简述制糖企业污水处理曝气池好氧菌种的培养.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 28 日 作者简介：禤四德（1980），男，壮族，广西防城港人,专科，中级工程师,研究方向为制糖工业。-149-简述制糖企业污水处理曝气池好氧菌种的培养 禤四德 广西糖业集团防城精制糖有限公司，广西 防城港 538021 摘要：摘要：曝气池菌种的培养是生化好氧处理污水工作的重要组成部，是污水处理工作的最前端工作，主要工作内容是选择菌种的来源，碳源素的控制，以及其它工况条件的密切配合，包括合适的温度、其它养份合理有效补充、含氧量科学的供给、PH 值的正确控制，从而以最快的速度提升曝气池处理负荷能力，实现工业污水处理的达标排放，满足生产的需要，实现经济和效率的同步。关键词：关键词：曝气池；好氧菌；碳源；培养；污泥 中图分类号：中图分类号：X172 0 引言 现代化工业的不断发展和城市生活的密集发展，污水的产生范围、产生量不断加大，随着环保政策的进一步落地实施，管理的不断规范化，污水达标排放的指标也越来越严格，各方面的环保压力更大，解决污水的达标排放是企业和环境保护必须要考虑实行的问题。20 世纪初生物法处理污水的技术开始科学家们发现，并不断研究逐渐改进发展，到现在生化法处理污水已成为城市污水、有机工业污水的有效处理方法，在污水处理方面起到了极其重要的作用。生化法处理污水工艺成熟稳定，运行成本低，日常维护管理简单方便，为污水达标排放作出了巨大的贡献。在制糖企业的废水处理中主要核心工艺基本上都是采用生化法处理污水，生化法一般分为厌氧处理(在厌氧塔中进行)和好氧处理(在曝气池、罐中进行)，其中好氧处理生化法又分两大类：生物接触氧化和活性污泥法。好氧生物处理是在提供溶解氧的情况下，以好氧微生物为主对有机物进行降解，使其稳定的一种无害化处理。1好氧生物处理法，也称好氧生化法就是利用微生物分解氧化有机物的功能并采用一定的人工措施创造有利于微生物的生长繁殖的环境使微生物大量增殖以提高处理能力。生物好氧菌在处理过程中就是主军的作用。曝气池也称为好氧池，曝气池的启动也就是菌种的培养，是生化处理工作的重点内容也是难点内容。曝气池的启动可以分为初次启动即新建成或技术改造完成后，池内没有存旧污泥；第二种是再次启动即生化处理系统在处理运行过程中周期性暂停下来，时间一般不超 10 个月，池内存在一定数量的污泥。无论哪一种启动，好氧菌的培育繁殖步骤都基本上是一样的，只是投放污泥量的不同。菌源的多少决定了菌种繁殖基数的大小，在水温、氧量、碳源、氮源、磷源、PH 环境等其它培养条件相同的情况下也就决定了达到处理能力的快慢。曝气池好氧菌种的培养步骤如下：1 进水投泥 控制曝气池水位在正常水位的 60%左右，进水选择地表水、地下水、厂内正常处理的废水都可以。采用填料挂膜的曝气池，水位可能要超过 60%，控制水位没过填料支架 10cm，以便于保护填料不被曝晒和风化。然后采用浓缩污泥接种培菌或干污泥接种培菌。浓缩污泥接种培菌，采用附近污水处理厂的浓缩污泥作菌种来源；干污泥接种培菌，通常是指过脱水机脱水后的泥饼，水份在 70%-80%左右。两种法的选择主要是考虑运输条件，和就近取材的原则，对后期的运行没有多大的影响。一般都是通过罐车或农用车拉回到厂后，直接放入调节池，然后用水泵根据需要的数量抽到各个曝气池。如果没有调节池，罐车运输的直接接管泵到各个池，泥饼的则需要人工进行分配处理。污泥中菌种的新鲜度即含菌种或芽孢、孢子的数量，是判定污泥优劣的重要标准，影响繁殖速度，与达到正常处理能力成正比。一般生化处理系统都有 1-4 个甚至 6个曝气池，那么污泥的投放量可以由处理流程的前段往后段逐渐递减，并控制曝气池内 MLSS（MLSS 是混合液悬浮固体浓度（mixed liquor suspended solids)的简写,它又称为混合液污泥浓度，它表示的是在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重中国科技期刊数据库 工业 A-150-量（mg/L)。）通常控制在 1-1.5g/L 左右；正常运行后一般 MLSS 常控制在 23g/L。若单纯投放高效菌剂，则按产品投入说明进行操作，投放量亦可按流程前段往后段逐渐递减。生化系统正常运行后，流程前段是要比后段的处理负荷大，同时碳源必须逐渐减少才保证外排水的达标，随着碳源的减少，菌种在流程中的量也是呈递减趋势的。