活性汙泥的培養與馴化-培養篇

活性汙泥是培養和馴化出來的。

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。

活性汙泥培養

活性汙泥從無到有，從不正常到正常的培養過程，有很多途徑可以實現，因而也就有很多培養方法。

對於一般城市汙水來說，採用任一方法都可將活性汙泥培養正常，但不同的方法所要求的培養時間不同，操作量及培養費用也不同。實踐中，應根據處理廠的具體情況，選擇一種方法培養或幾種方法並用。

培養和馴化階段對各控制指標的要求：

悶曝要求：

投新汙泥後需要悶曝，悶曝的目的是為了激活休眠狀態的微生物，而當微生物被激活後就不需要悶曝了，否則過度的曝氣就會對活性汙泥造成過度氧化，最終使活性汙泥發生自分解而死亡。這也是要把溶解氧控制在2~4mg/L的原因。

排泥要求：

在整個培菌過程中要不要排泥？覺得泥本身就少，如果再排泥豈不是白培養了？

表面看起來，這樣的說法很有道理，事實上是違背了活性汙泥整個系統的規律性要求，即活性汙泥排泥是為了置換掉陳舊的活性汙泥，保持活性汙泥的活性而進行的；

正確的做法是：在培菌過程中，當出現較具規模的活性汙泥濃度時，就需要進行適當的排泥，通常將在接觸氧化池檢測到的活性汙泥濃度超過800mg/L~1000mg/L作為培菌過程中是否需要排泥的判斷標準，也可以用SV30。

接觸氧化池排泥量的大小以排泥是否會導致系統活性汙泥濃度降低為標準，只要排泥後活性汙泥濃度不降低，即認為排泥量正常，同時排泥要求多次、連續、均勻的排泥，邊進水邊排泥。

溫度：

溫度是影響整個工藝處理的主要環境因素之一。

任何微生物只能在一定溫度範圍內生存，在特定範圍的溫度內生長，只有在適宜的溫度範圍內才能大量生長繁殖。

生化處理的溫度範圍在10~40℃，最佳溫度在20~30℃。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，過低或過高的溫度都會使代謝速率緩慢、生長速率也緩慢，過高的溫度還對微生物有致死作用，並且不能有較大的波動。

建議春秋季啟動汙泥培養，夏季溫度容易過高，冬季溫度太低。

溶解氧DO：

一般好氧區溶解氧濃度控制在1~3mg/L，兼氧區控制在0~0.5mg/L。

汙泥培養初期，由於汙泥尚未大量形成，產生的汙泥也處於離散狀態，因此曝氣量不能太大，曝氣過度的危害要大於曝氣不足，DO一般控制在1mg/L左右，逐漸增加到2mg/L左右，否則汙泥絮體不易形成。

pH：

最佳的pH值控制在7~8.5，必須保證在6~9，且不能有較大的波動。

當進水pH值為2.5~5.0和10.0~12.0時，pH值越低（或越高），汙泥活性受抑制越嚴重，上浮汙泥量越多，應每4-6小時測定一次並做好記錄。

pH對馴化階段的生物系統影響很大，進水pH值不宜低於6.5。短時間的低於6.5的廢水進入接觸氧化池是可行的，但應注意觀察其變化，正常運行pH值應控制在6.5~8.5之間。

營養：

活性汙泥培菌階段，營養劑的投加要求和正常運行時一樣，均需要嚴格掌控，但要比正常運行時投加營養劑的量略高一些，基本上要高過正常值的15%左右，目的是為活性汙泥能夠快速培菌啟動成功。

為確認效果，需要每天檢測生化池的活性汙泥濃度，以及排放水中的氮、磷含量，用來判斷是否存在營養劑的短缺，具體以排放水中磷含量不超過0.5mg/L，氨氮含量不超過5mg/L作為參考。

營養比應該是BOD:N:P=100:5:1來計算營養物的投加量，如果按COD來算的話,可以採用200:5:1。培養初期混合後生化池COD在200~300mg/L，也可以適量加大，但一般不宜超過500mg/L。氮元素控制要在25mg/L以下。

