活性污泥的培养和驯化.doc

活性污泥的培养和驯化2007年11月30日 星期五 21:29活性污泥的培养和驯化1.活性污泥的培养硝化菌和反硝化菌的接种最好利用ADC废水排放口的底泥或者利用同类NH3-N废水生化处理系统的活性污泥进行培养驯化。由于ADC生产厂废水排放口取泥相当困难，所以采用自行培养驯化活性污泥。污泥取自玉带河的底泥，呈黑色，有臭味，含有大量泥沙等无机物，镜检观察不到微型动物，污泥活性极差，镜检结果见图4.1。 图4.1 培养前的污泥Figure 4.1 sludge before cultivate 图4.2 污泥培养后期Figure 4.2 sludge after cultivate 本阶段从2004年3月13日开始，由于A/DAT-IAT反应器没有做好，污泥培养在一个有效容积为8L的SBR池进行。污泥培养初期，每天闷曝22h，静置2h，排放4L废水，再加入4L自配水。7天后，污泥颜色呈黑色，沉降性能良好，出水混浊，测得MLSS为1500mg/L，SV为6，反应过程中pH值、COD、NH3-N浓度没有较大的变化，说明培养出的细菌量较少。14天后，污泥呈浅黑色，沉淀时泥水界面由开始模糊逐渐变得边缘清晰，镜检时可以观察到草履虫、漫游虫、裂口虫、吸管虫等。随着生物相逐渐变好，预示菌种培养出来了。测得污泥MLSS为2200mg/L，SV为11，COD和NH3-N去除率分别达到43%和10%，污泥活性还不强，需要继续培养。此后，每天运行两周期，每周期曝气10h，静置2h。30天后，污泥的絮凝和沉淀性能良好，混合液静置半小时，上清夜清澈透明，泥水界面清晰，污泥呈黄褐色，镜检有大量新型菌胶团，较为密实，可以观察到许多活跃的钟虫(如图4.2所示)。测得污泥MLSS为4100mg/L，SV为21，COD去除率达到90%以上，NH3-N去除率在30%以上，污泥活性较强，至此认为培养阶段结束2.活性污泥的驯化培养出来的活性污泥含有大量异养菌，而硝化菌是自养菌，污泥中含量非常少，需要进一步进行驯化，使之占优。与硝化菌相比，反硝化菌对环境的适应能力强，生长和繁殖快，所以在一般情况下反硝化菌受到废水物质的抑制程度要比硝化菌小。本试验中同时进行硝化菌和反硝化菌的驯化。初步确定IAT池运行周期为5h，其中曝气3h、沉淀1h、排水1h，回流比R1为250%，回流比R2为300%。在驯化过程中每隔两天增加废水中的NH3-N和COD浓度，使污泥稳定运行两天，驯化结束时的NH3-N的浓度从51.7mg/L加大到123.4mg/L。此阶段从2004年4月13日开始到2004年5月26日结束。在系统运行过程中，每隔两天提高一次进水COD和NH3-N浓度。污泥驯化初期，进水COD浓度251.3mg/L，NH3-N浓度51.7mg/L，COD去除率为85.59，而NH3-N去除率仅为23.21。这是因为异养菌占优势，生长速率快，硝化菌世代时间长，生长速率慢，含量较少，与异养菌竞争处于不利地位，硝化反应速率低。4天后，NH3-N去除率明显升高，达到了46.70%，这说明系统中的硝化菌逐渐占优势，但NH3-N处理效果还不很理想，还需要继续驯化。44天后，进水NH3-N浓度为123.4mg/L，出水NH3-N浓度稳定在10mg/L以下，去除率在90以上，此时系统取得了良好的脱氮效果。gaojian 2007-3-27 12:04中段水处理中活性污泥的培养华远造纸集团有限公司以麦草为主要原料，采用碱法蒸煮工艺生产漂白浆，在造纸和纸加工过程中产生的麦草浆中段水与铜版纸废水，溶解性有机物浓度高、悬浮物多、色度深，对环境危害严重。公司于1998年初动工兴建了日处理2万m3的中段水处理站，采用化学絮凝处理一级沉淀，二级活性污泥生化处理的工艺路线。在试车中，采用同步培驯与接种培驯相结合的方法，在15天内成功地培养出了良好的活性污泥，保证了处理系统按计划正常运行，并顺利通过国家环保总局的达标验收。 1 结培养场所完全混合型加速曝气池 采用14m14m6.5m的矩形单元的完全混合型加速曝气池，有效水深5.5m，在曝气充氧方式上选用鼓风加搅拌的联合供气方式，充氧设备采用QBGC85-10型潜水曝气搅拌机，功率8.5kW。 2 结培养过程中的环境因素 2.1 适宜的温度 、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。工业废水生物处理中最适宜的温度为30左右。我公司造纸废水全年在1832间波动，可以保证生化细菌的酶促反应速度，使之良好生长繁殖。 