東道爾水技術:活性汙泥的培養與馴化

在活性汙泥中，除了微生物外，還含有一些無機物和分解中的有機物。微生物和有機物構成活性汙泥的揮發性部分（即揮發性活性汙泥），它約佔全部活性汙泥的70%—80%。活性汙泥的含水率一般在98%—99%。它具有很強的吸附和氧化分解有機物的能力。

活性汙泥是通過一定的方法培養和馴化出來的。培養的目的是使微生物增值，達到一定的汙泥濃度；馴化則是對混合微生物群進行選擇和誘導，使具有降解汙水中汙染物活性的微生物成為優勢。

一、馴化條件

一般來講，微生物生長條件不能發生驟然的突出變化，常規講要有一個適應過程，且要有環境適應的菌種，馴化過程應當與原生長條件儘量一致，當條件不具備時，一般用常規生活汙水作為培養水源，馴化時溫度不低於20℃，馴化採取連續悶曝3-7天，並在顯微鏡下檢查微生物生長狀況，或者依據長期實踐經驗，按照不同的工藝方法（活性汙泥、生物膜等），觀察微生物生長狀況，也可用檢查進出水COD大小來判斷生化作用的效果。

二、馴化方式

（一）接種菌種

1、接種菌種是指利用微生物生物消化功能的工藝單元，如主要有水解、厭氧、缺氧、好氧工藝單元，接種是對上述單元而言的。

2、依據微生物種類的不同，應分別接種不同的菌種。

3、接種量的大小：厭氧汙泥接種量一般不應少於水量的8-10%，否則，將影響啟動速度；好氧汙泥接種量一般應不少於水量的5%。只要按照規範施工，厭氧、好氧菌可在規定範圍正常啟動。

4、啟動時間：應特別說明，菌種、水溫及水質條件，是影響啟動周期長短的重要條件。一般來講，在低於20℃的條件下，接種和啟動均有一定的困難，特別是冬季運行時更是如此。因此，建議冬季運行時汙泥分兩次投加，水解酸化池中活性汙泥投加比例8%（濃縮汙泥），曝氣池中活性汙泥的投加比例為10﹪（濃縮汙泥，幹汙泥為8%），在不同的溫度條件下，投加的比例不同。投加後按正常水位條件，連續悶曝（曝氣期間不進水）7天後，檢查處理效果，在確定微生物生化條件正常時，方可小水量連續進水25天，待生化效果明顯或氣溫明顯回升時，再次向兩池分別投加10﹪活性汙泥，生化工藝才能正常啟動。

5、菌種來源：厭氧汙泥主要來源於已有的厭氧工程，如啤酒厭氧發酵工程、農村沼氣池、魚塘、泥塘、護城河清淤汙泥；好氧汙泥主要來自城市汙水處理廠，應拉取當日脫水的活性汙泥作為好氧菌種，接種汙泥且按此順序確定優先級。

同類汙水廠的剩餘汙泥或脫水汙泥；

城市汙水廠的剩餘汙泥或脫水汙泥；

其它不同類汙水站的剩餘汙泥或脫水汙泥；

河流或湖泊底部汙泥；

糞便汙泥上清液。

（二）系統培養

1、接種菌種完成後，在連續運行已見到效果的情況下，採用遞增汙水進水量的方式，使微生物逐步適應新的生活條件，遞增幅度的大小按厭氧、好氧工藝及現場條件有所不同。好氧正常啟動可在10-20天內完成，遞增比例為5-10%；而厭氧進水遞增比例則要小的很多，一般應控制揮發酸(VFA)濃度不大於1000mg/L，且厭氧池中PH值應保持在6.5-7.5範圍內，不要產生太大的波動，在這種情況下水量才可慢慢遞增。一般來講，厭氧從啟動到轉入正常運行（滿負荷量進水）需要2-4個月才能完成。

2、厭氧、好氧、水解等生化工藝是個複雜的過程，每個過程都會有自己的特點，需要根據現場條件加以調整。

3、編制必要的化驗和運轉的原始記錄報表以及初步的建章立制。從培菌伊始，逐步建立較規範的組織和管理模式，確保啟動與正式運行的有序進行。

三、調試期間的監測和控制

1、溫度

溫度是影響整個工藝處理的主要環境因素,各種微生物都在特定範圍的溫度內生長。生化處理的溫度範圍在10～40℃,最佳溫度在20～30℃。任何微生物只能在一定溫度範圍內生存，在適宜的溫度範圍內可大量生長繁殖。在汙泥培養時，要將它們置於最適宜溫度條件下，使微生物以最快的生長速率生長，過低或過高的溫度會使代謝速率緩慢、生長速率也緩慢，過高的溫度對微生物有致死作用。

