活性污泥的培养与驯化_活性污泥的培养和驯化
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一、活性污泥的培养与驯化
(一)活性污泥的培养
城市占水或与之类似的工业废水，由于营养和菌种都已具备，可用其初步沉淀水调整BOD5至200～300mg／L后，在曝气池内进行连续曝气，一般在15～20℃下经一周丐孟全出金活性污泥絮体，要及时适当地换水和排放剩余污泥，以补充营养和排除代谢产物。换水的方法分间断换水和连续换水。
间断换水--混合液在曝气到开始出现活性污泥絮体后，即停止曝气，静止沉淀1～l.5h，排放约占总体积60～70％的上清液，再补充生活污水或粪便水，继续曝气。当沉降比大于30％时，说明池中混合液污泥浓度已满足要求。第一次换水后，应每天换水一次，这样重复操作7～10d，便可达到活性污泥成熟。此时，污泥具有良好的凝聚和沉降性能，含有大量的菌胺团和纤毛虫类原生动物，并可使BOD5去除率达95%左右。
连续换水--当池容积大采用间断换水有困难时，可改用连续换水。即当池中出现活性污泥絮体后，可连续地向池内投加生活污水，并连续地出水和回流，其投加量可控制在池内每天换水一次的程度。回流污泥量可采用进水量的50％。当水温在15～20℃时，污泥经两周左右即可培养成熟。
(二)活性污泥的驯化
如果工业废水的性质与生活污水相差很大时，用生活污水培养的活烽污泥应用工业废水进行驯化。驯化的方法是混合液中逐渐增加工业废水的比例，直到达到满负荷。
为了缩短培养和驯化时间，可将两个阶段合并起来进行。就是在培养过程中，不断地加入少量的工业废水，使微生物在培养过程中逐渐适应新的环境。
二、活性污泥运行中常见的问题
(一)污泥膨胀
二次沉淀池或加速曝气池的沉淀区，有时出现污泥的膨胀与上浮现象。这时，污泥结构松散，沉降性差；造成污泥上浮而随水流失。这样不仅影响出水水质，而且由于污泥大量流失，使曝水池中混合液浓度不断降低，严重时甚至破坏整个生化处理过程。
广义地把活性污泥的凝聚性和沉降性恶化，以及处理水混浊的现象总称为活性污泥的膨胀。就字面看，活性污泥的膨胀是指污泥体积增大而密度下降的现象。描述污泥膨胀程度的指标有30min沉降比、污泥体积指数和污泥密度指数。
污泥虚胀上浮的原因很多，除了理化、生物及生化方面的原因外，还有运行管理和构筑物结构型式等方面的因素。污泥膨胀可大致区分为丝状体膨胀和非丝状体膨胀两种。大多数污泥膨胀是由于丝状体膨胀，这是由于丝状微生物大量繁殖，菌胶团的繁殖生长受到抑制的结果。丝状体对活性污泥絮体起仲架作用，如果没有足够的丝状体，形成的绒絮不牢固，在曝气池紊动水流的冲击下，容易被破碎成细小的针点体。这时，污泥沉降快，SVI低，但出水混浊，这叫做非丝状体膨胀。
当丝状体过多，长出一般絮体的边界而伸入混合液时，其架桥作用妨碍了絮体间的密切接触，致使沉降较馒，密实性差和SVI高，但这时的上清液可能报清。
当丝状体存在的数目足以形成适宜的絮体督架而无显著分枝伸入溶液时，絮体大而浓密、沉降性好、SVI低、上清液清净，这叫做非膨胀污泥。
以沉使过的生活污水为料液的试验表明，丝状体长度小于107μm／mL者，为非膨胀污泥；反之为膨胀污泥。导致丝状体大量繁殖的原因有：(1)溶解氧浓度 曝气池内溶解氧在0.7～2.0mg／L范围内，虽然都可能出现丝状微生物，但在低溶解氧条件下却能生长良好，甚至能在厌氧条件下残存而不受影响。所以城市污水厂的曝气池溶解氧最低应保持在2mg/L左右。(2)冲击负荷 如果曝气池内有机物超过正常负荷，污泥膨胀程度提高，使絮体内部溶解氧消耗提高，在菌胶团内部产生了适宜丝状体生长的低溶解氧条件，从而促使丝状微生物的分枝超出絮体，伸入溶液。