硝化细菌种群动态应用的过程

硝化细菌的生长动力学已经在前面的章节讨论。在所有实际应用在浪费水处理,硝化细菌增长发生在废物处理过程中,在其他类型的生物出现增长。在任何情况下有纯文化发展的机会。

这个事实在硝化过程设计有着重要的影响。

在化合碳oxidation-nitrification系统以及硝化系统在不同的阶段,有足够的有机物的废水,使异养细菌的生长。在这种情况下,异养细菌增长的收益大于自养硝化细菌的产生。由于这种文化的主导地位,有危险,异养生物的增长率将建立在一个价值超过了最大可能的增长率硝化生物。当这种情况发生时,增长缓慢的硝化细菌将逐渐减少总人口的比例,以及系统的被淘汰。

因为浪费水是一个混合的文化系统,知识之间相互关系的硝化和异养细菌硝化建设非常重要废水的植物。

画家(1977)表明,硝化细菌的最大比生长,决定在治疗过程中,明显不同于观察纯培养。

这种差异的原因可能是解释如下:

1)统治的异养细菌抑制硝化增长,由于生长条件,我。e COD / N比率,在处理工厂使硝化细菌之前异养细菌的生长。

2)因为一半饱和常数Ks 0异养生物通常低于氮化物,异养生物的氮化物通常会与溶解氧。

3)废水的毒性成分可以抑制硝化作用。

4)波动或限制营养素。

5)一个真正分离的菌株之间的差异和影响硝化作用在治疗过程。

特别是1)硝化浪费建设的一个重要因素水系统。秣草等等。(1976)提出了实验结果显示不同COD / N比率对硝化作用的影响,在活性污泥法和UFBR,系统在这两种情况下使用无毒合成媒体应用。

异养生物对氮的竞争,或抑制、干扰氨的去除和减少硝酸的生产条件下的高COD / N加载。应用高COD / N加载也倾向于异养细菌种群的发展和生产硝化人口较低。

克里斯腾森和Harremoes (1978) explanied如何在附加的增长预期硝化处理过程,高有机碳载荷作用下不会发生上滴滤池的一部分,也不是第一个磁盘的旋转磁盘单元。

也许认为在上层,硝化人口将失去与异养细菌的竞争,和碳质物质只将被删除。下部的滴滤池和最后磁盘单元,现在ammo-nium-N加载高,与有机负荷相比,异养细菌,因此将抑制硝化细菌。将因此发生硝化作用。

几个模型已经开发涉及之间的竞争异养硝化细菌(Harremoes, 1982;万纳和Gujer 1984)。最近开发的所有这些模型,预测异养硝化细菌的比例关系的人口大于内层(媒体)的表面附近比生物膜的外层。

有许多类型的两个或两个以上的微生物种群之间的竞争。竞争发生在组件的数量被限制在他们的增长率或最后的人口规模,由于一个共同的依赖外部因素。

竞争可以发生在一个封闭的文化,增长最终受限于特定的发展资源的可用性,或者在一个开放的文化(如废水厂),在持续增长是有限的。在开放的文化系统,在废水厂,这是不可避免的,这些人口最少的竞争,淘汰的生长环境。通常在这种情况下,饱和常数Ksn,成为最重要的因素决定竞争力的增长的结果。

图3.9显示了不同的系统与B A和B生物有机体之间的竞争是最初未成年人口相比,A .生物体的稀释比例,D是用来预测生物系统植物的冲刷。

从理论上讲,如果增长率n > D,那么ds / dt(时间)的基质去除单位是负和增长限制了底物浓度降低。这种情况下的生物量浓度增加。

如果增长率\ < D,然后ds / dt是积极和生存限制底物浓度的增加,生物量浓度降低。

最后,如果n = D,那么ds / dt = 0,和增长限制底物浓度达到一个常数,稳态值的同时,生物量浓度。

有两种基本情况考虑在评估是否人口增长B是或多或少的竞争比人口,建立在这两种生物基质是有限的。

为新的人口大于B成功起人口,dXB / dt的莫诺方程(3.11)是积极的。这个可以实现,如果桶> D,和有关如果n。maxB(生物的最大增长率B) > hnax。(Fi9 - 3 " 9)或Ks, b <(图- 3.9 b)。必须指出,然而,它是这些的综合效应是很重要的,在决定是否比生物有机体B是更具竞争力a .图3.9度说明了情况

