高污染水源快速培養、馴化活性污泥

張永勝

（神華包頭煤化工有限責任公司，內蒙古包頭014010）

高污染水源快速培養、馴化活性污泥

張永勝

（神華包頭煤化工有限責任公司，內蒙古包頭014010）

對某煤化工污水處理裝置檢修開工期間污泥快速培養馴化進行了研究。微孔曝氣A/O生化池利用高濃度污水（COD、氨氮）直接進行污泥培養馴化，有效的縮短了污泥培養馴化周期，提高了污泥抗沖擊能力。實踐證明，在檢修期間采用自身污泥接種與高污水混合比例≥1/2，系統混合液接種悶曝約3 d~5 d就能完成污泥培養馴化，出水指標（COD≤60 mg/L，氨氮≤3 mg/L），17 d之內生化系統能培養出成熟的活性污泥，出水指標（COD≤60 mg/L，氨氮≤1 mg/L）。

污水處理；活性污泥；培養馴化

活性污泥法是一種污水的好氧生物處理法，由英國的克拉克（Clark）和蓋奇（Gage）于1912年發明。經過100多年的研究與實踐，已經成為各類污水的首選方法。活性污泥的培養馴化是污水檢修開停工、運行的關鍵環節。特別對于那些難降解的污染源，通過污泥培養馴化可以有效、適量處理。

活性污泥處理污水的基本原理就是利用懸浮在污水中的活性污泥菌膠團，在滿足微生物生長有利的環境下和污水充分接觸，通過向污水中連續通入一定量的空氣，一定時間后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團為主的微生物群，具有很強的吸附與氧化有機物的能力。以分解去除污水中的有機物污染物、含N、P物質和某些有毒物質。產生H2O、CO2、N2而使污水得到凈化。

煤化工工廠污水裝置現已建成并運行平穩。A、B、C三套生化處理規模分別為200 m3/h、200 m3/h、300 m3/h。 A、B生化系統來水水質設計指標COD≤600 mg/L，氨氮≤200 mg/L；C生化系統來水水質設計指標COD≤1 300 mg/L，氨氮≤250 mg/L。通過17 d的培養馴化，系統處理達到滿負荷，活性污泥培養成熟，生物種類、數量較多，微生物活性較好，絮體密實、自由水清澈。生化系統出水指標合格（COD≤60 mg/L，氨氮≤1 mg/L）。

表1　A/B/C生化系統設計處理水量及進、出水質

1　活性污泥的培養馴化

1.1活性污泥培養馴化的目的

活性污泥培養馴化的目的就是通過一定的方法培養活性污泥，使其微生物增值，達到一定的濃度；再通過活性污泥馴化對混合微生物群體進行淘汰和誘導，最終使其具有能處理本裝置廢水的微生物優勢群體。

1.2活性污泥培養馴化的背景及要求

背景：某煤化工污水裝置共3套生化處理系統A、B、C，由于上游裝置排水量較大，檢修期間污水裝置最少保證單套運行。為了縮短培養馴化時間，能有效、針對性地處理上游污水，本次大膽嘗試新的污泥培養馴化方式。污泥接種采用自身菌種，培養營養液采用高COD（600 mg/L～1 300 mg/L）、高氨氮（200 mg/L～260 mg/L）污水，未經稀釋直接進行活性污泥培養、馴化。其中A/ B/C設計處理水量及進、出水指標（見表1）。

污水裝置A、B、C三套生化系統，根據設計進、出水水質要求，采用適合本裝置改進版A/O工藝流程（見圖1）。

要求：（1）高濃度污染物水源充足；（2）接種培養馴化時選用自身成熟的菌種；（3）在運行的單系列生化系統污泥濃度控制在5 000 mg/L～6 000 mg/L；（4）微生物所需營養鹽（C、N、P）等三劑準備充足；（5）馴化時水溫控制在25℃～30℃，DO控制2.5 mg/L～3.5 mg/L，pH控制在7～8；（6）悶曝、培養馴化期間水質分析、鏡檢及時跟蹤。

圖1　污水裝置工藝流程圖

2　活性污泥培養馴化的操作步驟

（1）污水裝置B系列檢修前單系列運行，污泥平均濃度為5 040 mg/L，池容15 000 m3。

（2）C系列池容18 000 m3，接收B系列泥水6 000 m3、高污染物水12 000 m3（COD：1 959 mg/L，氨氮：187 mg/L）；A系列池容15 000 m3，接收B系列泥水9 000 m3、高污染物水6 000 m3（COD：1 916 mg/L，氨氮：187 mg/L）。

（3）A、C系列開始悶曝（3 d～5 d），好氧池末端DO控制在2.5 mg/L～3.5 mg/L。系統建立硝化液回流，流量控制在正常值的50%～100%，目的使活性污泥與高污染水充分混合。此時根據水質分析，適當向系統補充一定的P鹽、堿度，維持微生物正常的新陳代謝。

（4）A系列開始悶曝（4 d），C系列悶曝5 d后，出水COD均小于60 mg/L，氨氮均小于1 mg/L，活性污泥培養成熟，微生物種類、數量較多且活性較好（鐘蟲、累枝、漫游蟲、均可看到）。

（5）悶曝合格后，A、C系統少量多頻次開始進水，每次調整進水量不高于設計水量的5%～10%，時間間隔根據出水水質情況調整。系統二沉池投運，污泥回流調整至正常值。第17 d系統達到滿負荷。活性污泥馴化成功，微生物種類、數量較多且活性較好（鐘蟲、累枝、漫游蟲、均可看到），自由水清澈。出水指標COD≤60 mg/L，氨氮≤1 mg/L。

