來源：網絡（華信博潤科技整理發佈www.walsingreen.com）本文推薦關鍵詞“水質檢測儀”廢水的生化培養過程是一項複雜的工作。其理論基礎涵蓋物理學、無機化學、有機化學、微生物學、流體力學等諸多學科，雖然最早的活性汙泥過程已有近百年的歷史。然而，許多理論在學術界仍無定論。因此，在本項目的廢水生化處理過程中，經營者和管理者必須在深入的理論研究的基礎上，結合公司廢水的具體情況，不斷探索和實踐生化培養過程，並實現了系統的正常運行。在保證廢水達標的前提下，提高其理論深度，豐富其實踐經驗，完成技術儲備。
圖來源網絡 與本文無關
廢水生化處理的調試主要是在微生物培養的基礎上進行的，根據微生物的好氧條件可分為好氧處理、同步好氧處理和厭氧處理，根據微生物的生長形態可分為活性汙泥法和生物膜法。根據廢水和微生物的形態，可分為完全混合型、序批式等，而反應器的形式又可分為更多的類型。本文在理論汙水處理工程實踐的基礎上，對汙水生化處理過程中的影響因素、監測手段和控制參數進行了整理。
溫度
溫度在生化培養過程中起著重要的作用。目前，該項目的汙水處理工程雖然還沒有達到生化系統溫度的控制程度，但對各個生化反應系統和各個運行階段的溫度的測量和分析仍然對生化汙泥的馴化和培養過程起著指導作用。它可以為解釋生化文化過程中的各種現象提供依據，並幫助管理者和運營者對系統的運行和管理做出正確而及時的判斷。
溫度極大地影響活性汙泥中的微生物活性程度(包括厭氧，兼性和好氧)以及諸如溶解氧，通氣等的影響，同時影響生化反應的速率。不同類型的微生物在不同的溫度範圍內生長，約5℃~80℃。
在此溫度範圍內，可分為最低生長溫度、最高生長溫度和最佳生長溫度。根據微生物適應的溫度範圍，微生物可分為三類：中溫、高熱、高寒。中溫微生物的生長溫度為20～45℃，低溫好微生物在20℃以下，高溫好微生物在45℃以上。
對廢水，主要是中等溫度的細菌進行生物需氧生物處理，生長和繁殖的最佳溫度為20°c~37°c。當溫度超過最高生物生長溫度時，會迅速使微生物的蛋白質變性，破壞酶系統，失去活性。在嚴重的情況下，微生物會死亡。低溫會降低微生物的代謝活性，進而停止生長繁殖，但仍保存其生命力。厭氧生物處理中溫甲烷細菌的最佳溫度範圍在20°c至40°c之間，高溫為50°c~60°c。厭氧生物處理通常使用33°c~38°c和50°c~57°c的溫度。
pH值
不同的微生物具有不同的pH適應範圍。例如，細菌、放線菌、藻類和原生動物的pH值從4到10不等。大多數細菌適合於中性和鹼性環境(pH6.5至7.5)，硫化物氧化劑喜歡生活在最適pH值為3的酸性環境中，也可以生活在pH值為1.5的環境中。結果表明，大多數細菌適合於中性和鹼性環境(pH6.5~7.5)。酵母和黴菌需要生活在酸性或酸性環境中。最適pH值為3.0和6.0，最適pH值為1.5~10。
在廢水生物處理過程中，維持最佳pH值範圍是非常重要的。採用活性汙泥法處理廢水，當曝氣池中混合物的pH值達到9.0時，原生動物由活性變為停滯，細菌膠束的粘性物質解體，活性汙泥的結構遭到破壞，處理效率明顯下降。當進水pH值突然降低時，曝氣池混合液呈酸性，活性汙泥結構發生變化，二沉池中出現大量浮泥。
培養良好，馴化和成熟的生物系統具有很強的抵抗衝擊負荷的能力，但如果pH值在很大範圍內變化，將影響反應堆的效率，甚至對微生物造成毒性，導致反應堆失效因為pH值。這種變化可能導致細胞電荷的變化，進而影響微生物對營養物質的吸收和微生物代謝中酶的活性。
綜上所述，在生物系統處理廢水的過程中，應提供微生物的最佳pH範圍，使其在最佳條件下運行。
化學需氧量(鱈魚)
COD的測定方法嚴格符合汙水水質分析的國家標準檢驗方法。化學需氧量(COD)是指用化學氧化劑氧化水中有機汙染物時消耗的氧化量，以氧(mg/L)表示。化學需氧量越高，水中的有機汙染物就越多。
常用的氧化劑是重鉻酸鉀和高錳酸鉀。用高錳酸鉀作氧化劑時，測定值簡稱CODMn或OC。當用重鉻酸鉀作氧化劑時，測得的值簡稱為COD、Cr或COD。如果廢水中有機物的組成相對穩定，則化學需氧量與生化需氧量之間存在一定的比例關係。一般來說，重鉻酸鉀的化學需氧量與第一階段的生化需氧量之間的差別可以粗略地表示為不能被好氧微生物分解的有機物。
COD的測試和分析是廢水處理調試操作的重要部分。一方面，它可以掌握每個處理單元在進水過程中的進水流量，確保進水口的穩定性，不會對系統造成大的波動和影響;通過改變處理單元之前和之後的水中的COD，已知處理單元的處理效果和效率。其重要作用可歸納為以下三點：
