華遠造紙集團有限公司以麥草為主要原料，采用堿法蒸煮工藝生產漂白漿，在造紙和紙加工過程中產生的麥草漿中段水與銅版紙廢水，溶解性有機物濃度高、懸浮物多、色度深，對環境危害嚴重。公司于1998年初動工興建了日處理2萬m3的中段水處理站，采用化學絮凝處理一級沉淀，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合的方法，在15天內成功地培養出了良好的活性污泥，保證了處理系統按計劃正常運行，并順利通過國家環保總局的達標驗收。
1 結培養場所——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加攪拌的聯合供氣方式，充氧設備采用QBGC85-10型潛水曝氣攪拌機，功率8.5kW。
2 結培養過程中的環境因素
2.1 適宜的溫度
任何微生物只能在一定溫度范圍內生存，在適宜的溫度范圍內可大量生長繁殖。在污泥培養時，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，可以保證生化細菌的酶促反應速度，使之良好生長繁殖。
2.2 適宜的pH值
微生物的生命活動、物質代謝與pH值密切相關。大多數細菌、原生動物的最適pH值為6.5～7.5，在此環境中生長繁殖最好，它們對pH值的適應范圍在4～10。而活性污泥法處理廢水的曝氣系統中，作為活性污泥的主體，菌膠團細菌在6.5～8.5的pH值條件下可產生較多粘性物質，形成良好的絮狀物。根據我公司廢水特征，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)
好養的生化細菌屬于好氧性的。氧對好氧微生物有兩個作用：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將羅茨鼓風機送來的空氣打碎成細小氣泡并與活性污泥、廢水完全混合，由導流口向四周甩出，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。
在活性污泥的培養中，DO的供給量要根據活性污泥的結構狀況、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構即成熟程度，測量曝氣池混合液的濃度、監測曝氣池上清液中CODCr的變化來確定。根據經驗，在培養初期DO控制在1～2mg/l，這是因為菌膠團此時尚未形成絮狀結構，氧供應過多，使微生物代謝活動增強，營養供應不上而使污泥自身產生氧化，促使污泥老化。在污泥培養成熟期，要將DO提高到3～4mg/l左右，這樣可使污泥絮體內部微生物也能得到充足的DO，具有良好的沉降性能。在整個培養過程中要根據污泥培養情況逐步提高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，正常的生長規律將受到影響，新陳代謝能力降低，而同時對DO要求較低的微生物將應運而生，這樣正常的生化細菌培養過程將被破壞。
2.4 要保證廢水中的營養物質
廢水中的微生物要不斷地攝取營養物質，經過分解代謝(異化作用)使復雜的高分子物質或高能化合物降解為簡單的低分子物質或低能化合物，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，轉化成自身的細胞物質；同時將產生的代謝廢物排泄到體外。
水、碳源、氮源、無機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)，但應按BOD5∶N∶P=100∶4∶1的比例補充氮源、含磷無機鹽，為活性污泥的培養創造良好的營養條件。
3 結培養過程
首先向二沉池進滿CODCr≤450mg/l的中段廢水；然后向曝氣池進水至總容積的1/2，進水CODCr控制在600～800mg/l(BOD5約在200～400mg/l)，按BOD5∶N∶P=100∶4∶1的比例補充氮源、無機鹽；再次各向曝氣池的每個單元投加1.5m3從附近紙廠運來的新鮮脫水污泥(含水率在70%～80%)，同時投加豬糞2m3。鼓風攪拌，進行悶曝(只充氧不進水)。
7天左右，在顯微鏡下觀察就會發現模糊的活性污泥絨絮和一些分散的菌膠團，曝氣池混合液經30min沉淀后，上清液仍較渾濁，但經連續幾天的悶曝后，曝氣池雖然還有一定量營養料，但微生物生命活動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有混合液的20%，按比例投加營養鹽，并投加適量的糞便稀釋液(糞便稀釋液不宜過多否則會導致反馴化)，繼續悶曝。用顯微鏡經常觀察污泥狀況，并監測曝氣池中CODCr的變化。若CODCr保持下降，則繼續注入新鮮廢水，同步投加營養鹽和糞便稀釋液，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1～1.5h沉淀后進入新鮮廢水，排除上清液，再曝氣，總操作時間以不超過2h為宜。當污泥濃度達到一定程度(MLSS在3～6g/l)，便進行由二沉池至曝氣池的回流循環運行，同時逐步提高進曝氣池廢水的濃度及廢水量，合理調節各環境因素，使微生物生長、活動處于減速生長期，提高其凝聚吸附能力，形成良好的絮狀結構和良好的沉降性能。
4 結培養過程中的鏡檢分析
4.1 微生物的增長與遞變模式
在培菌初期，水中有機物濃度很高，污泥尚未形成，這時曝氣池中可見大量游離細菌，接著出現能通過細胞表膜滲透作用吸收水中有機物質的鞭毛蟲，此外還能看到一定數量的變形蟲，但不久就出現掠食細菌能力更強的纖毛蟲類。先是小型掠食細菌的游泳型纖毛蟲如豆形蟲等大量出現，繼而出現掠食小型纖毛蟲的漫游蟲等。隨著培菌的進展，水中有機營養逐漸被消耗，異養細菌數量下降，游泳型纖毛蟲讓位給固著型纖毛蟲，標志著活性污泥的逐步形成和增長。隨著污泥日趨成熟，水中有機物減少到極低時，便相繼出現了吞噬散落污泥的輪蟲。培菌過程中微生物的有規律演替及與污泥結構的關系見圖1。
在造紙廢水活性污泥培養過程中，各類微生物出現的先后次序是：細菌—植物性鞭毛蟲—動物性鞭毛蟲—肉足類—游泳型纖毛蟲、吸管蟲—固著型纖毛蟲—輪蟲。
4.2 原生動物、微型后生動物與污泥培養成熟程度的關系
培養初期：鞭毛蟲，變形蟲。
培養中期：游泳型纖毛蟲，鞭毛蟲。
培養成熟期：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。微型后生動物：輪蟲、線蟲。
公司中段水處理站在培養活性污泥過程中，采取投加稀釋糞便、及時檢測、合理調控各種環境因子等一系列措施，從快從優培養出活性污泥，使廢水處理過程大大提前，保證了生產的順利進行。 |