營養源分兩種，一種是有利於培養出微生物的糞便營養源，糞便的目的除補充碳源外，還可增加生化池菌種的引入；

另一種是純的營養元素。例如：澱粉、麵粉、普鈣Ca（H2PO4)2、磷酸二氫鉀KH2PO4、磷肥、尿素CO(NH2)2等。

一般來說調試前期以加入糞便為主，中後期以加入澱粉為主。另可考慮準備一些輔助藥劑，如PAC、PAM等。

培養時間：

在生化調試過程中，要做到準備充分、經驗豐富、責任心強。正常氣溫下一般用7~10d可完成培菌接種工作。再用10d左右對汙水進行馴化，累計20d左右便可進入正常運行，最遲不應該超過1個月。

接種汙泥：

接種菌種是指利用微生物消化功能的工藝單元（水解、厭氧、缺氧、好氧等工藝單元）的汙泥進行接種。依據微生物種類的不同，分別接種對應的菌種。

調試前準備一定量的接種汙泥，汙泥品種最好是同類或相似的活性汙泥，含水率在80%以上。如有困難，其它活性較強的汙泥也可使用。汙泥在使用前為保證一定的活性，對待用的汙泥需進行噴水保溼處理，在保溼條件下汙泥的活性可保持15d以上。

接種汙泥優先級：

①同類汙水廠、同種工藝（水解酸化、好氧、厭氧等）的剩餘汙泥或脫水汙泥；

②城市汙水廠的剩餘汙泥或脫水汙泥；

③其它不同類汙水站的剩餘汙泥或脫水汙泥；

④河流或湖泊底部汙泥；

⑤糞便上清液。

厭氧汙泥來源於厭氧工程，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；

常見問題：活性汙泥加PAM後壓餅還能做調試啟動菌種嗎？

可以，在選泥的時候需要去看一下是不是生化汙泥。有些汙水廠的初沉池汙泥、混凝加藥的物化汙泥、生化池汙泥混在一起，這樣的汙泥不能使用。二次沉澱池排出來的生化汙泥，加PAM經壓濾機壓出來的可以使用。

鑑定汙泥能否做接種用，可將少量泥塊搗碎後放入小容器（如燒杯或塑料桶）內，加水曝氣，經過一段時間後如果泥色能轉黃，就可用於接種。

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%（建議10%）。

冬季需要兩次投加，厭氧每次8%，好氧10%的濃縮汙泥，如果投加的是含水率略低的汙泥餅，可適量減少。

接種培菌：

接種培菌法的優點是培養時間較短，是常用的活性汙泥培菌方法，適用於大部分工業廢水處理廠。

優先將一個汙水池的汙泥培養正常以後，再為其它水池接種，能縮短總的汙泥培養時間和成本。

接種培養法常用的有如下二種：

1、濃縮汙泥接種培菌：

採用較近的城市汙水廠，以及營養齊全、毒性低的工業廢水處理系統的濃縮汙泥（應取自汙泥池、沉澱池等）作菌種來培養。

直接在所要處理的廢水中加入種泥，進行曝氣。待汙泥轉棕黃色後，開始進水，進水量逐漸增加，沉澱池開始投入運行，讓汙泥在系統內循環。

為了加快培養進程，可在培養過程中投加未發酵過的糞便清液或其它營養物。活性汙泥濃度達到工藝要求值即完成了培菌過程。

從經濟上講，種泥的量應儘可能少，一般情況下使曝氣池混合液汙泥濃度在0.5g/L以上，最好能達到1.5g/L~2.5g/L左右。

對有毒工業廢水進行培菌時，需要先採用沒有或較低毒性且有營養的汙水進行接種，也可先向曝氣池引入河水或自來水（自來水有一定的餘氯需要脫去），需先進行曝氣一段時間，然後投入種汙泥和未經發酵的糞便清液進行曝氣，直至汙泥呈棕黃色後停止曝氣，讓汙泥沉降並排掉一部分上清液，再次補充一定量的糞便清液繼續曝氣，待汙泥量明顯增加後，在保證營養汙水量足夠的前提下，由少而多逐步引入需要處理的有毒工業廢水。在培菌的後期，汙泥中微生物便能較好地適應工業廢水水質。