相同的工况，投放高效菌剂要比采用浓缩污泥接种培菌或干污泥接种培菌，提前 3-4天进行正常运行状态。随着菌种的不断繁殖，污泥量会不断的增加，污泥是污水处理后的附属品，是种由有机架片、细菌菌体无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。2 从快速高效的角度出发，生化处理系统再启动采用投放高效菌种是省时省工的，且从投菌剂和投污泥的直接费用来考虑，费用也是相关不大，如果再考虑人工、设备运行成本等整体运行下来投放菌剂的培养方法都要略比投污泥经济。2 曝气 曝气池投入污泥或菌剂后，为了确保有良好的好氧繁殖环境可以进行连续曝气操作。也不同别操作方法，在投菌后采用隔班（8 小时班）曝气的，理论上溶解氧浓度大于 0，说明氧气量在污水处理过程中的消耗量是够用了，但考虑到池曝气的均匀情况，以及溶解氧低于 0.6mg/L 时，硝化过程将受到较明显的抑制，且DO会随着处理负荷和整个曝气池的工况变化而不断的在变化，为了营造较为稳定良好的好氧环境，采用连续曝气较好；从冗余的角度出发，控制各曝气池溶解氧浓度在 12mg/L。结合曝气方式不同，泥水搅动达到均匀、平缓即可。曝气量过大，池内溶解氧升高，会增加能耗。部分工艺池内采用填料结构的，曝气过猛，不利于初期填料挂膜。生化处理系统正常运行后，曝气工作，可以每班或每天适当加曝 1-2 个小时。即在维持正常工作曝气的前提下，适当增加 15%30%曝气压力，使风量增加，风力增大，这样可以增加池底和池侧沉积污泥的搅动，有利于各部位的正常运行工作，有利于整个曝气池的充分利用。目前，一些使用曝气盘、旋混曝气器的曝气方式，极容易在盘底、池底部约池底面往上 2530cm 的空间造成污泥沉积，整个池溶的空间利用不够充分，为了解决该问题，可以在停机检修时，对底部曝气管适当增加一些水平向下60 度角、直径 3mm 左右的气孔，在运行时可以将池底的沉积污泥绝大部分搅动起来，增加污泥的活性，从面提高整个曝气池的处理能力。3 营养物质的投放 为了确证好氧菌繁殖所需的营养物质，一般在曝气 24-36 小时后开始向池内投放菌种繁殖所需的营养成份，主要包括碳源：废糖、废糖蜜、生物质碳源、葡萄糖、啤酒废液、面粉等；氮源：主要添加尿素；磷源：主要添加磷酸二氢钾。碳源的首次投放量根据设计处理污水的 COD（化学需氧量）浓度的 20%进行控制投放量。可以根据以下公式计算碳源投放量：M碳=c*20%*V*10-3/M：表示碳源物质的投量（Kg）;C:表示设计处理污水的 COD 的浓度减去原池内水的 COD 的浓度（mg/L）；V:表示碳源投入水体的体积（m3）；：表示碳源物质中碳成份的百数（%）。举例说明，比如某公司生化处理系统设计污水进水浓度为 800mg/L；投放碳源为废糖，经分析糖份为60%；要投入的水体的体积为 700 立方；原池内水的 COD浓度为 40mg/L；那么需要投放的碳源废糖的重量为：（80020%-40）70010-360%140（Kg）。当碳源物质中碳成份不好测定时，可以按经验值进行投放。首次投放碳源时由于菌种的消解能力不强，投放过多的碳源没有被及时吸收利用分解，可能在流程中转化，最终利用率会有所降低。碳源应选择有机、易分解的有机物质。首次投放碳源 1 小时后要对曝气的水样做一次COD 分析，为了减少误差取样点最好选择流程的上、中、下三个点。12 小时后再次对曝气池的水样做一次分析，看看降解情况，再适当添加碳源；一般降解超过 70%以上再进行碳源的补充。比如上例，首次投放碳源后，曝气池的 COD 浓度为 160mg/L，那么再次测量曝气池的COD 下降到 48mg/L 以下即可补充碳源。有污水需要处理的，也可以适当进水提供碳源，作为提供碳源另一种途径或辅助方法，减轻成本投入。碳源的投放可以直接抛撒的方式投放，也可以溶解后用调节水泵抽。用调节漏水泵抽取的，前期可以采用并列提供，后期可采用内循环串联提供，逐渐适应正常进水处理。氮源和磷源的添加也是在曝气24-36小时后开始，中国科技期刊数据库 工业 A-151-可以根据污水排放标准的最高浓度计算投放量，一次性投放。投放数量可以按碳源的计算公式进行计算。即 M氮=c*20%*V*10-3/；M氮：表示碳源物质的投量（Kg）;C:表示污水排放标准的最高浓度减去原池内水的总氮的浓度（mg/L）；V:表示碳源投入水体的体积（m3）；：表示碳源物质中碳成份的百数（%）。