丝状体的分枝为细菌的聚合和较大絮体的形成提供了延伸的骨架，加剧了氧的渗透困难，从而又导致了内部丝状体的发展。(3)进水化学条件的变化一首先是营养条件变化，一般细菌在营养为BOD5：N：P＝100：5：1的条件下生长，但若磷含量不足，C／N升高，这种营养情况适宜丝状菌生活。其二是硫化物的影响，过多的化粪池的腐化水及粪便废水进入活性污泥设备，会造成污泥膨胀。含硫化物的造纸废水，也会产生同样的问题。一般是加5～10mL/L氯加以控制或者用预曝气的方法将硫化物氧化成硫酸盐。其三是碳水化合物过多会造成膨胀。其四是有毒重金属的冲击负荷可抑制丝状菌，但不能使丝状菌消失并产生针点絮体，造成出水悬浮物提高和SVI降低。还有pH值和水温的影响，丝状菌灾在高温下生繁殖，而菌胶团则要求温度适中；丝状菌宜在酸性环境(pH值=4.5～6.5)中生长，菌铰团宜在pH值＝6～8的环境中生长。
解决污泥膨胀的办法因产生原因而异，概括起来就是预防和抑制。预防就要加强管理，及时监测水质、曝气池污泥沉降比、污泥指数、溶解氧等，发现异常情况，及时采取措施。污泥发生膨胀后，要针对发生膨胀的原因，采取相应的制止措施：当进水浓度大和出水水质差时，应加强曝气提高供氧量，最好保持曝气池溶解氧在2mg／L以上；加大排泥显，提高进水浓度，促进微生物新陈代谢过程，以新污泥置换老污泥：曝气池中合碳高而倔碳氮比失调时，投加含氮化合物；加氯可以起凝聚和杀菌双重作用，在回流污泥中投加漂白粉或液氯可抑制丝状菌生长(加氯量按干污泥的0.3～0.4%估计)，调整pH值。
(二)污泥上浮
(1)污泥脱氮上浮 在曝气池负荷小而供氧量过大时，出水中溶解氧可能很高，使废水中氨氮被硝化菌转化为硝酸盐，此过程称为硝化。这种混合液若在二沉池中经脚较长时间的缺氧状态(DO在0.5mg／L以下)，则反硝化菌会使硝酸盐转化成氨和氮气，此过程称为反硝化。反硝化过程中形成的氨重新溶于水，只有氮以气体形式存在于水中。当活性污泥上氮气吸附过多时，由于比重降低，污泥就随气体浮上水面。防止污泥脱氮上浮的办法有：减少曝气，防止硝化出现；及时排泥，增加回流量，减少活泥在沉淀池中的停留时间；减少曝气池进水量，以减少二沉池中的污泥量。
(2)污泥腐化上浮 在沉淀池内污泥由于缺氧而腐化(污泥产生厌氧分解)。产生大量甲烷及二氧化碳气体附着在行泥体上，使污泥比重变小而上浮，上浮的污泥发黑发臭。造成污泥腐化的原因有：二沉池内污泥停留时间过长；局部区域污泥堵塞。解决腐化的措施是加大曝气量，以提高出水溶解氧含量；疏通堵塞，及时排泥。
此外，曝气池结构尺寸不合理，也能引起污泥上浮，主要是污泥回流缝太大，使大量微气泡从缝隙中窜出，携带污泥上浮；还有导流区断面太小，气水分离较差，影响污泥沉淀。
(三)污泥的致密与减少
污泥体积指数减少会使污泥失去活性。在运行中，虽不及前一问题重要，但也应引起足够重视。
引起污泥致密、活性降低的原因有：进水中无机悬浮物突然增多；环境条件恶化，有机物转化率降低；有机物浓度减小。
造成污泥减少的原因有：有机物营养减少；曝气时间过长；回流比小而剩余污泥排放量大；污泥上浮而造成污泥流失等。
解决上述问题的方法有：投加营养料；缩短暖气时间或减少曝气量矿调整回流比和污泥排放量；防止污泥上浮，提高沉淀效果。
(四)泡沫问题
当废水中含有合成洗涤剂及其它起袍物质时，就会在曝气池表面形成大量泡沫，严重时泡沫层可高达1m多。
泡沫的危害表现为：表面机械曝气时，隔绝空气与水接触，减小以至破坏叶轮的充氧能力；在泡沫表面吸附大量活性污泥固体时，影响二沉池沉淀效率，恶化出水水质；有风时随风飘散，影响环境卫生。
