活性污泥培養(yǎng)與馴化

活性污泥培養(yǎng)與馴化活性污泥的培養(yǎng)與馴化2轉(zhuǎn)載：環(huán)境技術(shù)論壇的一片文章

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活性污泥的培養(yǎng)與馴化

1、活性污泥的培養(yǎng)（1）引生活污水調(diào)節(jié)BOD5至200～300mg／L，在曝氣池內(nèi)進(jìn)行連續(xù)曝氣，一般在15～20℃下經(jīng)一周，出現(xiàn)活性污泥絮體，掌握換水和排放剩余污泥，以補充營養(yǎng)和排除代謝產(chǎn)物。當(dāng)出現(xiàn)大量絮體時停止曝氣，靜止沉淀1～l.5h，排放約占總體積60～70％，調(diào)節(jié)生活污水進(jìn)水量，繼續(xù)曝氣，當(dāng)沉降比接近30％時，說明池中混合液污泥濃度已滿足要求。從引水—暴氣—暴氣—污泥成熟—具良好凝聚和沉降性。一般7～10天為周期，BOD5去除率達(dá)95%左右。（2）擴(kuò)大培養(yǎng)。連續(xù)換水—暴氣—投入使用，回流50%，兩周成熟，投入正常運行。

2、活性污泥的馴化

如果進(jìn)行工業(yè)廢水處理，則在培養(yǎng)成熟的活性污泥中逐漸增加工業(yè)廢水的比例，直到滿負(fù)荷，活性污泥正常運行為正。

活性污泥洛運行中常見的問題

1、污泥膨脹

正常的活性污泥沉降性能好，其SVI約為50—150之間為正常。

SVI=活性污泥體積/MLSS，當(dāng)SVI>200并繼續(xù)上升時，稱為污泥膨脹

（1）絲狀菌繁殖引起的膨脹

原因：污泥中絲狀菌過渡增長繁殖的結(jié)果，絲狀菌作為菌膠團(tuán)的骨架，細(xì)菌分泌的外酶通過絲狀菌的架橋作用將千萬個細(xì)菌凝結(jié)成菌膠團(tuán)吸附有機(jī)物形成活性污泥的生態(tài)系統(tǒng)。但當(dāng)絲狀菌大量生長繁殖，活性菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)受到破壞，形成大量絮體而漂浮于水面，難于沉降。這種現(xiàn)象稱為絲狀菌繁殖膨脹。

絲狀菌增長過快的原因：

a、溶解氧過低，<0.7—2.0mg/l

b、沖擊負(fù)荷——有機(jī)物超出正常負(fù)荷，引起污泥膨脹

c、進(jìn)水化學(xué)條件變化：

一是營養(yǎng)條件變化，一般細(xì)菌在營養(yǎng)為BOD5：N：P＝100：5：1的條件下生長，但若磷含量不足，C／N升高，這種營養(yǎng)情況適宜絲狀菌生活。

二是硫化物的影響，過多的化糞池的腐化水及糞一久，污泥被打得又輕又碎（但天氣論），象霧花片似風(fēng)飄滿池面，隨水流走。

Do甚低，污泥缺氧呈灰色，若缺氧過久則呈黑色，并常常有小氣泡；

g)、反硝化引起的污泥上浮，當(dāng)廢水中總氮或氨氮高時，在適宜條件下可被硝酸菌和亞硝酸菌氧化為NO3-，如二沉池厭氧，NO3-就會還原為N2，N2被活性污泥絮凝體所吸附，使得活性污泥比重<1而上??；

h)、池底積泥引起的污泥上浮，污泥腐化產(chǎn)生CH4，H2S后上浮；

i)、由于廢水運行工況的水溫和污泥負(fù)荷不能衡定，水質(zhì)微生物菌種營養(yǎng)源缺鐵，會引起菌種兌變成微絲菌，一般稱絲狀菌繁生而引起活性污泥上浮。3、其它方面對污泥膨脹的影響

