【正文】 rvicella是生成生物泡沫的最重要菌種，其16S rDNA序列信息證實Microthrix parvicell也是一種放線菌，通過電子顯微鏡觀察，其細胞壁上有革蘭氏陽性細菌所具有的典型表面，呈單一均質(zhì)層；Eikelboom Type009Eikelboom Type0411 和Eikelboom Type1863絲狀菌革蘭氏染色均呈陰性，16S rDNA序列信息表明三者都屬于FlexibacterCytophagaBacteroides；Eikelboom Type0803是一種β類Proteobacteria，Williams and Unz認為根據(jù)形態(tài)學(xué)準則很難區(qū)別Microthrix parvicell和Eikelboom Type0803，但序列信息表明事實上二者沒有任何關(guān)系，Eikelboom Type0803與上述各絲狀菌都不太相似。與生物泡沫有關(guān)的菌屬主要有Nocardioform actinomycetes(放線菌)和Microthrix parvicella(絲狀菌)等，如圖4所示，前者多出現(xiàn)于夏季，后者多出現(xiàn)于冬季。被絲網(wǎng)包圍的氣泡，增加了其表面的張力，使氣泡不易破碎，泡沫更加穩(wěn)定。圖3 水中混入表面活性劑　生物泡沫目前，普遍認為生物泡沫形成的主要原因是：在各種因素影響下，造成絲狀菌和放線菌等微生物的異樣生長，絲狀菌的比生長速率高于了菌膠團細菌，又由于絲狀菌的比表面積較大，因此，絲狀菌在取得污水中BOD5物質(zhì)和氧化BOD5物質(zhì)所需要的氧氣方面都比菌膠團細菌有利得多，結(jié)果曝氣池中絲狀菌成為優(yōu)勢菌種而大量增值，導(dǎo)致生物泡沫的產(chǎn)生。圖1 純水中的氣泡 另外，如氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鋁等鹽類的水溶液,單獨存在幾乎不產(chǎn)生泡沫,但也有助于泡沫的穩(wěn)定，使泡沫難以消失，如圖3所示。各種懸浮物質(zhì)若混入表面活性劑等產(chǎn)生的泡中，這些物質(zhì)單獨存在并不能發(fā)泡,但是可使泡沫穩(wěn)定。這種現(xiàn)象在二次沉淀池中表現(xiàn)明顯，且產(chǎn)生的懸浮泡沫通常不穩(wěn)定。這些泡沫一般呈白色且質(zhì)輕，當(dāng)活性污泥達到成熟時消失。生物泡沫粘度大，呈黃褐色，具有穩(wěn)定、持續(xù)、較難控制的特點。因此，發(fā)泡現(xiàn)象也與氣–水界面的疏水性有機化合物的濃度有關(guān)控制泡沫的方法主要有噴灑水、投加化學(xué)藥劑、降低細胞平均停留時間、調(diào)節(jié)污水pH值、增設(shè)生物選擇器、采用連續(xù)填料反應(yīng)器等。Nocardioform actinomycetes和Microthrix parvicella菌屬有疏水性極強的細胞表面，遷移并停留在氣泡表面，因而使氣泡穩(wěn)定。輸出值Y經(jīng)過逆量化后轉(zhuǎn)化成實際輸出量作為曝氣機轉(zhuǎn)速給定，通過曝氣機，改變充氧量，實施對廢水處理系統(tǒng)中DO濃度的控制。 調(diào)節(jié)策略識別規(guī)則　　IF |c1en|6C THEN　　　 L=1　　(粗調(diào))　　IF |c1en|3C|c1en1|　 L=3　 （中調(diào)）　　IF |c1en|C|c1en1|　　 L=2　 （細調(diào)）　　　　　　　　　　　　 L1=1 ?。ㄎ⒄{(diào)）　　上式中，優(yōu)先級一次遞減。其中A＞B＞C為經(jīng)驗值，en為當(dāng)前采樣DO濃度偏離量，en1為前一次采樣偏離量。