投加糞便清液指的是，將新鮮的糞便（人糞、豬糞等）稀釋攪勻後沉澱，取上清液投加，而不是將糞便直接投加入曝氣池中。

2、幹汙泥接種培菌：

“幹汙泥”通常是指經過脫水機脫水後的泥餅，其含水率約為70～80%。使用該接種汙泥也需要先用剛脫水不久的新鮮泥餅，一般用於邊遠地區和取種汙泥運輸距離較遠的情況。

幹汙泥接種培菌的過程與濃縮汙泥培菌法基本相同，投加至曝氣池前需加少量水並搗成泥漿。幹汙泥的投加量一般為池容積的2～5%。

幹汙泥中可能含有一定濃度的化學藥劑（如PAM），藥劑含量過高、毒性較大的則不宜用作為培菌的種泥。鑑定汙泥能否作接種用，依然是將少量泥塊搗碎後放入小容器（如燒杯或塑料桶）內加水曝氣，經過一段時間後如果泥色能轉黃，就可用於接種。

自然培菌：

也叫直接培菌法，它是利用廢水中原有的少量微生物，逐步繁殖的培養過程。城市汙水和一些營養成份較全、毒性小的工業廢水，如食品廠、肉類加工廠廢水，可以考慮這種培養方法，但培養時間相對較長。

由於自然培菌法是用廢水直接培養活性汙泥，其培菌過程也是微生物逐步適應廢水性質並獲得馴化的過程。這種培養出的微生物對當前廢水水質有一定或較強的接受、處理能力。

當水質有較大變化時，要給廢水中的微生物足夠的時間來適應新水質，要嚴格控制新水質的廢水量。

自然培菌又可分為間歇培菌和連續培菌二種。

1、間歇培菌：

方式一：

將曝氣池注滿廢水（這裡的廢水指的是營養全、毒性小的廢水），進行悶曝（只曝氣而不進廢水）。2～3d後停止曝氣，靜置沉澱1h，然後排出池內約1/5的上層廢水，並注入相同量的新鮮汙水。如此反覆進行悶曝、靜沉和進水三個過程，進水次數逐步增加，悶曝時間逐步縮短。

控制池水溫度為15～20℃（溫度低時間要延長），經過15d左右即可使曝氣池中的MLSS超過lg/L。此時可停止悶曝，連續進水和曝氣，並開始汙泥迴流。

由於培養初期汙泥濃度較低，沉澱池內以汙水為主，汙泥較少，迴流比無需太大，可取25%。此後隨著沉澱池汙泥量的增多，迴流汙泥量也要逐步增加，直至迴流比增至設計值。當汙泥濃度達到工藝所需的濃度後，即可開始正常運行，並按工藝要求進行控制。

方式二：

將接觸氧化池注入生產廢水，水量控制在總容積的1/2，同時按池容積的10%向每個接觸氧化池投加活性汙泥。

在活性汙泥的培養馴化期間，必須滿足微生物生命活動所需的各種條件，而且要儘量理想化。

一是保證足夠的溶解氧和保持營養平衡，缺乏某些營養物質的工藝廢水，要適量投加營養物質；

二是水溫、PH值要儘量在最適範圍內，且沒有大的波動；

三是有機負荷要由低而高，循序漸進，培養期間每隔4小時要對混合液的汙泥濃度、汙泥指標、溶解氧含量等進行分析化驗，同時還要檢測進水、出水的BOD5、CODcr及懸浮物SS等指標，根據檢測結果及時加以調整。

第一階段，1-10天

風機24小時運轉，悶曝兩天以後，每天向生化池進廢水1-2小時（按設計小時流量）；

第二階段，10-20天

每天向生化池進廢水3-5小時，並用顯微鏡觀察細菌情況；

第三階段，20-30天

每天向生化池進廢水5-10小時，並檢測SV30濃度，當SV30濃度達到20%時，可向汙泥池排泥。

2、連續培菌：

方式一，低負荷連續培養

先將曝氣池進滿廢水，然後停止進水。悶曝1d天后，連續進水、連續曝氣，進水量從小到大逐漸增加，可先將進水量控制在設計水量的1/2或更低。

連續運行一段時間，待汙泥絮體出現時，開始汙泥迴流，取回流比25％。隨著系統的運行，活性汙泥逐漸增多，汙泥迴流比開始逐漸增加。至MLSS超過1g/L時，開始按設計流量進水，並逐步增加汙泥迴流比。

