【2】.根据詹金斯的准确描述在显微镜下观察污泥试剂（）1小时【3】. 用高倍显微镜观察可以达到此目的 (奥林巴斯 CH-2 型红隧 G)。

3.结果和讨论

这个试点运作的处理厂开始使用酵母提取物作为蛋白质来源和以浓1：1000

包含各种成分人工合成培养基。从城市污水处理厂的活性污泥（延时曝气池）中获取菌种（接种）.经过一个月(30天)的运行用甘氨酸来替换酵母菌的提取物。到第42天这个构筑物的运行都十分的顺利。在这个时候用酵母菌的提取物替代甘氨酸作为蛋白质的来源。在运行将近两个月(50-60天)的时候污泥的沉降率

开始持续下降，同时丝状细菌开始大量繁殖。根据Eikelboom [2]这时污泥体积指数介于200-300mg/L同时细菌指数大约等于1。虽然在80-120mg/L时污泥的沉降效果最好，但报告中SVI在200-300mg/L并不需要担心，因为净化的结果是成功的。通过【3】可以解释这些SVI值，同时实验结果表明在丝状细菌团达到较高的值时SVI并不会显著增加。当丝状细菌团的长度达到一定的长度时，运行两个月后观察发现了严重的污泥膨胀。当沉清失败时可以看到污泥膨胀非常显著。

Table 3

丝状细菌的生理特征

生理特征 显微镜观察

运动 无规则运动

分流 无支流

丝状菌的形状 直线型/稍微弯曲,

是否附着 否

是否有细胞壁 是

细胞形状 不定型（主要是杆状）

颗粒物 多磷硫酸盐, 硫颗粒

花型/无性生殖细胞 否

格兰氏染色 否

1200× （a） 100× (b)

图一，奈瑟氏染色：出现了成对存在的聚磷里酸盐颗粒在染色（a）大量的丝状菌（b）

在经过运行两个月后按照表2通过采取抑制丝状细菌的增殖的措施来改变污泥膨胀。根据 Eikelboom [2]，最佳碳比例应该是 100:5:1。因此蔗糖和乙酸充分分解完是从第82天增加到了112天。在第91天，固定的污泥回流比和进水速率相同为84L/d。增加进水中的有机物质会导致放线菌的疯狂繁殖，这一点符合之前实验所得到的结果，最终导致沉淀效果特别的差。蛋白胨作为种更加复杂的蛋白质加入其中。第二天通过加入葡萄糖和乙酸来达到最佳的C:N:P。进一步，在第112天，从城市污水处理厂得到的菌种被加入到系统中。这种情况没有缓解。在试验中通过显微镜观察可以发现主要的丝状细菌是Eikelboom 型 021N细菌和丝硫细菌。通常情况下是很难分辨出这两种细菌以及发现那种细菌站主导地位。形态数据,染色实验的结和硫储存实验的结果表明这两种细菌都存在。通过显微镜的。表格【1-3】所显示的营养物质成分和实际的营养物质成分不同，根据反应中间阶段的水成分，最有效的营养物质含量（N含量60mg/L和N含量100mg/L）和较低的硫浓度（SO2–40mg/L）。另一方面在厌氧条件下丝状细菌所需要的硫化物是由硫酸盐还原菌将硫酸盐转化为硫化物所提供的，因此它们更易形成絮凝体。这种假设和之前的报告结果【12-14】相吻合。这个研究可以确定的实验结果是进水中硫酸盐的浓度从SO2– 22.5mg/L下降到SO2– 5.4mg/L伴随着硫

1000× 400×

(a) (b)

图2. 各种形状的细胞 (a)和没被染色但是存在的 (b)

1000× 1200×

图 3. 明显的细胞隔膜（a）和硫测试表明存在小的黑色硫颗粒储存硫（b）。

化物的生成。丝硫细菌通过消耗硫化物转化为硫并且储存在细胞内。硫酸盐被还原和硫化物被氧化的过程在缺氧和有氧的条件下交替进行(图2)。奈瑟氏染色可以看出没被染色的部分（丝状菌被染成了黄色）和聚磷细菌菌落数 [黑色部分的絮凝体和成对颗粒在照片 1 (a)]。照片是在第111天细菌指数FI达到最大值(FI=5)拍的，照片1（b）可以清晰的看出。在图 2 (a) 各种细胞形状从卵球形，层状和大多是圆筒形被发现。奈瑟氏染色【如图2（b）3（a）】，丝状菌包括没被染色和染色充分两部分。这些染色充分的部分可能是储存在细胞中的硫化物或PHD【3】。图 2 (b) 描绘了较长，稍微弯曲的染色部分没有增长。虽然鞘被观察不到，但是细胞壁清晰可见【如图2(a)3(a)】。在经过硫储存测试【2】之后少量的硫颗粒产生的这种情况下，丝硫菌和Eikelboom 型 021N细菌世非常难以被