華遠(yuǎn)造紙集團(tuán)有限公司以麥草為主要原料，采用堿法蒸煮工藝生產(chǎn)漂白漿，在造紙和紙加工過程中產(chǎn)生的麥草漿中段水與銅版紙廢水，溶解性有機(jī)物濃度高、懸浮物多、色度深，對環(huán)境危害嚴(yán)重。公司于1998年初動(dòng)工興建了日處理2萬m3的中段水處理站，采用化學(xué)絮凝處理一級沉淀，二級活性污泥生化處理的工藝路線。在試車中，采用同步培馴與接種培馴相結(jié)合的方法，在15天內(nèi)成功地培養(yǎng)出了良好的活性污泥，保證了處理系統(tǒng)按計(jì)劃正常運(yùn)行，并順利通過國家環(huán)�？偩值倪_(dá)標(biāo)驗(yàn)收。
1 結(jié)培養(yǎng)場所——完全混合型加速曝氣池
采用14m×14m×6.5m的矩形單元的完全混合型加速曝氣池，有效水深5.5m，在曝氣充氧方式上選用鼓風(fēng)加攪拌的聯(lián)合供氣方式，充氧設(shè)備采用QBGC85-10型潛水曝氣攪拌機(jī)，功率8.5kW。
2 結(jié)培養(yǎng)過程中的環(huán)境因素
2.1 適宜的溫度
任何微生物只能在一定溫度范圍內(nèi)生存，在適宜的溫度范圍內(nèi)可大量生長繁殖。在污泥培養(yǎng)時(shí)，要將它們置于最適宜溫度條件下，使微生物以最快的生長速率生長，過低或過高的溫度會使代謝速率緩慢、生長速率也緩慢，過高的溫度對微生物有致死作用。工業(yè)廢水生物處理中最適宜的溫度為30℃左右。我公司造紙廢水全年在18～32℃間波動(dòng)，可以保證生化細(xì)菌的酶促反應(yīng)速度，使之良好生長繁殖。
2.2 適宜的pH值
微生物的生命活動(dòng)、物質(zhì)代謝與pH值密切相關(guān)。大多數(shù)細(xì)菌、原生動(dòng)物的最適pH值為6.5～7.5，在此環(huán)境中生長繁殖最好，它們對pH值的適應(yīng)范圍在4～10。而活性污泥法處理廢水的曝氣系統(tǒng)中，作為活性污泥的主體，菌膠團(tuán)細(xì)菌在6.5～8.5的pH值條件下可產(chǎn)生較多粘性物質(zhì)，形成良好的絮狀物。根據(jù)我公司廢水特征，要控制廢水的pH值在7～8.5。
2.3 保證廢水中要有適量的溶解氧(DO)
好養(yǎng)的生化細(xì)菌屬于好氧性的。氧對好氧微生物有兩個(gè)作用：①在呼吸作用中氧作為最終電子受體；②在甾醇類和不飽和脂肪酸的生物合成中需要氧。且只有溶于水的氧(稱溶解氧)微生物才能利用。本生化處理工藝中采用的潛水曝氣攪拌機(jī)將羅茨鼓風(fēng)機(jī)送來的空氣打碎成細(xì)小氣泡并與活性污泥、廢水完全混合，由導(dǎo)流口向四周甩出，最大程度地增加氣泡、水、泥的接觸面積，提高了充氧效率，保證廢水中的溶解氧。
在活性污泥的培養(yǎng)中，DO的供給量要根據(jù)活性污泥的結(jié)構(gòu)狀況、濃度及廢水的濃度綜合考慮。具體說來，也就是通過觀察顯微鏡下活性污泥的結(jié)構(gòu)即成熟程度，測量曝氣池混合液的濃度、監(jiān)測曝氣池上清液中CODCr的變化來確定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在培養(yǎng)初期DO控制在1～2mg/l，這是因?yàn)榫z團(tuán)此時(shí)尚未形成絮狀結(jié)構(gòu)，氧供應(yīng)過多，使微生物代謝活動(dòng)增強(qiáng)，營養(yǎng)供應(yīng)不上而使污泥自身產(chǎn)生氧化，促使污泥老化。在污泥培養(yǎng)成熟期，要將DO提高到3～4mg/l左右，這樣可使污泥絮體內(nèi)部微生物也能得到充足的DO，具有良好的沉降性能。在整個(gè)培養(yǎng)過程中要根據(jù)污泥培養(yǎng)情況逐步提高DO。
特別注意DO不能過低，DO不足，好氧微生物得不到足夠的氧，正常的生長規(guī)律將受到影響，新陳代謝能力降低，而同時(shí)對DO要求較低的微生物將應(yīng)運(yùn)而生，這樣正常的生化細(xì)菌培養(yǎng)過程將被破壞。
2.4 要保證廢水中的營養(yǎng)物質(zhì)
廢水中的微生物要不斷地?cái)z取營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過分解代謝(異化作用)使復(fù)雜的高分子物質(zhì)或高能化合物降解為簡單的低分子物質(zhì)或低能化合物，并釋放出能量；通過合成代謝(同化作用)利用分解代謝所提供的能量和物質(zhì)，轉(zhuǎn)化成自身的細(xì)胞物質(zhì)；同時(shí)將產(chǎn)生的代謝廢物排泄到體外。