的分辯率，提高調(diào)節(jié)精度。對于曝氣機轉(zhuǎn)速來說，其任務(wù)是將進水水質(zhì)水量變化引起的DO改變盡快地控制在允許的范圍之內(nèi)，且需有一定的魯棒性以適應(yīng)廢水處理過程因素變化的需要。在此基礎(chǔ)上發(fā)展的專家模糊控制器(EFC)(見圖3)，把人的經(jīng)驗知識和求解控制問題的啟發(fā)式規(guī)則、手續(xù)進行模型化，強調(diào)知識的多層次及分類的需要。它不需要對象的精確數(shù)學(xué)模型，適合于高度非線性、擾動因素大、純滯后、時變特性等對象的自動控制。綜上所述，可構(gòu)成曝氣機速度控制系統(tǒng)方框圖，見圖2。根據(jù)DO儀的測定原理及電化學(xué)方程式分析有：　　DOnt=DOst+rcm/α=(１－eet)　　　　　　　(3)　　式中　DOnt——t時刻DO的實測量值，mg/L　　　　　DOst——t時刻水樣中實際DO濃度，mg/L　　　　　rcm——實際OUR值，mg/(L其隔膜采用聚四氟乙烯纖維、聚乙烯等組成，用鉑、金作正電極，鋁、鉛作負電極，電解液用氯化鉀等溶液。當(dāng)混合液中氧的濃度為零時，由于具有最大的推動力，因此氧的轉(zhuǎn)移率最大。. . . .. .活性污泥膨脹、上浮原因及控制措施一、活性污泥系統(tǒng)中曝氣機的速度控制曝氣過程被控對象模型及處理曝氣機速度與溶解氧(DO)濃度之關(guān)系：溶解氧(DO)的形成是非線性的，瞬間完成的；而氧的轉(zhuǎn)移是無源的，可用雙膜理論來解釋(見圖1)。　曝氣機垂直提升式E型葉輪表面曝氣機的充氧量、葉輪直徑與線速度的關(guān)系有如下公式：　　Qcm=K　　　　　　(1)　　式中　Qcm——標(biāo)準條件下的充氧量，kg/h　　　　　v ——速度，m/s　　　　　D ——葉輪直徑，m　　　　　K ——池型系數(shù)（對方型池，K=） 氧的轉(zhuǎn)移氧氣轉(zhuǎn)移速率取決于下列各因素：氣相中氧分壓梯度；液相中氧的濃度梯度；氣液相間的接觸時間和接觸面積；水溫；污水的性質(zhì)以及水流的紊流程度等。在一定條件下，氧的轉(zhuǎn)移速率應(yīng)等于活性污泥微生物的需氧速率：　　dC/dt=Kla(CsC)　　　　　　　　　　　(2)　　式中 　C——液相中溶解氧濃度,mg/L　　　　　 Cs——界面處的溶解氧濃度，mg/L　　　　　 Kla——氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)，L/h 溶解氧(DO)檢測常用的DO連續(xù)測定方法是隔膜電極法。當(dāng)把這種電極浸入測定水中，連通電流測定回路，則產(chǎn)生電流，其電流大小與水中通過隔膜的DO濃度成比例。min) 　　　　　α——DO儀氧電極響應(yīng)速度的參數(shù)，min1，在高濃度時 α=可見，DO檢測是非線性，具有滯后特性。 曝氣機轉(zhuǎn)速的模糊控制 模糊控制運用模糊邏輯進行直覺推理。實踐表明，與傳統(tǒng)的DDC和PID調(diào)節(jié)器相比，模糊控制器(FLC)有更快的響應(yīng)和更小的超調(diào)，對被控系統(tǒng)參數(shù)的變化不敏感，能克服線性的影響。EFC在保持FLC優(yōu)點的同時，豐富了適用于FLC的知識結(jié)構(gòu)及內(nèi)容，使其更具靈活性。因此，曝氣機轉(zhuǎn)速EFC應(yīng)具備這樣的控制思想：DO濃度偏離較大時，采取較大的控制量輸出(轉(zhuǎn)速變化較高)，以體現(xiàn)糾偏迅速；DO濃度偏離較小時，采取較慎微的控制量輸出，以減小過調(diào)并提高對e和232?！　