但KSi g > Ks a .这对生物,无论生存限制浓度,生物B是更具竞争力,维持较高的增长速度比生物基质浓度。

最初,有机体B的增长率是由稳态条件建立的生物;在稀释率D,增长限制了底物浓度sA。渐渐地,随着两个种群的比例开始变化的人口B,年代开始减少,倾向于sA(见

图3.9和3.9 b)生存限制底物浓度,支持nB的增长率= d在这个底物浓度必须负dSA / dt,和相应的人口无法生长稀释率和实施必须继续培养容器的被淘汰。

相反的情况是,人口并不取代人口,如果< D和所以dXB / dt是负的,这一情况的结果如果| imax B < | imaxA(图3.9 D)或Ks B > Ks(图3.9 e)。

表3.15异养生物的比较参数,自养生物(硝化细菌)确定细菌种群动态(ai Fruhen等1991)。

参数标志值

异养细菌最大增长速率,d“1异养细菌衰减系数,d”1异养收率,g / g”1

自养细菌最大增长速率,d“1自养菌衰减系数,d”1自养收率,g / g”1

表3.15中给出的参数都表明,n ^ ^和Ks异养人口支持异养生长。提供一个处理厂与异养生物和氮化物(自养细菌),因此重要的是股票硝化生物质能Xn高的植物,所以最初硝化人口占主导地位。结合高硝化菌和异养基质的限制可能是必要的。

建立条件一致的硝化作用,因此重要的具体硝化细菌生长nn高于最大的异养生长假设pH值,不限制硝化细菌的生长。这可以表现在以下方面:

KSA Ksb

图3.9的各种可能的莫诺两种生物之间的关系,A和B,用来预测的结果,它们之间自由竞争条件下的经济增长受到底物。斯莱特和牛(1978)之后。

地点:=最大硝化人口的增长率。

(ih = herterotrophic人口的增长率。

降低pH值做或可以采取行动抑制峰值的增长率氮化物^马克斯,n和导致洗掉的情况。一个新的脑袋增长率将达到峰值硝化细菌生长速率。这种特殊条件的莫诺方程提出了1975年环保局:

地点:piobs =最大可能的环境条件下硝化细菌生长速率T, pH值,和S»Ks。

“正确”的计算之间的竞争的硝化菌和异养细菌在应用生物治疗,劳伦斯和麦卡蒂(1968)介绍了安全系数的概念(SF)。一个保守的安全系数建议最小化过程变化引起的极端,pH值低,波动的衬底和毒物。

增长率可以表示在互惠的形式坚实的保留时间。

其中< (> =固体保留时间在天。

DOUBLINGTIME ln2

DOUBLINGTIME ln2

方程(3.42)从工艺设计的角度来看是很有用的。

的安全系数定义为固体的最低保留时间的比率。安全系数也可以与硝化细菌生长速率有关。

< j >观察=最低保留时间为固体在几天内硝化作用在一个给定的pH值,T和做。

环保署1975年提出安全系数应该等于或超过峰值负载的比例预计暂停增长硝化系统。

今天,安全系数方法在文献中很少使用,但它是绝对必要的使用某种形式的安全系数在设计生物硝化作用的植物,因为知识引入更多的风险种类的细菌进入同一系统仍然是非常有限的。

因此,今天太多处理厂仍显示太多的差异除氮的效率。

继续阅读:抑制剂对硝化作用的影响

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