2、pH值

微生物的生命活動、物質代謝與pH值密切相關。大多數細菌、原生動物的最適pH值為6.5～7.5，在此環境中生長繁殖最好，它們對pH值的適應範圍在4～10。而活性汙泥法處理廢水的曝氣系統中，作為活性汙泥的主體，菌膠團細菌在6.5～8.5的pH值條件下可產生較多粘性物質，形成良好的絮狀物。

3、營養物質

廢水中的微生物要不斷地攝取營養物質，經過分解代謝(異化作用)使複雜的高分子物質或高能化合物降解為簡單的低分子物質或低能化合物，並釋放出能量；通過合成代謝(同化作用)利用分解代謝所提供的能量和物質，轉化成自身的細胞物質；同時將產生的代謝廢物排洩到體外。水、碳源、氮源、無機鹽及生長因素為微生物生長的條件。廢水中應按BOD5∶N∶P=100∶5∶1的比例補充氮源、含磷無機鹽，為活性汙泥的培養創造良好的營養條件。

4、懸浮物質SS

汙水中含有大量的懸浮物,通過預處理懸浮物已大部分去除,但也有部分不能降解,曝氣時會形成浮渣層,但不影響系統對汙水的處理。

5、溶解氧量DO

好養的生化細菌屬於好氧性的。氧對好氧微生物有兩個作用：在呼吸作用中氧作為最終電子受體；在醇類和不飽和脂肪酸的生物合成中需要氧。且只有溶於水的氧(稱溶解氧)微生物才能利用。

在活性汙泥的培養中，DO的供給量要根據活性汙泥的結構狀況、濃度及廢水的濃度綜合考慮。具體說來，也就是通過觀察顯微鏡下活性汙環保泥的結構即成熟程度，測量曝氣池混合液的濃度、監測曝氣池上清液中CODCr的變化來確定。根據經驗，在培養初期DO控制在1～2mg/l，這是因為菌膠團此時尚未形成絮狀結構，氧供應過多，使微生物代謝活動增強，營養供應不上而使汙泥自身產生氧化，促使汙泥老化。在汙泥培養成熟期，要將DO提高到3～4mg/l左右，這樣可使汙泥絮體內部微生物也能得到充足的DO，具有良好的沉降性能。在整個培養過程中要根據汙泥培養情況逐步提高DO。特別注意DO不能過低，DO不足，好氧微生物得不到足夠的氧，正常的生長規律將受到影響，新陳代謝能力降低，而同時對DO要求較低的微生物將應運而生，這樣正常的生化細菌培養過程將被破壞。

6、混合液MLSS濃度

微生物是生物汙泥中有活性的部分,也是有機物代謝的主體,在生物處理工藝中起主要作用,而混合液汙泥MLSS的數值即大概能表示活性部分的多少。對高濃度有機汙水的生物處理一般均需保持較高的汙泥濃度。在培養同時根據汙泥性狀、有機汙泥負荷等控制好剩餘汙泥排放量。

7、汙泥的生物相鏡檢

活性汙泥處於不同的生長階段,各類微生物也呈現出不同的比例。細菌承擔著分解有機物的基本和基礎的代謝作用,而原生動物〈也包括後生動物〉則吞食游離細菌。汙水調試運行期間出現的微生物種類繁多,有細菌、綠藻等藻類、原生動物和後生動物,原生動物有太陽蟲、蓋纖蟲、累校蟲等,後生動物出現了線蟲。調試運行後期混合液中固著型纖毛蟲,如累校蟲的大量存在,說明處理系統有良好的出水水質。

8、汙泥指數SVI,正常運行時汙泥指數在801/mg左右。

總的來說，活性汙泥培菌過程中，應經常測定進水的pH、COD、氨氮和曝氣池溶解氧、汙泥沉降性能等指標。活性汙泥初步形成後，就要進行生物相觀察，根據觀察結果對汙泥培養狀態進行評估，並動態調控培菌過程，同時控制好剩餘汙泥的排放。