环保工艺之——AB法（二）

2.2 对A段代谢能力的影响

A段活性污泥中固定的细菌多数是世代时间短的原核微生物。这些在高负荷条件下生存的微生物(处于对数增殖期) 靠二分分裂方式繁殖,世代时间为20 min 左右(相当于72 代Pd) ,其增殖过程是典型的高比增长速率过程。加上下水道中被悬浮固体固定的细菌直接进入A 段并包埋于活性污泥中,使A 段活性污泥包埋的细菌数量及密度大大高于微生物世代时间长的普通活性污泥。Bahr 通过对Rhernhanjen 城市污水厂的研究得出A 段的细菌密度是B段的20倍。A段活性污泥在对细菌包埋的同时还包埋固定了各种酶。已有试验证明,细菌的存活力并非生物活性的先决条件,生物活性可以靠获得各种胞外酶或细胞破裂溢出的酶而得到增强。A段活性污泥对失活细菌残留的多种酶的包埋固定使该段活性污泥保持持续的生物活性。

B. Bohnke 的研究结果表明,A段细菌降解聚合物的生理活性比B段的高出90%左右。B. Bohnke 还以遗传物质—脱氧核糖核酸(DNA)作为生物活性指标比较了A段活性污泥和普通活性污泥的活性,结果表明A段活性污泥的DNA占MLSS的比为20.03 %,而普通活性污泥的只有14. 15 %,这使A段的代谢及抗冲击负荷能力大大提高。此外,A段活性污泥中细菌的高密度有利于质粒的转移。原核生物存在质粒(是环形的DNA 分子,它们不受染色体支配,能进入菌体并利用菌体的复制系统自我复制增殖),而质粒普遍携带抗性基因(个别基因具有抵御抗生素、重金属的能力) 。有的细菌有一般细菌不具备的特殊基因,在正常的细胞分裂中,质粒能通过结合作用从携质粒细菌转移到无质粒细菌的细胞内。A 段中高密度悬浮细菌的存在有利于质粒接合,从而使A 段对毒物有较好的抗性。

2.3对沉降性能的影响：A段活性污泥对酶和微生物的固定作用改善了A 段污泥的沉降性能(其SVI 一般为50mLPg 左右) 。虽然A 段的高负荷为微生物提供了充足的食料,使单体微生物具有很高的能量水平,但由于絮凝体形成菌的大量繁殖而形成密实的絮凝体,其包埋作用限制了微生物的动能,故絮凝体在整体上具有良好的沉降性能。近年来的研究表明 ,增大泥龄将导致SVI 值升高而产生污泥膨胀,其原因是:通常情况下丝状菌的世代时间较长,而较长的泥龄有利于丝状菌的增殖。在低基质浓度时丝状菌比菌胶团增殖速度快, 但在高基质浓度下其增殖速度较慢,故A 段的短泥龄、高负荷条件使丝状菌不占优势。因此,A 段不会发生污泥膨胀,此时少量的丝状菌还可在絮凝体中起骨架作用 ,加之A 段活性污泥还包裹了大量的来自原水的悬浮颗粒,增加了絮凝体的比重而有利于活性污泥的沉降。

3. A段沉淀池对活性污泥的再生作用：德国的一些研究者进行了将B 段剩余污泥回流到A 段的试验,但A 段的BOD5 、COD 去除率并无明显提高 ,这说明A 段沉淀池排出的污泥和B 段的污泥一样得到了较好的再生。笔者认为,A 段活性污泥的再生主要是兼性微生物作用的结果。活性污泥在厌氧条件下具有大量吸收和贮存有机物的能力,已有研究表明:兼性微生物在厌氧时可以利用细胞内储存的糖原通过糖酵解( EMP) 途径产生吸收和储存有机物所需要的还原能,能将吸附于菌体表面的大分子有机物厌氧水解酸化成溶于水的小分子有机酸,并在好氧时吸收有机物而合成新的糖原。试验证明,污泥内的糖原降解和它的厌氧吸收能力密切相关,一定量的糖原可保证污泥在厌氧条件下吸收全部吸附的有机物。而A 段的曝气池和沉淀池可分别视作好氧段和厌氧段,其为兼性菌的糖原好氧再生和厌氧降解创造了条件。A 段通常为微氧环境(溶解氧为0. 5～0.7 mgP L) ,且该段含有大量的肠道原核微生物(变形细菌、双螺旋形细菌及肠细菌等) 。因此,可认为A 段的再生为短程再生,即主要通过兼性菌的厌氧呼吸将吸附于菌体表面的大分子有机物转化为溶于水的小分子有机物。由于A 段活性污泥包埋了大量的细菌及其胞外酶、渗透酶,因而大大提高了水解速度和小分子有机物输入细胞内的传递速度,使这些小分子有机物能迅速从菌体表面传递入菌体内而进行厌氧降解。当污泥在二沉池中的停留时间为1.5 h 时,水中大分子有机物完全来得及完成“水解—传递—厌氧降解”这一过程,使A 段污泥能在较短时间内得到再生,因此A 段沉淀池可视为活性污泥的厌氧再生池。

4. 结论

（1）.AB法的A段存在大量世代时间短的絮凝体形成菌及悬浮固体,使得A段具有较强的固定酶和微生物的能力。

（2）.A段活性污泥絮凝体密实,其包埋固定作用使活性污泥中的酶的浓度和微生物密度大大提高,因而A段污泥具有较强的吸附絮凝、代谢、再生能力,且沉降性能良好。

（3）在A段沉淀池中(为厌氧),大量的兼性菌能将吸附于菌体表面的大分子有机物水解成小分子有机物并吸入体内进行厌氧降解,从而使活性污泥得以再生。