∑淠：樵儽砣缦拢骸　∪簟c1en|A　　　　 則粗調(diào)　　　　(1)　　　　|c1en|B|c1en1|　則中調(diào)　　　　(2) 　　　　|c1en|C|c1en1|　則細調(diào)　　　　(3)　　　　　　　　　　　　微調(diào) 　　　 (4)上表中，優(yōu)先級依次遞減。為便于實際應(yīng)用，減少EFC的參數(shù)，對上述規(guī)則進一步簡化。 控制規(guī)則和查詢表　　IF E and EC THEN L (調(diào)節(jié)變量)　　IF L and U THEN Y其中E、EC、L、U、Y分別為DO濃度偏離量、偏離變化量、調(diào)節(jié)變量、調(diào)節(jié)策略、控制器輸出的模糊量。二、活性污泥污水處理工藝中泡沫的形成與控制活性污泥曝氣池中嚴重的泡沫現(xiàn)象是一種常見問題，主要是由于Nocardioform actinomycetes和Microthrix parvicella菌屬的異樣生長，其比生長速率高于菌膠團絮凝體形成菌的比生長速率造成的。微生物細胞表面的疏水性(CSH)、污泥停留時間(SRT)、pH值、溶解氧(DO)等是絲狀菌生長的重要因素。 泡沫的形成活性污泥工藝中，泡沫的形成一般有以下幾種形式，主要包括工藝運行初始時期形成泡沫、反硝化作用起泡、表面活性劑起泡以及生物泡沫等。 工藝運行初期形成泡沫曝氣池開始運轉(zhuǎn)時，特定表面活性劑對有機物的部分降解作用形成泡沫，并使泡沫迅速增長。 反硝化作用起泡由于在二沉池或曝氣不足的地方會發(fā)生反硝化作用，使微小的氮氣氣泡釋放出來，從而使污泥的密度減小，有利于其上浮，產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象。污水中的表面活性劑和淀粉、蛋白質(zhì)、油脂等表面活性物質(zhì)在分子結(jié)構(gòu)上都表現(xiàn)為含有極性－非極性基團即所謂雙親分子，在曝氣的條件下，非極性基團一端伸入氣泡內(nèi)，而極性基團選擇地被親水物質(zhì)所吸附，這樣親水性物質(zhì)的表面被轉(zhuǎn)化成疏水性物質(zhì)而粘附在氣泡水膜上，隨氣泡一起上浮至水面。如造紙工業(yè)中的微細紙漿，食品工業(yè)中的纖維質(zhì)等?！　? 圖2 水中混入表面懸浮物再加上這些微生物大都呈絲狀或枝狀，易形成網(wǎng)，能捕掃微粒和氣泡等，并浮到水面。另外，曝氣氣泡產(chǎn)生的氣浮作用是泡沫形成的主要動力因素。Linda parvicella等絲狀菌的16S rDNA序列，對引起生物泡沫的主要絲狀菌進行了分離鑒定和分類，如表1所示。 等利用低（聚）核苷酸探測技術(shù)、雜交培植和抗體著色等方法，對生物泡沫中Gordonia ?！　　　D4Helen Stratton（1998）等從生物泡沫中分離出nocardiform及Rhodococcus rhodochrous等菌種，對細胞表面霉菌酸成分(mycolic acid content)，　　表1 與泡沫形成有關(guān)的主要菌屬序號　菌種名稱革蘭氏性　　種屬和形態(tài)1Nocardia amarae　G+　　放線菌(actinomycete)，枝狀菌絲　　 2Nocardia pinesis　G+　　放線菌,松枝狀3Rhodococcus sp.　G+　　放線菌,枝狀菌絲4Microthrix parvicellaG+絲狀菌(filament)，無鞘無分枝，絲狀5Eikelboom Type0092　G　　FCB門，絲狀菌6Eikelboom Type0411　G　　FCB門，絲狀菌7　Eikelboom Type1863　G　FCB門,類Proteobacteria,絲狀菌8　Eikelboom Type0803　G　FCB門,類Proteobacteria,絲狀菌　　注：FCB門表示Flexi