M磷=c*20%*V*10-3/。M磷：表示碳源物质的投量（Kg）;C:表示污水排放标准的最高浓度减去原池内水的总磷的浓度（mg/L）；V:表示碳源投入水体的体积（m3）；：表示碳源物质中碳成份的百数（%）。广西壮族自治区是我国的主要产糖省份，大部分制糖企业都集中在该省份，根据广西壮族自治区地方标准（DB458932013）甘蔗制糖工业水污染物排放标准，总氮的达标排放指标为小于 9mg/L。总磷的达标排放指标为小于 0.5mg/L。按照这两个指标值进行计算，在执行标准的范围内是不会因为投放营养物质而造成初期排放超标的。投入方式最好是用水桶或其它溶器完全溶解后，再按比例投放。氮源和磷源投放后 1 个小时，对各项指示进行一次抽样分析。投放后取样时间的限定主要是为了保证氮源和磷源在曝气池中混和均匀，并且采样点也是选择流程的上、中、下三个点。其最终目的就是确保数据准确，以免因数据误差较大，造成指导决策的错误。第一次氮源、磷源采样化验后的 3 至 4天，根据菌种的繁殖和实际处理能力、水质的指标浓度进行取样化样后再根据指标适量添加。添加的量可以按上述公式进行计划，一定要控制在排放指标的范围内，考虑分析误差的话可以再降低一点浓度，以免造成污水排放时指标超标。4 其它参数控制 水温控制在 2537为最佳范围，处于最佳温度时，生长速度达到最快，代时也是最短的，也就是该温度菌种最为活跃，繁殖最快。在生长温度范围，温度高，细胞膜流动性大，有利于物质的运输；反之则降低。低温、高温会造成菌种活跃性降低、甚至死亡，系统处理能力下降，甚至瘫痪崩溃。超过最低温度时，微生物不生长，温度过低，甚至会死亡。超过最高生长温度时，菌种也不生长，温度过高，也会发生死亡。PH 控制在 6-9 范围，污水的酸碱度对细菌的代谢活力有很大的影响。大多数细菌、藻类和原生动物最适宜的 PH 值为 6.57.5 之间，尤其是形成菌胶团的细菌能相互凝聚成良好的絮状物。3控制 PH 值在最佳范围菌种有利于营养物质的吸收，生物酶活性正常，菌种活跃；当 PH 值在 7.5-8.5 之间，是硝化细菌最佳的范围。从实际操作效果来看，一般 也是流程前段的曝气池 PH 值是偏低的，流程后段曝气池的 PH 值是偏高一点，这样在曝气池的最末端或在沉淀时末端增加回流泵，将污水抽回到流程最前端，实现反硝化作用。流程前端的 PH 值为 6.57.5 之间恰好也正是好氧菌消化菌的理想生长环境。控制适宜范围，亦可有效应对系统发生波动，对保证出水 PH 值符合排放标准有较大的适应幅度。含有毒有害物质的污水在培菌期间严禁进入曝气池内，常见的像重金属污水，有油污染的废水，一些化验的废液、其它有毒的物质等。有毒有害物质会影响菌种的繁殖，甚至会直接造成菌种死亡，且在生化处理系统中几乎没有能够得到降解，甚至会随污水一起外排，造成不环境的污染。5 低负荷运行 投菌第 5 天可以按处理能力的 10%开始连续均匀进水到流程开始低负荷运行处理，通过 COD 化验结果分析曝气池的降解能力，适当调整进水量和养份。按照最理想的条件培养菌种，9 天左右，基本达到正常的处理能力。运行时间和状态如表 1。表 1 曝气池不同培育时间的工况状态 时间 第一天 第二天 第三天 第四天 第五天 第六天 第七天 第八天 运行 状态 进水投泥 曝气(持续）添加碳源等营养物质 污泥渐渐变为茶黄色 污泥略带土腥味 10%进水量连续运行 20%进水量连续运行 40%进水量连续运行 60%时水量连续运行 中国科技期刊数据库 工业 A-152-6 总结 生物菌种好氧污水处法，能非常有效的处理一般的工业废水达标排放，特别是在制糖企业中广泛应急，并取得了良好效果，运行经济非常值得推广和利用，菌种培养训化是处理工作的重要部分，需要精心操作，认真分析，温度、PH 值、有毒有害物质、养份、曝气量等因素交叉影响，碳素作为重要的养份，是提高曝气池处理能力的首要条件，其它参数跟随碳元素消解工况的变化，跟着调整变化。参考文献 1刘天江,李瑞莲,王保民,等.悬浮及附着生物厌氧-好氧污水生化处理技术的应用J.油气田环境保护,2006(3):7-11.2黄雅曦,李季,李国学.污泥处理与资源化利用现状分析J.农业环境科学学报,2003(6):765-768.3刘天江,李瑞莲,王保民,等.悬浮及附着生物厌氧-好氧污水生化处理技术的应用J.油气田环境保护,2006(3):7-11.