1)污水種類

污水種類對污泥膨脹有著明顯的影響。通常來說，那些含有易生物降解和溶解的有機(jī)成份，特別是低分子量的烴類、糖類和有機(jī)酸類等類型基質(zhì)的污水易引起污泥膨脹，例如釀酒、乳品、石化和造紙廢水等。

2)營養(yǎng)成分的不3)均衡

當(dāng)污水中N、P不足時，易引起污泥膨脹的發(fā)生。通宵認(rèn)為，N、P的合適比例為BOD5：N：P=100：5：1。很多研究表明許多絲狀菌對營養(yǎng)物質(zhì)N、P有著較強(qiáng)的親和力，這可能就是缺乏營養(yǎng)物質(zhì)導(dǎo)致污泥膨脹的原因。4)pH值與溫度

一般認(rèn)為pH偏低易引起絲狀菌的大量繁殖。而溫度的對絲狀菌的影響也是很普遍的。例如，冬天Microthixparvicella在絲狀菌群中占優(yōu)勢，而溫暖季節(jié)時Nocardiaform，0041型或Nostocoidalimnicda較易大量繁殖。

另外污水在進(jìn)水處理系統(tǒng)前的早期厭氧消化產(chǎn)生的有機(jī)酸和硫化氫也可能導(dǎo)致污泥膨脹的發(fā)生。硫磺菌的的貝氏硫菌、硫絲菌等能從硫化氫氧化中獲取能量。而這么細(xì)菌以非常長的絲狀性增殖，有時能長達(dá)1厘米，從而導(dǎo)致污泥膨脹的發(fā)生。

2、污泥膨脹的一般解決辦法

第一類：應(yīng)急措施

適用于臨時應(yīng)急，主要方法是投加藥物增強(qiáng)污泥沉降性能或是直接殺死絲狀菌。投加鐵鹽鋁鹽等混凝劑可以直接提高污泥的壓密性保證沉淀出水。另外，投加一些化學(xué)藥劑，如氯氣，加在回流污泥中也可以達(dá)到消除污泥膨脹現(xiàn)象。投加過氧化氫和臭氧也可以起到破壞絲狀菌的效果。

采用這種方法一般能較快降低SVI值，但這些方法并沒有從根本上控制絲狀菌的繁殖，一旦停止加藥，污泥膨脹現(xiàn)象可以又會卷土重來。而且投藥有可能破壞生化系統(tǒng)的微生物生長環(huán)境，導(dǎo)致處理效果降低，所以，這種辦法只能做為臨時應(yīng)急時用。

第二類：改善生化環(huán)境

污水廠發(fā)生污泥膨脹的時候，一般無法從工藝流程、池型和曝氣方式的改變來解決，只能在正在運行的流程基礎(chǔ)上通過改變生化池內(nèi)的微生物生長環(huán)境來抑制或消除絲狀菌的過度繁殖。在不同的工藝和水質(zhì)的情況下，很難有一個放之四海而皆準(zhǔn)的解決方案。但生化工藝常遇見的幾種應(yīng)該注意的問題必須加以注意。

1)污水性質(zhì)的控制

首先應(yīng)該檢查和調(diào)整pH值，當(dāng)pH值低于5以下時，不僅對污泥膨脹會有利，而且對正常的生化反應(yīng)也會有一定的危害，所以當(dāng)pH值偏低時應(yīng)及時調(diào)整。另外在北方寒冷地區(qū)一定應(yīng)注意冬季時的水溫，若水溫偏低應(yīng)加熱，因為低溫也會導(dǎo)致污泥膨脹的發(fā)生。采用鼓風(fēng)曝氣能有效的在冬季較高的水溫。

當(dāng)污水中營養(yǎng)成份不足或失衡時，應(yīng)補充投加。N、P含量應(yīng)控制在BOD：N：P=100：5：1左右。

若污水處理生化系統(tǒng)前已有消化現(xiàn)象的發(fā)生，產(chǎn)生的低分子有機(jī)酸將有利于絲狀菌的生長，這時可以對廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)預(yù)曝氣來加以改善。一般采用空氣擴(kuò)散器向3-5米有效水深的調(diào)節(jié)池曝氣，供氣量可以控制在0.5-1.0m3/廢水米3·小時。它能使調(diào)節(jié)池的廢水保持新鮮，并有效防止由于厭氧所會帶來的臭氣。