水、碳源、氮源、無機(jī)鹽及生長因素為微生物生長的條件。造紙廢水中不缺乏生長因素、且富含纖維素、半纖維素等，可保證碳源(BOD5)，但應(yīng)按BOD5∶N∶P=100∶4∶1的比例補(bǔ)充氮源、含磷無機(jī)鹽，為活性污泥的培養(yǎng)創(chuàng)造良好的營養(yǎng)條件。
3 結(jié)培養(yǎng)過程
首先向二沉池進(jìn)滿CODCr≤450mg/l的中段廢水；然后向曝氣池進(jìn)水至總?cè)莘e的1/2，進(jìn)水CODCr控制在600～800mg/l(BOD5約在200～400mg/l)，按BOD5∶N∶P=100∶4∶1的比例補(bǔ)充氮源、無機(jī)鹽；再次各向曝氣池的每個(gè)單元投加1.5m3從附近紙廠運(yùn)來的新鮮脫水污泥(含水率在70%～80%)，同時(shí)投加豬糞2m3。鼓風(fēng)攪拌，進(jìn)行悶曝(只充氧不進(jìn)水)。
7天左右，在顯微鏡下觀察就會發(fā)現(xiàn)模糊的活性污泥絨絮和一些分散的菌膠團(tuán)，曝氣池混合液經(jīng)30min沉淀后，上清液仍較渾濁，但經(jīng)連續(xù)幾天的悶曝后，曝氣池雖然還有一定量營養(yǎng)料，但微生物生命活動(dòng)所排泄的分泌物累積到一定濃度，會較大程度上影響它們的生長繁殖，因此需注入新鮮廢水。
注入廢水量不超過曝氣池現(xiàn)有混合液的20%，按比例投加營養(yǎng)鹽，并投加適量的糞便稀釋液(糞便稀釋液不宜過多否則會導(dǎo)致反馴化)，繼續(xù)悶曝。用顯微鏡經(jīng)常觀察污泥狀況，并監(jiān)測曝氣池中CODCr的變化。若CODCr保持下降，則繼續(xù)注入新鮮廢水，同步投加營養(yǎng)鹽和糞便稀釋液，若CODCr下降幅度很小，則停加中段水。
若曝氣池已注滿，而污泥濃度較低(＜3g/l)，則采取間歇注水方式。即停止曝氣，使混合液靜沉，經(jīng)1～1.5h沉淀后進(jìn)入新鮮廢水，排除上清液，再曝氣，總操作時(shí)間以不超過2h為宜。當(dāng)污泥濃度達(dá)到一定程度(MLSS在3～6g/l)，便進(jìn)行由二沉池至曝氣池的回流循環(huán)運(yùn)行，同時(shí)逐步提高進(jìn)曝氣池廢水的濃度及廢水量，合理調(diào)節(jié)各環(huán)境因素，使微生物生長、活動(dòng)處于減速生長期，提高其凝聚吸附能力，形成良好的絮狀結(jié)構(gòu)和良好的沉降性能。
4 結(jié)培養(yǎng)過程中的鏡檢分析
4.1 微生物的增長與遞變模式
在培菌初期，水中有機(jī)物濃度很高，污泥尚未形成，這時(shí)曝氣池中可見大量游離細(xì)菌，接著出現(xiàn)能通過細(xì)胞表膜滲透作用吸收水中有機(jī)物質(zhì)的鞭毛蟲，此外還能看到一定數(shù)量的變形蟲，但不久就出現(xiàn)掠食細(xì)菌能力更強(qiáng)的纖毛蟲類。先是小型掠食細(xì)菌的游泳型纖毛蟲如豆形蟲等大量出現(xiàn)，繼而出現(xiàn)掠食小型纖毛蟲的漫游蟲等。隨著培菌的進(jìn)展，水中有機(jī)營養(yǎng)逐漸被消耗，異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量下降，游泳型纖毛蟲讓位給固著型纖毛蟲，標(biāo)志著活性污泥的逐步形成和增長。隨著污泥日趨成熟，水中有機(jī)物減少到極低時(shí)，便相繼出現(xiàn)了吞噬散落污泥的輪蟲。培菌過程中微生物的有規(guī)律演替及與污泥結(jié)構(gòu)的關(guān)系見圖1。
在造紙廢水活性污泥培養(yǎng)過程中，各類微生物出現(xiàn)的先后次序是：細(xì)菌—植物性鞭毛蟲—?jiǎng)游镄员廾x—肉足類—游泳型纖毛蟲、吸管蟲—固著型纖毛蟲—輪蟲。
4.2 原生動(dòng)物、微型后生動(dòng)物與污泥培養(yǎng)成熟程度的關(guān)系
培養(yǎng)初期：鞭毛蟲，變形蟲。
培養(yǎng)中期：游泳型纖毛蟲，鞭毛蟲。
培養(yǎng)成熟期：固著型纖毛蟲，纖蟲、輪蟲。
4.3 顯微鏡下觀察到的微生物的主要種類(16×40倍)
鞭毛蟲類：眼蟲、桿囊蟲、波多蟲、衣滴蟲。肉足蟲類∶變形蟲。游泳型纖毛蟲：草履蟲、漫游蟲、裂口蟲、豆形蟲、腎形蟲、纖蟲。
固著型纖毛蟲：鐘蟲、蓋纖蟲等枝蟲。吸管蟲類：足吸管蟲、殼吸管蟲。微型后生動(dòng)物：輪蟲、線蟲。
公司中段水處理站在培養(yǎng)活性污泥過程中，采取投加稀釋糞便、及時(shí)檢測、合理調(diào)控各種環(huán)境因子等一系列措施，從快從優(yōu)培養(yǎng)出活性污泥，使廢水處理過程大大提前，保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。 |