2.2 适宜的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6.57.5，在此环境中生长繁殖最好，它们对pH值的适应范围在410。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6.58.5的pH值条件下可产生较多粘性物质，形成良好的絮状物。根据我公司废水特征，要控制废水的pH值在78.5。 2.3 保证废水中要有适量的溶解氧(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：在呼吸作用中氧作为最终电子受体；在甾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。本生化处理工艺中采用的潜水曝气搅拌机将罗茨鼓风机送来的空气打碎成细小气泡并与活性污泥、废水完全混合，由导流口向四周甩出，最大程度地增加气泡、水、泥的接触面积，提高了充氧效率，保证废水中的溶解氧。 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12mg/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34mg/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。 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。 2.4 要保证废水中的营养物质 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。造纸废水中不缺乏生长因素、且富含纤维素、半纤维素等，可保证碳源(BOD5)，但应按BOD5NP=10041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。 3 结培养过程 首先向二沉池进满CODCr450mg/l的中段废水；然后向曝气池进水至总容积的1/2，进水CODCr控制在600800mg/l(BOD5约在200400mg/l)，按BOD5NP=10041的比例补充氮源、无机盐；再次各向曝气池的每个单元投加1.5m3从附近纸厂运来的新鲜脱水污泥(含水率在70%80%)，同时投加猪粪2m3。鼓风搅拌，进行闷曝(只充氧不进水)。 7天左右，在显微镜下观察就会发现模糊的活性污泥绒絮和一些分散的菌胶团，曝气池混合液经30min沉淀后，上清液仍较浑浊，但经连续几天的闷曝后，曝气池虽然还有一定量营养料，但微生物生命活动所排泄的分泌物累积到一定浓度，会较大程度上影响它们的生长繁殖，因此需注入新鲜废水。 注入废水量不超过曝气池现有混合液的20%，按比例投加营养盐，并投加适量的粪便稀释液(粪便稀释液不宜过多否则会导致反驯化)，继续闷曝。用显微镜经常观察污泥状况，并监测曝气池中CODCr的变化。若CODCr保持下降，则继续注入新鲜废水，同步投加营养盐和粪便稀释液，若CODCr下降幅度很小，则停加中段水。 若曝气池已注满，而污泥浓度较低(3g/l)，则采取间歇注水方式。即停止曝气，使混合液静沉，经11.5h沉淀后进入新鲜废水，排除上清液，再曝气，总操作时间以不超过2h为宜。当污泥浓度达到一定程度(MLSS在36g/l)，便进行由二沉池至曝气池的回流循环运行，同时逐步提高进曝气池废水的浓度及废水量，合理调节各环境因素，使微生物生长、活动处于减速生长期，提高其凝聚吸附能力，形成良好的絮状结构和良好的沉降性能。 4 结培养过程中的镜检分析 4.1 微生物的增长与递变模式 在培菌初期，水中有机物浓度很高，污泥尚未形成，这时曝气池中可见大量游离细菌，接着出现能通过细胞表膜渗透作用吸收水中有机物质的鞭毛虫，此外还能看到一定数量的变形虫，但不久就出现掠食细菌能力更强的纤毛虫类。先是小型掠食细菌的游泳型纤毛虫如豆形虫等大量出现，继而出现掠食小型纤毛虫的漫游虫等。随着培菌的进展，水中有机营养逐渐被消耗，异养细菌数量下降，游泳型纤毛虫让位给固着型纤毛虫，标志着活性污泥的逐步形成和增长。随着污泥日趋成熟，水中有机物减少到极低时，便相继出现了吞噬散落污泥的轮虫。培菌过程中微生物的有规律演替及与污泥结构的关系见图1。 在造纸废水活性污泥培养过程中，各类微生物出现的先后次序是：细菌植物性鞭毛虫动物性鞭毛虫肉足类游泳型纤毛虫、吸管虫固着型纤毛虫轮虫。 4.2 原生动物、微型后生动物与污泥培养成熟程度的关系 培养初期：鞭毛虫，变形虫。 培养中期：游泳型纤毛虫，鞭毛虫。 培养成熟期：固着型纤毛虫，纤虫、轮虫。 4.3