2)保持池內(nèi)足夠的溶解氧對于高負(fù)荷的生化系統(tǒng)特別重要，3)一般至少應(yīng)控制DO>2毫克/L。4)

沉淀池內(nèi)的污泥應(yīng)及時排出或回流，5)防止其發(fā)生厭氧現(xiàn)象。若發(fā)生厭氧現(xiàn)象，6)產(chǎn)生的各種氣體吸附在污泥上，7)也會使污泥上浮，8)沉降性能變差。而9)且發(fā)生厭氧的污泥回流也會引發(fā)絲狀菌的大量繁殖。這種情況時除排泥和清除沉淀池內(nèi)的死角，10)并縮短污泥在池內(nèi)的停留時間外，11)還應(yīng)提高曝氣池DO值，12)使出入沉淀池的水保持較的溶解氧，13)或者在污泥回流進(jìn)入生化池前曝氣再生。如左圖所示。

在解決了以上問題后，如果污泥膨脹現(xiàn)象仍得不到控制，就得根據(jù)實際情況加以分析，下面針對幾中常見的工藝提出一些指導(dǎo)性的方法，供污水處理工作者參考。

A.高負(fù)荷活性污泥工藝

目前國內(nèi)對活性污泥工藝的設(shè)計通常采用中等負(fù)荷（0.3KgBOD5/(kgMLSS·d)），而在實際中人們從經(jīng)濟(jì)角度考慮總是采用較高的負(fù)荷，所以高負(fù)荷下的污泥膨脹在中國具體較為廣泛的意義。在高負(fù)荷情況下，最常見的是DO不足，所以先采取提高氣水比，強(qiáng)化曝氣，在推流式曝氣池內(nèi)首端采用射流曝氣等方式，觀察一段時間，找出問題的所在。

如果在以上措施采取后一段時間情況仍無好轉(zhuǎn)，則可考慮在曝氣池頭部加設(shè)軟填料。這一部份對于有機(jī)酸去除率很高，從而去除絲狀菌的生長促進(jìn)因素，幫助絮狀菌生長。這個方法比較有效，但造價較高，且對以后的維修管理造成不便?；蛘咴谄貧獬厍霸O(shè)置一個水力停留時間約為15min的選擇器，一般能很有效的抑制絲狀菌的生長。

對于間歇式進(jìn)水的SBR工藝來說，反應(yīng)器本身是完全混合式的，而且在時間上其污染物的基質(zhì)就存在濃度梯度，所以無需再另設(shè)選擇器。通常間歇式SBR工藝產(chǎn)生污泥膨脹的原因是，污泥濃度過高，而進(jìn)水有機(jī)物濃度偏低或水量偏小而導(dǎo)致污泥負(fù)荷偏低。對于這種情況，降低排出比，提高基質(zhì)初始濃度，并對SBR強(qiáng)制排泥，一般就能夠?qū)ξ勰嗯蛎洭F(xiàn)象進(jìn)行有效的控制。而對于連續(xù)進(jìn)水的SBR如ICEAS和CASS等工藝如果發(fā)生污泥膨脹的話，就有必要在進(jìn)水端設(shè)置一個預(yù)反應(yīng)區(qū)或生物反應(yīng)器了。

B.低負(fù)荷活性污泥工藝

低負(fù)荷活性污泥工藝曝氣池內(nèi)基質(zhì)濃度較低，絲狀菌容易獲得較高的增長效率，所以是最容易產(chǎn)生污泥膨脹。除了在水質(zhì)和曝氣上想辦法外，最根本和有效的是將曝氣池分成多格且以推流方式運行，或增設(shè)一個分格設(shè)置的小型預(yù)曝氣池作為生物選擇器，在這個選擇器內(nèi)采用高污泥負(fù)荷，吸附部分有機(jī)物并消除有機(jī)酸。這個辦法不但有助于抑制污泥膨脹，并能有效的改善生化處理效果。在曝氣池內(nèi)增加填料的方法也同樣在低負(fù)荷完全混合工藝中適用。

