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活性污泥增長曲線

1、增長曲線

活性污泥微生物是多菌種混合群體，其生長規(guī)律比較復雜，但是也可用其增長曲線表示一定的規(guī)律。該曲線表達的是，在溫度和溶解氧等環(huán)境條件滿足微生物的生長要求，并有一定量初始微生物接種時，營養(yǎng)物質一次充分投加后，微生物數(shù)量隨時間的增殖和衰減規(guī)律。活性污泥增長速率的變化主要是營養(yǎng)物或有機物與微生物比值(通常用F/M表示)所致，F(xiàn)/M值也是有機底物降解速率、氧利用速率、活性污泥的凝聚、吸附性能的重要影響因素。根據(jù)微生物的生長情況，微生物的增殖可以分成以下四個階段：

第一階段：停滯期(適應期)

本階段是微生物培養(yǎng)的初期，活性污泥微生物沒有增殖，微生物剛進入新的培養(yǎng)環(huán)境中，細胞中的酶系統(tǒng)開始對環(huán)境進行適應。本階段微生物細胞的特點是：分裂遲緩、代謝活躍、一般數(shù)量不增加但細胞體積增長較快，易產生誘導酶。停滯期對于后續(xù)微生物功能的發(fā)揮是非常重要的。在實際應用中活性污泥法的啟動初期會遇到這一階段。

第二階段：對數(shù)增殖期

本階段營養(yǎng)物質過剩，F(xiàn)/M值大于2.2。微生物的生長特點是：代謝活性最強，組成微生物新細胞物質最快，微生物以最大速率把有機物氧化和轉換成細胞物質。在這種情況下，活性污泥有很高的能量水平，特別表現(xiàn)在其活性很強，吸附有機物能力強，速度快，另外也因能量水平高，導致活性污泥質地松散，絮凝性能不佳。

第三階段：減速增殖期

在本階段由于營養(yǎng)物質不斷消耗和新細胞的不斷合成，F(xiàn)/M值降低，培養(yǎng)液中的有機物已被大量消耗，代謝產物積累過多，使得細胞的增殖速度逐漸減慢，活性污泥從對數(shù)增殖期過渡到減速增殖期，營養(yǎng)物質減少，微生物能量水平降低，細菌開始結合在一起，活性污泥的絮凝體開始形成，活性開始減弱，凝聚、吸附和沉降性能都有所提升。在此階段，如果再添加有機物等營養(yǎng)物質，并排出代謝物，則微生物又可以恢復到對數(shù)增殖期，大多數(shù)活性污泥處理廠是將曝氣池的運行工況控制在減速增殖期。

第四階段：內源呼吸期

經(jīng)過減速增殖期后，培養(yǎng)液中的有機物含量繼續(xù)下降，F(xiàn)/M值降到最低并保持一常數(shù)，微生物已不能從其周圍環(huán)境中獲取足夠的能夠滿足自身生理需要的營養(yǎng)，并開始分解代謝自身的細胞物質，以維持生命活動，活性污泥微生物的增殖便進入了內源呼吸期。在本期的初期，微生物雖然仍在增殖，但其速率遠低于自身氧化的消耗，活性污泥減少，在本期中，營養(yǎng)物質幾乎消耗殆盡，能量水平極低，絮凝體形成速率提高，這時細菌凝聚性能最強，細菌處于“饑餓狀態(tài)”，吸附有機物能力顯著，游離的細菌被棲息在活性污泥菌膠團表面上的原生動物所捕食，使處理水的水質顯著澄清。

2、活性污泥增長曲線的應用

營養(yǎng)物或有機物與微生物比值(即F/M值)的高低影響微生物的代謝，當F/M值高時，營養(yǎng)物質相對過剩，微生物繁殖快，活力很強，處理污水的能力高，例如在對數(shù)增殖期就是這種狀況。但是，由于微生物活性高，細胞之間存在的電斥力大于范德華引力，導致微生物的絮凝和沉淀效果差，出水中所含的有機物含量高，因此，在污水的生物處理中，為了取得比較穩(wěn)定和高效的有機物處理效果，一般不選用處于對數(shù)期的工況條件，而常采用處于減速增殖期或內源呼吸期的工況條件。F/M值的高低影響微生物的增殖過程，影響微生物的絮凝和沉降性能，同時也影響溶解氧的消耗速度，是非常重要的活性污泥法工藝設計和運行指標。

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（責任編輯：ldx）

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