曝氣池汙泥量（MLSS）達到工藝所需的濃度時，開始按工藝要求進行控制運行，以設計汙泥迴流比迴流，排放剩餘汙泥。

方式二，滿負荷連續培養

和低負荷連續培養的區別是：悶曝一天後，直接按設計流量連續進水，連續曝氣，待汙泥絮體形成後，開始逐步增加汙泥迴流比，MLSS至設計值時，開始排放剩餘汙泥。

汙泥培菌的注意事項：

活性汙泥培菌過程中，應經常測定進水的溫度、pH、COD、氨氮和曝氣池DO、SV、MLSS等汙泥沉降性能指標，根據情況對培養過程作隨時調整。

活性汙泥初步形成後，就要及時進行生物相觀察，根據觀察結果對汙泥培養狀態進行評估，並相應調控培菌過程。

（1）為提高培養速度，縮短培養時間，可在進水中增加營養。例如，投入足量的糞便清液進入曝氣池。

（2）溫度對培養速度影響很大，溫度相對越高，培養越快。

活性汙泥的培菌應儘可能在溫度適宜的季節進行（春秋），避免在冬季培菌。溫度適宜，微生物生長快，培菌時間短。如只能在冬季培菌又不能對汙水加熱，則應該採用接種培菌法，且所需的種汙泥要比春秋季多。

（3）汙泥培養初期，由於汙泥尚未大量形成，產生的汙泥也處於離散狀態，因而曝氣量一定不能太大，一般控制在設計正常曝氣池的1/2即可。否則，汙泥絮體不易形成。

（4）培菌過程中，特別是汙泥初步形成以後，要注意防止汙泥過度自身氧化，特別是在夏季，有不少廠都發生過此類情況。這不僅增加了培菌時間和費用，甚至會導致汙水處理系統無法按期投入運行。

要避免汙泥自身氧化，控制曝氣量和曝氣時間是關鍵，要經常測定池內的溶解氧含量，要及時進水以滿足微生物對營養的需求。若進水濃度太低，則要投加糞便等以補充營養，條件不具備時可採用間歇曝氣。

（5）活性汙泥培菌後期，適當排出一些老化汙泥，有利於微生物進一步生長繁殖。

（6）工業廢水處理廠在生產裝置投產前往往沒有廢水進入，而一旦生產裝置投產後，排放的廢水就需及時處理。所以，應根據實際情況合理確定培菌時間，並提前準備種汙泥及養料等。

（7）如曝氣池中汙泥已培養成熟，但仍沒有廢水進入時，應停止曝氣使汙泥處於休眠狀態，或間歇曝氣，減少曝氣時間或減小曝氣量，以儘可能降低汙泥自身氧化的速度。

有條件時，應投加糞便、無毒性的有機下腳料（如食堂泔腳）等營養物。

（8）大部分的廢水處理廠都有二個（格）以上的曝氣池。可先利用一個曝氣池培養活性汙泥，然後再輸送到其它曝氣池進行多級擴大培養。本法尤其適用於規模較大的廢水處理廠。

（9）並不是培養出了汙泥或MLSS達到設計值，就完成了培養工作，而應該使出水水質達到設計要求，排泥量、迴流量、泥齡等指標全部在要求的範圍內。

（10）調試期間需要的物料量（汙泥、糞便、營養源）很大，首先要保證物料投加時沒有垃圾（例如擦屁股紙、套套等~）。

在沒有調節池的情況下，需要將汙泥及補充碳源儘可能均勻地輸入各生化池內。

（11）需隨時掌握生化池內的COD及溶解氧變化情況，及時補充碳源和調整供氣量。