（6）系統剩余污泥排泥量根據污泥濃度、污泥齡調整。

（7）水質分析頻次每6 h分析1次，分析項目包括A、O池的MLSS、MLVSS、正磷酸鹽、COD、氨氮、pH、DO、SV30、SVI、ORP。

3　活性污泥培養馴化過程中藥劑的投加情況

（1）根據水質分析，相應補充一定的葡萄糖、甲醇、尿素、磷鹽、碳酸鈉等。

（2）若高污水水源炭、氮充足，則不需額外補充炭、氮藥劑，僅根據微生物新陳代謝和水中pH補充少量的磷鹽和堿度。

4　活性污泥培養馴化期間微生物種群鏡檢（以C系列為例）

4.1悶曝初期鏡檢（見圖2）

4.2悶曝第5 d鏡檢（見圖3）

4.3系統負荷提到滿負荷300 m3/h時鏡檢（見圖4）

分析：（1）悶曝初期，鏡檢明顯可以看到絮體較小、較散、自由水不清、雜質較多，零星可看到小鐘蟲，活性不是很好，應該是接種時攜帶的微生物，而非系統自身培養出的。此時系統中自身逐漸培養出以有機顆粒為食的側滴蟲、變形蟲、尾棘蟲，其中以變形蟲、側滴蟲占優勢。

（2）悶曝第5 d，鏡檢明顯有較大的改觀，接種活性污泥開始復蘇，系統開始出現以細菌為食的纖毛類原生動物如鐘蟲、累枝，吸管蟲，變形蟲、側滴蟲數量減少。絮體較好，菌膠團較為密實，微生物鐘蟲、累枝、漫游蟲均可看到且活性較好，自由水較為清澈。

（3）系統根據出水指標逐漸提升進水量直到滿負荷運行（300 m3/h），鏡檢可以看出，生物種群數量、種類都有所增加且活性較好。絮體大而密實，微生物種群數大于4~6種，鐘蟲、累枝、漫游蟲、輪蟲活性較好，自由水清澈。此時活性污泥較為成熟。

圖2　

圖3　

圖4　

圖5　C生化系統污泥濃度與出水COD變化趨勢圖

5　活性污泥培養馴化過程中的水質分析（以C生化系統為例）

5.1系統污泥濃度與出水COD變化變化趨勢圖

從圖5可以看出，系統在5 d時間的馴化后，接種污泥逐漸開始適應高污染水源，污泥增殖速度較快，5 d后系統MLSS已達到系統正常運行的污泥濃度，且污水處理效果較為明顯，出水COD平均值為50 mg/L。5.2C系統進水、出水COD與進水量變化趨勢圖

從圖6可看出，系統在悶曝期間，系統降解COD的能力逐漸加強，隨著后續進水量逐步提升，系統的出水COD基本維持在50 mg/L，后期出水COD有下降趨勢達到38 mg/L，COD平均去除率達到97.1%，說明系統活性污泥培養成熟，具備處理此類型的污水。

5.3系統氨氮進水、出水變化趨勢圖

從圖7可看出，系統在悶曝期間，系統降解氨氮的能力逐漸加強，直到第7天時系統處理氨氮才達到運行正常值，隨著后續進水量逐步提升，系統的出水氨氮基本維持在0.69 mg/L，氨氮平均去除率達到99.5%，說明系統活硝化與反硝化細菌已完全培養成熟，具備處理此類型的污水。

圖6　C系統進水、出水COD與進水量變化趨勢圖

圖7　C系統進水、出水氨氮與進水量變化趨勢圖

6　培養馴化期間注意事項

6.1前期準備是關鍵

如前期工藝方案的制定尤為重要，根據進、出水水質的變化來確定污泥培養馴化方式；污泥接種培養時最好用自身的污泥，而且污泥濃度控制＞5 000 mg/L，這樣污泥適應性較快，針對性菌群易培養和馴化；三劑的準備也是決定性因素，保障了污泥培養馴化期間微生物新陳代謝所需的營養源。

6.2控制精細化

污泥培養馴化期間，根據出水水質采取分階段增加進水量，避免流量過大而引起系統沖擊。同時各項工藝參數應嚴格控制，如系統正磷含量小于1 mg/L時及時向系統補充一定的磷鹽，防止系統微生物的新陳代謝的C∶N∶P=100∶5∶1的失衡；系統溶解氧DO的控制，在培養初期，DO不宜過高，因此時污泥絮體較為松散，防止將絮體打碎或過氧自身分解，一般控制在2～3；當系統開始進水時，污泥回流要及時建立，這樣可以將剛培養出來成熟的活性污泥回流到系統中。

7　結語

某煤化工污水處理裝置在檢修開工期間，生化系統利用高濃度污水（COD、氨氮）未經稀釋直接進行污泥培養馴化，此法是成功可行的，有效的縮短了污泥培養馴化周期，節省了大量藥劑，降低了培養馴化成本，提高了污泥抗沖擊能力。

［1］吳波，顧嶺，劉金岷.石化污水活性污泥的培養馴化［J］.西部大開發，2010，（1）：58-59.

［2］戴維良，程曉波，林哲.竹園第二污水處理廠活性污泥培養馴化的經驗［J］.上海水務，2008，24（4）：29-32.

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.05.028

TE992.2

A

1673-5285（2015）05-0117-05

2015－03-09

張永勝，高級工程師，畢業于內蒙古工業大學化學工程系，現就職于神華包頭煤化工有限責任公司公用工程中心，郵箱：zhangyongsheng@csclc.com。