抑制泡沫的措施有：在曝气池上安装喷洒管网，用压力水(处理后的废水或自来水)喷洒，打破泡沫；定时投加除沫剂(如机油、煤油等)以破除泡沫。油类物质投加量控制在0.5～1.5mg／L范围内，油类也是一种污染物质，投量过多会造成二次污染，且对微生物的活性也有影响；提高曝气池中活性污泥的浓度，这是一种比较有效的控制泡沫的方法。如果袍沫十分严重，在设计时，应考虑用鼓风曝气式活性污泥法系统。
三、活性污泥法运行中需要测定的主要项目
(1)反映污泥情况的项目 污泥沉降比--最好2～4h测定一次，一般而言，以SV＜30%为好；污泥指数--在标准活性污泥法里，以SVI＝50～150为理想，达到200以上则认为污泥可能膨胀；曝气池混合液悬浮固体浓度MLSS或MLVSS--标准活性污泥法中，通常MLSS＝1500～2000mg/L。生物相的显微镜观察--好的活性污泥在显微镜下看不到或很少看到分散在水中的细菌，看到的是一团团结构紧密的污泥块；不太好的活性污泥，在显微镜下可以看到丝状菌，亦可看到一团团污泥块；很差的活性话泥，则丝状菌很多；鞭毛虫和游动型纤毛虫只能车有大量细菌时才出现；固着型纤毛虫(如钟虫)，存在于有机物很少，BOD5在5～10mg／L左右的废水中；轮虫在水质十分稳定、溶解氧充分时才出现。
(2)反映污泥营养的项目属于污泥营养的测定项目有：BOD5；出水氨氮(至少1mg／L)；出水磷(至少1mg／L)；溶解氧(不低于l～2mg／L)；二沉池出水DO不低于0.5mg／L。
(3)反映污泥环境条件及处理效果的项目水温、pH值、生化需氧量。化学需氧量、有毒物质。
向好氧池注入清水（同时引入生活污水）至一定水位，并注意水温。2.按风机操作规程启动风机，鼓风。
3.向好氧池投加经过滤的浓粪便水（当粪便水不充足时，可用化粪池和排水沟内的污泥补充。），使得污泥浓度不小于1000mg/L，BOD达到一定数值。4.有条件时可投加活性污泥的菌种，加快培养速度。
5.按照活性污泥培养运行工艺对反应池进行曝气、搅拌、沉降、排水。
6.通过镜检及测定沉降比、污泥浓度，注意观察活性污泥的增长情况。并注意观察在线PH值、DO的数值变化，及时对工艺进行调整。
7.测定初期水质及排水阶段上清液的水质，根据进出水NH3-N、BOD、COD、NO3-、NO2-等浓度数值的变化，判断出活性污泥的活性及优势菌种的情况，并由此调节进水量、置换量、粪水、NH4Cl、H3PO4、CH3OH的投加量及周期内时间分布情况。8.注意观察活性污泥增长情况，当通过镜检观察到菌胶团大量密实出现，并能观察到原生动物（如钟虫），且数量由少迅速增多时，说明污泥培养成熟，可以进生产废水，进行驯化。
二、活性污泥的驯化步骤
1.通过分析确认来水各项指标在允许范围内，准备进水。
2.开始进入少量生产废水，进入量不超过驯化前 处理能力的20％。同时补充新鲜水、粪便水及NH4Cl。
3.达到较好处理后，可增加生产废水投加量，每次增加不超过10～20％，同时减少NH4CL投加量。且待微生物适应巩固后再继续增生产废水，直至完全停加NH4Cl。同步监测出水CODcr浓度等指标,并观察混合液污泥性状。在污泥驯化期还要适时排放代谢产物,即泥水分离后上清液。
4.继续增加生产废水投加量，直至满负荷。满负荷运行阶段,由于池中已培养和保持了高浓度、高活性的足够数量的活性污泥,池中曝气后混合液的MLSS达到5000mg/1,此过程同步监测溶解氧,控制曝气机的运行,并进行污泥的生物相镜检。
三、调试期间的监测和控制
在调试及运行过程有许多影响处理效果的因素,主要有进水CODcr浓度、pH值、温度、溶解氧等,所以对整个系统通过感官判断和化学分析方法进行监测是必不可少的。根据监测分析的结果对影响因素进行调整，使处理达到最佳效果。
1、温度
