环保工艺之——AB法（一）

AB 法(Adsorption Biodegradation) 是一种新型的两段生物处理工艺,与普通活性污泥法相比,它具有高效、稳定、节省能耗、造价低等优点。AB 法技术上的突破主要在A段:该段前省去了初沉池,A段曝气池在高负荷[≥2kgBOD₅/kgML SS·d) ] 、短停留时间(30 min) 、低溶解氧(0. 5～1 mg/L) 、短泥龄(0. 5～0.7 d) 的条件下运行。但是,目前对A 段工艺的工作机理研究尚未取得突破性进展,例如A 段工艺在无污泥再生的条件下却能保持微生物的活性和良好的污泥沉降性能,这是传统的微生物吸附氧化机理所不能解释的。笔者从A 段活性污泥对酶和微生物的固定作用出发,探讨了它对A 段污泥的絮凝吸附、代谢、再生及沉降性能的作用与影响。同时就兼性菌在A 段活性污泥再生中的作用进行了探讨。

1. 活性污泥对酶和微生物的固定作用:固定化酶就是在某一定空间内具有催化活性的呈封闭状态的酶,而固定化微生物则可以固定多酶体系,并使酶的活性损失减小。这种被固定的酶和微生物能使酶的稳定性增加并可反复利用,能使反应系统发生连续的酶促反应,有利于提高反应速率, 减少反应时间,节省能耗。A 段活性污泥对酶和微生物具有较强的固定作用。

1.1 悬浮固体的吸附固定作用:在下水道中吸附、聚集了大量细菌的悬浮固体未经沉淀而直接进入A 段能有效地补充微生物量(其占A 段微生物总量的15 %) 。同时,悬浮固体进入A 段后还可对该段中的高密度微生物进行吸附富集。

1.2 活性污泥絮凝体的包埋固定作用:在A 段中存在大量的世代时间短的动胶菌属、假单孢菌属、大肠杆菌属等絮凝体形成菌。这些细菌在高负荷条件下处于对数增殖期,其高速的增长繁殖能力使其较普通活性污泥法中的细菌产生更多的絮凝体形成菌及大量的胞外高分子聚合物,这将提高A 段活性污泥絮凝体的密度和强度,有利于其对酶和微生物的富集。

此外,A 段具有从原水获得补充絮凝体形成菌的优势(日本的田本河内已从下水道活性污泥中分离出极优良的絮凝体形成菌,即施氏假单孢菌,同时动胶菌在下水道中也大量存在) 。对A 段活性污泥镜检常观察到絮凝体将丝状菌(为结构丝状菌 ,它影响絮凝体的形状、结构及强度,在此起絮凝体骨架作用,有利于絮凝体形成较大颗粒并保持一定的松散度) 包埋其中的现象,絮凝体的包埋使结构丝状菌获得稳定、良好的生长条件。

在污水厂A 段的活性污泥中还常观察到很多大型、分枝粗大、新生的絮凝体(呈辫、花瓣、梅花枝等形状),这种絮凝体固定了大量的细菌。普通活性污泥中的菌胶团较A 段活性污泥的少,且体型、分枝都小,这说明A 段的活性污泥对酶和微生物有较强的固定作用,这种自然包埋固定优于人工包埋方式,因为它对酶和细菌的活性影响较小。

2 酶和微生物对工艺性能的影响

2.1 对吸附絮凝性能的影响:A 段的高负荷条件使活性污泥中包埋的世代时间短的絮凝体形成菌大量繁殖,同时该段又从下水道不断得到新细菌的补充,这使得形成絮凝体的胞外高分子聚合物大量产生。这些胞外高分子聚合物和包埋其中的丝状菌交织成密实的“网”,对水中的悬浮物、胶体颗粒游离性细菌以及溶解性物质进行吸附絮凝、网捕,因而使许多污染物被裹挟在絮体中从水中去除,同时又为絮凝体中的细菌提供了充足的食料。