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1、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
2、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1/101/3，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3554C,并调节pH在6.87.2范围。每隔12天加入新料液一次，数量 仍为
3、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
4、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35C1C;高温运行的系统,升温到54C1C。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23C,接着稳定23天，然后 重复进行，直至升温至35C或54C。另一种观点是主张快速升温，每小时升温1C。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
5、，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35C,并使新料液pH调节 到6.57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12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
6、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
7、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0.10.2kgCOD/(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
8、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
9、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0.25mm之间,但成熟的颗粒污泥直径多在 23mm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小时要对混合液的污泥浓度、污泥指数、溶解氧含量等进行分析化验,同时还
10、 要检测进出水的BOD、COD及SS等指标，根据检测结果及时加以调整。（1间歇培养法间歇培养法是将污水注满曝气池,然后停止进水，开始闷曝（只曝气 而不进水。闷曝23天后，停止曝气，静止11.5小时，然后再进入部分新鲜污水，水量约为曝气池容积的1/5即可。以后循环进行闷曝、静止沉 淀、进水三个过程，但每次进水量应比上次有所增加，而每次闷曝的时间应比上次有 所减少，即增加进水的次数。当污水的温度在1520C时，采用这种方法经过15天左右,就可使曝气池中的污 泥浓度超过1g/L以上,混合液的污泥沉降比（SV达到15%20%。此时停止闷曝，连 续进水连续曝气，并开始回流污泥。最初回流比应当小些，可以控
11、制在25%左右，随着 污泥浓度的增高，逐渐将回流比提高到设计值。（2连续培养法连续培养法是使污水直接通过活性污泥系统的曝气池和二沉池， 连续进水和出水;二沉池不排放剩余污泥，全部回流曝气池，直到混合液的污泥浓度达 到设计值为止的办法。具体做法有以下三种。a. 低负荷连续培养:将曝气池注满污水后，停止进水，闷曝12天。然后连续进水 连续曝气，进水量控制在设计水量的1/2或更低，不排泥也不回流。等曝气池形成污 泥絮体后，开始以低回流比（25%左右回流污泥。当混合液污泥浓度超过1g/L后，开 始以设计回流比回流污泥。当混合液的污泥浓度接近设计值时，可根据具体情况适 量排放剩余污泥。b. 高负荷连续培
12、养:将曝气池注满污水后，停止进水，闷曝12天。然后按设计流 量连续进水连续曝气，等曝气池形成污泥絮体后，开始以低回流比（25%左右回流污 泥。当混合液的污泥浓度接近设计值时，可再根据具体情况适量排放剩余污泥。c. 接种培养:将曝气池注满污水后,投入大量其他污水处理厂的正常污泥（最好是 没有经过消化的新鲜脱水剩余污泥，再按高负荷连续培养法培养。接种培养能力大 大缩短污泥培养时间，但大型处理厂需要的接种量非常大，运输大量污泥往往不太现 实，所以此法一般只适用于规模较小的污水处理厂。当污水处理厂改建或扩建时,利 用旧曝气污泥为新曝气池提供接种污泥,是常用的做法。当新建污水处理厂有多个 系列的曝气池、
13、附近又没有污水处理厂可以提供接种污泥时,可以先在一个系列利 用上述方法成功培养污泥后，再向其他系列曝气池提供接种污泥，从而缩短全场的培 养时间和降低培养的能耗。2. 活性污泥的驯化活性污泥的驯化通常是针对含有有毒或难降解的有机工业废水而言。一般是预 先利用生活污水或粪便水培养活性污泥，再用待处理的污水驯化，使活性污泥适应所 处理污水的特点。经过长期驯化的活性污泥甚至有可能氧化分解一些有毒有机物， 甚至将其变成微生物的营养物质。驯化的方法可分为异步法和同步法两种，两种驯化法的结果都是全部接纳工业 废水。a. 异步驯化法是用生活污水或粪便水将活性污泥培养成熟后，再逐步增加工业废 水在混合液中的比例
14、。每变化一次配比，污泥浓度和处理效果的下降不应超过10%, 并且经过710天运行后，能恢复到最佳值。b. 同步驯化法是用生活污水或粪便水培养活性污泥的同时，就开始投加少量的工 业废水，随后逐渐提高工业废水在混合液中的比例。对生化性好、有毒成分较少、营养也比较全面的工业废水，可以使用同步驯化 法同时进行污泥的培养和驯化。否则，必须使用异步驯化法将培养和驯化完全分 开。第二节工程厌氧-好氧系统的运行和管理一、厌氧消化系统的运行管理启动后，厌氧消化系统管理的基本要求，在于通过控制各项工艺条件，使厌氧装置 稳定运行。只有稳定运行的消化器才会有高的运行效果。不稳定情况的出现，常常 由于操作人员在控制上的
15、疏忽,如进料量过多或过少，温度骤然升高或下降等;或因控 制条件以外的原因,如停电、停水、进水浓度大幅度波动,进水中混入强酸、强碱、 农药、抗菌素等有毒物质。因此，除日常运行坚持正确控制各种运行条件外,还要随 时注意消化器内酸化和甲烷化的平衡,及早发现出现的问题，并迅速予以纠正。1. 酸化和甲烷化的平衡酸化和甲烷化的失调，主要是因为酸化细菌的繁殖速度远远高于甲烷化细菌的 繁殖速度。失调的具体表现是:发酵液挥发酸浓度升高,pH下降;沼气产量明显减少， 沼气中的CO2含量升高,CH4含量下降;出水COD浓度升高,悬浮固体沉降性能下 降。上述三个方面如能经常检查，均可较早发现不平衡现象的出现。经验表明
16、，测定 有机酸的组成，可以预报可能发生的事故。如果有机酸不断上升，就预示着设备超负 荷，这就应该采取相应措施,如果控制有机负荷后，短期内消化作用恢复正常，说明不平 衡主要由超负荷所引起。如果控制并调节pH后，消化作用仍不正常，则应检查进料 中是否含有有毒物质。2. 污泥浓度的调节厌氧消化器内保持足够的污泥量，是保证消化器运行效率的基础,但经长时间运 行后，污泥持留量过度时，不仅无助于提高厌氧消化效率,相反会因为污泥沉积使有效 容积缩小而降低效率。或者因易于堵塞而影响正常运行，或者因短路使污泥与原料 混合情况变差，使出水中带有大量污泥。因此，当消化器运行至一定时间后就应及 时、适量地排泥，使污泥沉降的上平面保持在溢流出水口下0.51.0m的位置，这样既 可保证水力运行的畅通，又可使悬浮污泥有沉降的空间。排泥的方法多从底部排泥管排出，由于无活