温度是影响整个工艺处理的主要环境因素,各种微生物都在特定范围的温度内生长。生化处理的温度范围在10～40℃,最佳温度在20～30℃。任何微生物只能在一定温度范围内生存，在适宜的温度范围内可大量生长繁殖。在污泥培养时，要将它们置于最适宜温度条件下，使微生物以最快的生长速率生长，过低或过高的温度会使代谢速率缓慢、生长速率也缓慢，过高的温度对微生物有致死作用。
2、pH值
微生物的生命活动、物质代谢与pH值密切相关。大多数细菌、原生动物的最适pH值为6.5～7.5，在此环境中生长繁殖最好，它们对pH值的适应范围在4～10。而活性污泥法处理废水的曝气系统中，作为活性污泥的主体，菌胶团细菌在6.5～8.5的pH值条件下可产生较多粘性物质，形成良好的絮状物。
3、营养物质废水中的微生物要不断地摄取营养物质，经过分解代谢(异化作用)使复杂的高分子物质或高能化合物降解为简单的低分子物质或低能化合物，并释放出能量；通过合成代谢(同化作用)利用分解代谢所提供的能量和物质，转化成自身的细胞物质；同时将产生的代谢废物排泄到体外。
水、碳源、氮源、无机盐及生长因素为微生物生长的条件。废水中应按BOD5∶N∶P=100∶4∶1的比例补充氮源、含磷无机盐，为活性污泥的培养创造良好的营养条件。
4、悬浮物质SS 污水中含有大量的悬浮物,通过预处理悬浮物已大部分去除,但也有部分不能降解,曝气时会形成浮渣层,但不影响系统对污水的处理。
5、溶解氧量DO 好养的生化细菌属于好氧性的。氧对好氧微生物有两个作用：①在呼吸作用中氧作为最终电子受体；②在醇类和不饱和脂肪酸的生物合成中需要氧。且只有溶于水的氧(称溶解氧)微生物才能利用。
在活性污泥的培养中，DO的供给量要根据活性污泥的结构状况、浓度及废水的浓度综合考虑。具体说来，也就是通过观察显微镜下活性污环保泥的结构即成熟程度，测量曝气池混合液的浓度、监测曝气池上清液中CODCr的变化来确定。根据经验，在培养初期DO控制在1～2mg/l，这是因为菌胶团此时尚未形成絮状结构，氧供应过多，使微生物代谢活动增强，营养供应不上而使污泥自身产生氧化，促使污泥老化。在污泥培养成熟期，要将DO提高到3～4mg/l左右，这样可使污泥絮体内部微生物也能得到充足的DO，具有良好的沉降性能。在整个培养过程中要根据污泥培养情况逐步提高DO。具体参见http://www.daodoc.com更多相关技术文档。
特别注意DO不能过低，DO不足，好氧微生物得不到足够的氧，正常的生长规律将受到影响，新陈代谢能力降低，而同时对DO要求较低的微生物将应运而生，这样正常的生化细菌培养过程将被破坏。
6、混合液MLSS浓度
微生物是生物污泥中有活性的部分,也是有机物代谢的主体,在生物处理工艺中起主要作用,而混合液污泥MLSS的数值即大概能表示活性部分的多少。对高浓度有机污水的生物处理一般均需保持较高的污泥浓度,本工程调试运行期间MLSS范围在:4.4～5.6g/l之间,最佳值为4.8g/l左右。⑦进水CODcr浓度,进水中有机物浓度对处理影响很大。⑧污泥的生物相镜检活性污泥处于不同的生长阶段,各类微生物也呈现出不同的比例。细菌承担着分解有机物的基本和基础的代谢作用,而原生动物〈也包括后生动物〉则吞食游离细菌。污水调试运行期间出现的微生物种类繁多,有细菌、绿藻等藻类、原生动物和后生动物,原生动物有太阳虫、盖纤虫、累校虫等,后生动物出现了线虫。调试运行后期混合液中固着型纤毛虫,如累校虫的大量存在,说明处理系统有良好的出水水质。
⑨污泥指数SVI,正常运行时污泥指数在801/mg左右。（谷腾水网）
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