對于A/O和A2/O工藝可通過在在好氧段前設(shè)置缺氧段和厭氧段以及污泥回流系統(tǒng)，使混合菌群交替處于缺氧和好氧狀態(tài)，并使有機(jī)物濃度發(fā)生周期性變化，這既控制了污泥膨脹又改善了污泥的沉降性能。而交替工作式氧化溝和UNITANK工藝等連續(xù)進(jìn)水的系統(tǒng)因為其本身在時間和空間上就有了實際上的“選擇器”，所以對污泥膨脹有著效強(qiáng)的控制能力。如果這兩種工藝發(fā)生污泥膨脹，則可通過調(diào)整曝氣控制溶氧量和控制回流污泥量來調(diào)節(jié)池內(nèi)的污泥負(fù)荷及DO，通過一段時間的改善，一般能夠控制住污泥膨脹現(xiàn)象。3、總結(jié)

總的來說，污泥膨脹由于絲狀菌的種類繁多，且生長適宜的環(huán)境也不盡相同。在不同工藝不同水質(zhì)的情況下，微生物的生長環(huán)境非常微妙，這就要求發(fā)生污泥膨脹時，需要水處理工作者根據(jù)實際情況作大量切實的實驗和分析，大膽實踐，才能解決污泥膨脹問題。這里對本文觀點作一個總結(jié)。

絲狀菌是生長處理微生物中不可缺少的一部份。污泥膨脹現(xiàn)象在于絲狀菌的過度生長，消除污泥膨脹的根本在于使絲狀菌與活性污泥菌膠團(tuán)平衡生長；完全混合式較推流式更產(chǎn)生污泥膨脹，低污泥負(fù)荷較高污泥負(fù)荷易易產(chǎn)生污泥膨脹；進(jìn)水水質(zhì)在水溫、pH、營養(yǎng)成份及是否有處理前的消化反應(yīng)等方面是處理污泥膨脹應(yīng)該首先考察的問題；高負(fù)荷下的污泥膨脹一般在于溶氧不足；低負(fù)荷下的污泥膨脹采用生物選擇器是行之有效的辦法。由于絲狀菌的多樣性，關(guān)于污泥膨脹的理論解釋和實際報道仍有很多不盡一致，引起活性污泥上浮的主要因素

進(jìn)水水質(zhì)

過量的表面活性物質(zhì)和油脂類化合物

這類物質(zhì)可以影響細(xì)胞質(zhì)膜的穩(wěn)定性和通透性，使細(xì)胞的某些必要成分流失而導(dǎo)致微生物生長停滯和死亡。當(dāng)曝氣池進(jìn)水中含有大量這類物質(zhì)時，會產(chǎn)生大量泡沫（氣泡），這些氣泡很容易附聚在菌膠團(tuán)上，使活性污泥的比重降低而上浮。另外，當(dāng)進(jìn)水含油脂量過高時，經(jīng)過曝氣與混合，油脂會附聚在菌膠團(tuán)表面，使細(xì)菌缺氧死亡，導(dǎo)致比重降低而上浮[1-3]。

