工業廢水生物處理技術:好氧活性污泥與生物膜的培養方法及應用
工業廢水的生物處理是現代污水處理工藝中的重要組成部分,根據微生物對氧氣的需求,通常分為厭氧處理和好氧處理兩大類。
根據微生物在構筑物中的存在狀態,又可分為懸浮狀態的活性污泥法和固著狀態的生物膜法。
本文將詳細介紹這兩種主要的好氧處理方法——好氧活性污泥的培養和生物膜的形成過程,并結合最新研究進展進行優化和完善。
一、好氧活性污泥的培養方法
1. 間歇式曝氣培養
菌種選擇:采用與本廠不同水質廢水處理廠的活性污泥作為菌種來源,需經過馴化以適應新的環境條件。
初期馴化:先用低濃度廢水進行間歇式曝氣培養,每次曝氣24小時后沉淀1小時,排出上清液并補充新鮮廢水。此階段持續3-7天,通過顯微鏡觀察微生物生長情況,確保活性污泥結構逐漸緊密。
中期馴化:隨著廢水濃度逐步提高,微生物種類也發生變化,原生動物數量增加,尤其是鞭毛蟲和游動性纖毛蟲的出現表明系統正在穩定發展。
后期馴化:當活性污泥沉降性能良好,菌膠團結構緊湊,且原生動物以固著型鐘蟲為主時,表明活性污泥已進入成熟期。此時,MLSS(混合液懸浮固體)濃度應達到約2000 mg/L,出水水質指標符合設計要求。

2. 連續式曝氣培養
接種量:使用與本廠相同水質處理廠的活性污泥直接接種,接種量按曝氣池有效容積的5%-10%投加。
啟動方式:初期可采取連續悶曝的方式,并按碳氮磷比例添加適量營養物質,隨后逐步增大進水量,保持適當的溶解氧水平。
監測手段:通過顯微鏡檢查和化學分析來判斷活性污泥是否成熟,重點觀察菌膠團結構的變化以及指示性原生和后生動物的出現。

二、好氧生物膜的培養方法
1. 自然掛膜法
操作流程:將含有自然菌種的工業廢水緩慢泵入空的塔式生物濾池或其他類型的生物濾池中,循環運行3-7天,使廢水中的微生物附著在濾料表面,形成一層粘性的生物膜。
效果評估:隨著微生物量的增加,濾料上的生物膜逐漸增厚,直至形成穩定的分層微生物相,確保出水水質達標。
2. 活性污泥掛膜法
操作流程:取生活污水或工業廢水處理廠的活性污泥作為菌種,與本廠廢水混合后泵入濾池內,循環運行3-7天后改為慢速連續進水。此過程中,活性污泥中的微生物會附著在濾料上并迅速繁殖,最終形成成熟的生物膜。
效果評估:當濾池自上而下形成正常的分層微生物相,且出水水質達到排放標準時,即完成生物膜的培養工作。
3. 優勢菌種掛膜法
菌種篩選:從自然環境中或廢水處理過程中篩選出對特定工業廢水具有強降解能力的優勢菌株。
操作流程:將優勢菌種與廢水充分混合后泵入生物濾池內,循環運行3-7天,使其附著于濾料上。然后逐步增加進水量,直至濾池出水各項指標均達到排放標準,完成生物膜的構建。

好氧活性污泥法和生物膜法均為有效的工業廢水處理手段,各自有著獨特的優缺點和技術難點。
通過對這兩種方法的深入理解和優化實踐,可以顯著提高污水處理效率,降低運營成本,同時保障環境安全。
未來的研究方向應聚焦于開發更加高效、經濟的微生物處理技術和設備,為實現綠色可持續發展貢獻力量。
三、培菌常見問題
1、活性污泥培菌幾周都不能形成活性污泥的原因及應對措施
(1)進流廢水水質有問題
對于進水有機物濃度低的,需要添加底物濃度,如甲醇、糖、化糞池水等。
對于pH值的變化,要在物化段調整好,不要出現誤操作而使過高過低的pH值污廢水進入培菌生化系統。
對于特殊污廢水的入流,應該考慮到它的抑制性,盡量在培菌成功后開始進水。
(2)曝氣過度
曝氣過度會出現污泥顏色變淺,上清液渾濁的現象,此時應該停止曝氣。
2、生物膜法微生物菌種培養幾周都不能掛膜的原因及應對措施
(1)廢水可生化性差,前端預處理處理不到位,導致廢水水質變化大,營養物比例失衡。
(2)pH、水溫、鹽度、溶解氧等影響,導致微生物生長繁殖受到抑制。
3、培菌時出現大量泡沫的原因及對策
(1)游離細菌過多導致產生大量白色粘稠泡沫
首先這是培菌初期的一個正常情況,遇到也不要擔心。這是由于培菌初期產生了大量游離細菌而使得水體粘稠,加上曝氣作用,就會產生大量白色粘稠泡沫,一般持續3~7天。
但是,如果長期存在,要考慮是否存在持續的高負荷狀態。
(2)有毒物質的流入
在培菌后期,如果進流污廢水中含有對當前培菌活性污泥有抑制作用的化學物質時,會使得培菌活性污泥非常容易死亡。這時生化池+出水變得異常渾濁,有白色泡沫和浮渣產生。
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