污水处理工作原理

工程的调试、运行与管理

第一节菌种驯育与启动

一、厌氧培菌与启动

1．选取菌种（污泥）

用于厌氧发酵罐启动的厌氧活性污泥叫接种物。沼气发酵过程是多种类微生物共同作用的结果，要注意接种物的产甲烷活性，因为产酸菌繁殖快，而产甲烷菌繁殖很慢，如果接种物中产甲烷菌（活性污泥）数量太少，常常因为在启动过程中酸化与甲烷化速度的过分不平衡而导致启动的失败。

在确定系统运行温度后，要选择同类工程的活性污泥做接种物（菌种）。是否是相同的菌种，或富集菌种的多少，决定系统启动速度的快慢。由于各地具体条件差异，监测手段不同，启动时的操作方式也不会是一个模式，只能是类似。

条件具备的地方，处理同类废水，接种同类污泥，以保持厌氧微生物生态环境的一致。当地不具备这样的条件，需要在驯化上下工夫，启动的时间要长些，速度会慢些。厌氧发酵罐排出的活性污泥和污水沟底正在发泡的活性污泥，都可作为选取接种物的对象。接种量约占发酵容积的1/10~1/3，接种量越多，启动速度

越快，在此基础上逐渐富集。

2．菌种的驯化与富集

菌种的驯化富集可在新建的发酵罐内进行，也可在其他的容器内进行。取来的厌氧活性污泥（菌种）越多越好，再加入适量的处理原料（数量小于菌种数量的10%份额）。菌种和原料的混合液在装置内作好保温，再逐渐升温（如果是中温或高温运行，要逐渐升温到35~54℃），并调节pH在6.8~7.2范围。每隔1~2天加入新料液一次，数量仍为装置内料液的5%~10%份额，以此继续下去。驯

化富集过程，是为厌氧发酵创造必要的条件，首要条件是适宜的温度和pH，每次加入新料液的多少也是由驯化富集起来的菌种液pH的高低所确定。

3．沼气发酵启动

沼气发酵的启动是指从投入接种物和原料开始，经过驯化和培养，使发酵罐中厌氧活性污泥的数量和活性逐步增加，直至发酵罐的运行达到设计要求的全过程。这个过程所经历的时间成为启动期。沼气发酵罐的启动一般需要较长时间，若能取得大量活性污泥作为接种物，在启动开始时投入发酵罐中，可缩短启动期。

把富集的菌种投入到发酵罐内，对于较小容器的发酵罐，菌种量约占总容积的

1/3；较大容积的发酵罐，富集的菌种可以适当小于容积的1/3。然后按正常运行状态封闭发酵罐，接通全系统，使富集的菌种逐步升温到系统的运行温度。中温运行的系统，升温到35℃±1℃；高温运行的系统，升温到54℃±1℃。目前，对菌种升温速度持有不同观点，一种观点是采用间断升温办法，每次升温2~3℃，接着稳定2~3天，然后重复进行，直至升温至35℃或54℃。另一种观点是主张快速升温，每小时升温1℃。

在启动运行时，要装备监测手段，特别是对食品工业废水，要求达到排放标准。简单的做法是控制好发酵料液的温度和pH在最佳范围之内。有条件应以监视挥发酸含量代替监控pH，还应监测排出液的COD含量、去除率及沼气发酵罐的

消化负荷。启动运行阶段COD去除率要适当放宽，以满足最佳pH要求。

无论是哪种类型的发酵装置，其启动方式都是将接种物和首批料液投入发酵罐后，停止进料若干天。在料液处于静态下，使接种污泥暂时聚集和生长，或者附着于填料表面。待大部分有机物被分解去除时，即产气高峰过后，料液的pH在7.0

以上，或产气中甲烷含量在50%以上或COD去除率达到80%左右时，再进行连续投料或半连续投料运行。

每次进料要在预处理阶段升温到高出系统运行温度3~5℃，并使新料液pH调节到6.5~7范围内，每次进料量是发酵罐内料液的5%~10%，进料量的多少，由发酵罐内的料液pH高低来确定。每隔1~2天进料一次，直至发酵罐内的料液向外溢流，这为该系统启动的第一阶段。此后，逐渐缩短每次进料间隔，逐渐增加进料量，直至通过实践得出每天的最大进料量，并能满足发酵罐正常运行。如果是达标排放的环保工程，还要满足COD去除率的指标，同时也可以得出发酵罐的最大消化负荷，也就是每天每立方米发酵容积能消化多少千克COD，用kgCOD/（m3•d）表示。

在启动过程中，最常见的障碍是负荷过高所引起的发酵液有机酸含量上升、pH 降低；这会引起污泥沉降性能差而严重流失。排除的方法为：首先应停止进料，待pH恢复正常后，再以较低负荷开始进料。当发现pH已经降至5.5以下，需要添加石灰水、碳酸钠、碳酸氢钠等碱性物质进行中和。同时也可排出部分发酵液，再加入一些接种物，以起到稀释、补充缓冲物质和增加活性污泥的作用。4．UASB启动和颗粒污泥

UASB的启动最大困难时获得大量性能良好的厌氧活性污泥。最好的办法是从现有的厌氧处理设备中取出大量污泥投入消化器进行启动，如有处理相同废水的污泥则效果更好。

启动时应注意，最初污泥负荷应低于0.1~0.2kgCOD/（kgVSS•d），根据挥发酸数值，再逐步提高负荷。

在UASB内虽设有三相分离器，但出水中仍带有一定数量污泥，特别是在工艺控制不当时，常会造成大量跑泥。在正常运行时，少量活性污泥会因进水中的悬浮固体或气泡的夹带而随水冲出。污泥过满，也会使出水中污泥增多，这时应及时排放剩余污泥。在冲击负荷的条件下，可能导致污泥过度膨胀，也可大量流失污泥。

UASB的成功运行，使得消化器内形成了一种主要由厌氧消化细菌和胞外多聚物构成的微生态颗粒，人们称它为颗粒污泥。颗粒污泥的形成是厌氧消化过程的一个新发现，它实际上是沼气发酵微生物的天然固定化颗粒。在每个成熟的污泥颗粒内生活着厌氧消化生态系所必须的各种微生物类群，胞外多聚物填充于细菌之间并包围于颗粒表面，使每个污泥颗粒成为一个独立的渗透性实体。各种营养物质经过胞外酶水解后，通过渗透作用进入颗粒内供厌氧消化细菌生长繁殖，细菌之间按其食物链关系将其代谢产物互相传递，并将其终产物通过渗透作用从颗粒中排出。这样，颗粒中的每个细菌都成了这个微生态系的一员，它们与外界环境的接触都通过这个系统进行。因而对每个细菌来说，生活条件都相对稳定，使颗粒污泥对环境条件的变化具有更大的适应性。

颗粒污泥的形状大小不一，直径在0.2~5mm之间，但成熟的颗粒污泥直径多在2~3mm之间，形状多为近球形。

二、好氧活性污泥驯育与启动

1．培菌

在活性污泥的培养与驯育期间，必须满足微生物生命活动所需的各种条件，而且要求尽量理想化。一是保证足够的溶解氧和保持营养平衡，对于缺乏某些营养物质的工业废水，要适量投加一些营养物质。二是水温、pH值要尽量在最适范围内，且没有大的波动。三是有机负荷要由低而高、循序渐进。培养期间，每隔8