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① 适应期:
是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机物污染物的种类等的一个短暂的适应过程;经过适应期后,微生物从数量上可能没有增殖,但发生了一些质的变化:a.菌体体积有所增大;b.酶系统也已做了相应调整;c.产生了一些适应新环境的变异;等等。BOD5、COD等各项污染指标可能并无较大变化。
② 对数增长期:
F/M值高
所以有机底物非常丰富,营养物质不是微生物增殖的控制因素;微生物的增长速率与基质浓度无关,呈零级反应,它仅由微生物本身所特有的最小世代时间所控制,即只受微生物自身的生理机能的限制;微生物以最高速率对有机物进行摄取,也以最高速率增殖,而合成新细胞;此时的活性污泥具有很高的能量水平,其中的微生物活动能力很强,导致污泥质地松散,不能形成较好的絮凝体,污泥的沉淀性能不佳;活性污泥的代谢速率极高,需氧量大;一般不采用此阶段作为运行工况,但也有采用的,如高负荷活性污泥法。
③ 减速增长期:
F/M值下降到一定水平后,有机底物的浓度成为微生物增殖的控制因素;微生物的增殖速率与残存的有机底物呈正比,为一级反应;有机底物的降解速率也开始下降;微生物的增殖速率在逐渐下降,直至在本期的最后阶段下降为零,但微生物的量还在增长;活性污泥的能量水平已下降,絮凝体开始形成,活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好;由于残存的有机物浓度较低,出水水质有较大改善,并且整个系统运行稳定;一般来说,大多数活性污泥处理厂是将曝气池的运行工况控制在这一范围内的。
④ 内源呼吸期:
内源呼吸的速率在本期之初首次超过了合成速率,因此从整体上来说,活性污泥的量在减少,最终所有的活细胞将消亡,而仅残留下内源呼吸的残留物,而这些物质多是难于降解的细胞壁等;污泥的无机化程度较高,沉降性能良好,但凝聚性较差;有机物基本消耗殆尽,处理水质良好;一般不用这一阶段作为运行工况,但也有采用,如延时曝气法。
2、活性污泥增殖规律的应用:
① 活性污泥的增殖状况,主要是由F/M值所控制;
② 处于不同增值期的活性污泥,其性能不同,出水水质也不同;
③ 通过调整F/M值,可以调控曝气池的运行工况,达到不同的出水水质和不同性质的活性污泥;
④ 活性污泥法的运行方式不同,其在增值曲线上所处位置也不同。
3、有机物降解与微生物增殖:
活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化(内源呼吸)两项作用的综合结果,
活性污泥微生物在曝气池内每日的净增长量为:
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