2pH值沖擊

過高或過低的pH值會影響活性污泥微生物胞外酶及存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞壁里酶的催化作用以及微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。當(dāng)連續(xù)流曝氣反應(yīng)池內(nèi)pH＜4.0或pH＞11.0時，多數(shù)情況下活性污泥中微生物活性受到抑制，或失去活性，甚至死亡，以致發(fā)生污泥上浮[4]。用SBR法處理啤酒廢水和化工廢水的實驗結(jié)果表明：當(dāng)進(jìn)水pH值為2.5－5.0和10.0－12.0時，pH值越低（或越高），污泥活性受抑制越嚴(yán)重，上浮污泥量越多?？刂频蚿H值（3.5-7.0）的反應(yīng)周期內(nèi)pH值不變，兩種廢水的活性污泥在pH≤5.5時就開始出現(xiàn)污泥上浮[5-6]。另一方面，隨著pH值的增加，由于胞外聚合物（ExtraCelluarPolymer）的電離官能團(tuán)增加，活性污泥絮凝作用增加（盡管帶的負(fù)電性增加），但當(dāng)pH值超過一定范圍后，絮凝作用下降。可見，這時的電排斥作用增加，也會造成活性污泥脫絮（懸浮、不絮凝、反絮凝（deflocculation）和上浮[6]。3

鹽含量的影響

對進(jìn)水的pH值調(diào)整不能消除堿度對活性污泥的影響。對堿性進(jìn)水調(diào)pH值，雖然中和了堿性物質(zhì)，但產(chǎn)生了鹽。鹽溶液濃度不同其滲透壓也不同，滲透壓是影響微生物生存的重要因素之一[7]。如微生物所處的溶液滲透壓發(fā)生突變，就會導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

4

水溫過熱

組成活性污泥的微生物適合的溫度范圍一般為15－35℃，超過45℃時會使活性污泥中大部分微生物死亡而上?。ń?jīng)過長期馴化的或特殊微生物除外）[8]。另外，KlausKriebitzsch等在用SBR工藝測定溫度對細(xì)胞內(nèi)酶活性影響的試驗中也發(fā)現(xiàn)，溫度在20、30和40℃時酶活性較好，大于50℃之后，酶的活性明顯下降。

5

致毒性底物

對好氧活性污泥微生物有致毒作用的底物主要包括：含量過高的COD、有機(jī)物（酚及其衍生物，醇，醛和某些有機(jī)酸等）、硫化物、重金屬及鹵化物。高底物濃度可與細(xì)胞酶活動中心形成穩(wěn)定的化合物，導(dǎo)致基質(zhì)不能接近，無法被降解，甚至使細(xì)胞中毒死亡。重金屬離子進(jìn)人細(xì)胞后主要與酶或蛋白質(zhì)上的-SH基結(jié)合而使之失活或變性。微量的重金屬離子還能在細(xì)胞內(nèi)不斷積累最終對微生物發(fā)生毒害作用（微動作用）。鹵化物最常見的是碘和氯，碘不可逆地與菌體蛋白質(zhì)（或酶）的酪氨酸結(jié)合，生成二碘酪氨酸，使菌體失活。氯與水合成次氯酸，其分解產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑。而且廢水中有機(jī)物的突變，使原被馴化好的并能降解有機(jī)毒物的微生物減少或消失。

2

工藝運行

1

過量曝氣

微生物處于饑餓狀態(tài)而引起自身氧化進(jìn)人衰老期，池中溶解氧濃度（DO）上升；或者由于污泥活性差，曝氣葉輪線速度過高，供氧過多。總之，DO上升，短期內(nèi)污泥活性可能很好，因為新陳代謝快，有機(jī)物分解也快，但時間一久，污泥被打得又輕又碎（但無氣泡），象霧花片似的飄滿沉淀池表面，隨水流走。這種污泥色淺，活性差，耗氧速率下降，污泥體積和污泥指數(shù)增高，處理效果明顯降低。

2

缺氧引起的污泥上浮

污泥呈灰色，若缺氧過久則呈黑色，并常帶有小氣泡。3

反硝化引起的污泥上浮

當(dāng)廢水中有機(jī)氨化合物含量高或氨氮高時，在適宜條件下可被硝酸菌和亞硝酸菌氧化為NO3-，如二沉池積泥或停留時間過長，NO3-還原產(chǎn)生的N2會被活性污泥絮凝體所吸附，使得活性污泥上浮。

4

回流量太大引起的污泥上浮

回流量突增，會使氣水分離不徹底，曝氣池中的氣泡帶到沉淀區(qū)上浮，這