Memo
From:
唐宁（帕克）
Date: Jun.6, 2008
Subject: 生物选择池（器）机理及设计原则 Project Code: PSH188.B20
1 生物选择器设计目的
防止对活性污泥沉降性能有负面影响的丝状菌的生长，通过选择器对微生物进行选择性培养以防止污泥膨胀的发生。根据生物选择器中曝气与否可将其分为好氧、缺氧、厌氧选择器。 2 生物选择器的工作机理 2.1动力学选择性机理
污泥中活性微生物的增长都符合Monod方程： (1／X)·(dX／dt)=μ=μmax[S/(KS+S)] 式中：X——生物体浓度，mg/L
S——生长限制性基质浓度，mg/L μ——微生物比增长速率，d-1
KS——饱和常数，其值为μ=μmax/2时的基质浓度，mg/L μmax——在饱和浓度中微生物的最大比增长速率，d-1
大多数丝状菌的KS和μmax值比菌胶团细菌低。按照Monod方程具有低KS和μmax值的丝状菌在低基质浓度条件下具有高的增长速率，而具有较高KS和μmax值的菌胶团细菌在高基质浓度条件下才占优势。 在基质浓度高时菌胶团的基质利用速率要高于丝状菌，故可以利用基质推动力选择性的培养菌胶团细菌而限制丝状菌的增长。
生物选择器分为好氧、缺氧、厌氧选择器。具体方法是在曝气池首端划出一格或几格设置高负荷接触区，将全部污水引入第一个间格并使整个系统中不存在浓度梯度(进行搅拌使污泥和污水充分混合接触)。在好氧选择器内需对污水进行曝气充氧，而缺氧、厌氧选择器只搅拌不曝气。
好氧选择器：防止污泥膨胀的机理是提供一个氧源和食料充足的高负荷区，让菌胶团细菌率先抢占有机物而不给丝状菌过度繁殖的机会。
缺氧选择器和厌氧选择器的构造完全一样，其功能取决于活性污泥的泥龄级脱氮的需求。
缺氧选择器：当泥龄较长时会发生较完全的硝化，选择器内会含有很多硝酸盐，控制污泥膨胀的主要原理是绝大部分菌胶团细菌能够利用选择器内硝酸盐中的化合态氧作氧源进行生长繁殖，而丝状菌没有此功能，因而其在选择器内受到抑制，大大降低了污泥膨胀的可能性。
厌氧选择器：当泥龄较短时选择器内既无溶解氧又无硝酸盐，控制污泥膨胀的主要原理是绝大部分种类的丝状菌都是好氧的，在厌氧状态下将受到抑制，而绝大部分的菌胶团细菌为兼性菌，在厌氧条件下将进行厌氧代谢，继续增殖。但应注意厌氧选择器的设置会增大产生丝硫菌污泥膨胀的可能性(菌胶团细菌的
厌氧代谢产生的硫化氢为丝状菌的繁殖提供条件)，故厌氧选择器的水力停留时间不宜过长。一般选择水力停留时间30min。 2.2 生物吸附机理
菌胶团细菌对溶解性有机物的吸附能力远高于丝状菌。在生物选择器中基质浓度很高，所以菌胶团细菌能够吸附较多的底物积累在细胞内，在进入曝气池后可利用这部分底物继续生长繁殖。 3 设计原则
山东华泰（安庆）废水系统好氧曝气池选取的污泥负荷为0.1kgBOD/kgMLSS,d， 水力停留时间为21h。曝气时间较长除了彻底生物降解有机物，还能使回流污泥处于饥饿状态，使回流到选择器中的活性污泥具有较高的对有机基质的吸附活性(根据积累/再生理论)，活性污泥进入选择器后便能很快地吸附污水中的有机基质，从而选择性地使菌胶团微生物成为曝气池中的优势菌而得到优势生长。
同时在生物选择池的设计方面，选取的是厌氧生物选择器，只搅拌而不曝气。选择器中的水力停留时间设计为30min。
污水在选择器中的停留时间以回流污泥能吸收80%～90%的可溶性有机基质为宜。若停留时间过短则可溶性有机物在选择器中被菌胶团微生物吸收的较少，从而不能有效地抑制丝状菌的生长；若停留时间过长则会造成选择器中微生物活性梯度的增大，同时也增加了运行费用。
对好氧生物选择器与厌氧/缺氧生物选择器进行比较如下：
差异点 设施 控制要求 好氧生物选择器 曝气设备 对现场操作人员水平要求高，实际控制困难 厌氧/缺氧生物选择器 搅拌器 对现场操作人员水平要求低