提供詳細的進水和出水濃度，使管理人員能根據濃度變化相應地調整運行條件，保證汙水處理系統的正常穩定運行;
作為重要的技術指標，反映各加工單位的運作和加工效率;
為系統中各種現象和異常的分析、判斷和合理解釋提供依據。
活性汙泥的生物相
活性汙泥的生物相觀察在廢水的生化處理中起著極其重要的作用。它不僅反映了微生物培養和汙泥馴化的程度，而且直接反映了廢水的處理情況。活性汙泥是由細菌、真菌、原生動物、後生動物等微生物組成的混合體。
細菌具有高增殖率和強有機物分解功能，真菌也具有分解有機物的能力。原生動物主要以遊離細菌為食，進一步淨化水。後生動物主要是原生動物。
利用光學顯微鏡可以觀察絲狀真菌、原生動物和後生動物的生物相。通過對絲狀真菌種類和數量的觀察和鑑定，可以判斷汙泥的質量和處理後的水質。因此，原生動物和後生動物被稱為活性汙泥系統中的指示生物。
除了活性汙泥的宏觀指標外，汙泥的微生物指標，即汙泥的生物相，可以用普通光學顯微鏡觀察。生物量觀測由兩部分組成：一部分是觀察指示性生物(如原生動物和元動物)的數量和種類的變化。活性汙泥中存在不同質量的指示生物。通過對指示性生物的觀察，可以間接評估活性汙泥的質量。
另一部分是觀察活性汙泥中絲狀菌的數量。不同質量的活性汙泥中絲狀菌的數量是不同的，通過測量絲狀菌的數量，也可以間接反映活性汙泥的質量。
指示性生物觀察：對於特定的汙水處理系統，當活性汙泥系統正常運行時，生物相基本穩定。如果有變化，表明活性汙泥的質量發生了變化。應採取進一步的觀察和治療措施。微生物種類繁多，命名方法也十分複雜。從實際出發，操作人員應熟練掌握活性汙泥中最常見的微生物指示菌：阿米巴、鞭毛蟲、草履蟲、鍾蟲、線蟲等。這些微生物中是否有一個或多個是占主導地位的，其比例將取決於該過程的運行狀態。
在活性汙泥培養的早期階段，活性汙泥很少或沒有。這時，在顯微鏡檢查中會出現大量的變形蟲。當變形蟲佔優勢時，對汙水基本上沒有處理效果。
超高負荷活性汙泥系統中以鞭毛蟲為主，出水水質較差。然而，在活性汙泥培養過程中，鞭毛蟲的出現和優勢表明活性汙泥已經形成並向良性方向發展。中負荷活性汙泥中以草履蟲為主。此時活性汙泥處理效果良好。汙泥發育正常，具有良好的沉澱性能和生物活性，出水水質良好。
在低負荷時滯曝氣活性汙泥系統中，輪蟲和線蟲將佔主導地位，大量針狀絮凝劑可能在流出物中攜帶。大量輪蟲和線蟲顯示活性汙泥正常。如果發現鍾蟲不活動，則往往表示曝氣不足。如果有鈴蟲等原生動物死亡，則表示有毒素進入曝氣池。
在大量時鐘昆蟲存在的情況下，線蟲數量大，活性強，可能使汙泥鬆散。如果鍾蟲數量減少，而蠕蟲數量增加，則存在汙泥膨脹的潛在風險。顯微鏡檢查發現，原生動物種類很少，許多原生動物表明汙泥已經膨脹。如果發現一條鈴蟲活動，就可以清楚地看到體內的食物氣泡，說明汙水處理的程度很高，DO就足夠了。
如果二次沉澱池中有大量的水蚤(魚和昆蟲)，則體內的血紅蛋白很低，說明溶解氧很高，而當水蚤的顏色很紅時，表明出水幾乎沒有溶解氧。當輪蟲數量急劇增加時，表明汙泥老化，結構鬆散解體，汙泥排出需要加強。
絲狀細菌的觀察：在活性汙泥系統中，絲狀細菌越少越好，因為絲狀細菌在汙泥絮體中起骨架作用。通過顯微鏡觀察絲狀細菌的數量，長度和豐度可直接反映該過程的操作。需要補充的是，生物相觀察只是一種定性方法。它只能作為運行中物理和化學方法的補充手段。它不能用作過程檢測的主要方法。在連續實踐中注意積累數據是必要的，並總結了該項目的生物學。相變定律。
汙泥的理化指標，如MLSS、MLVSS、F/M和SRT
1 sv30(汙泥沉降比)：汙泥沉降比是指在靜息30分鐘後，在1000毫升氣缸內的曝氣槽中的混合物，以及汙泥體積與混合物的比例，一般使用sv30。
SV30是衡量活性汙泥沉降和濃縮性能的指標。對於一定濃度的活性汙泥，SV30越小，沉降和濃縮性能越好。正常活性汙泥的MLSS濃度為1500~4000 mg/L，SV30一般在15%~30%之間。
2SVI30(汙泥容積指數)：汙泥容積指數是指曝氣池混合物靜止30min後1000ml池中活性汙泥1g懸浮固體的體積。常用的SVI30是指ml/g、SVI30與SV30之間存在以下關係：汙泥容積指數(即汙泥容積指數)：汙泥容積指數是指在曝氣池中加入混合氣30min後，汙泥體積指數為1g活性汙泥懸浮固體的容積。
SVI30 = SV30 / MLSS×1000沉降比SV與汙泥濃度有關。當MLSS較大時，具有相同沉降性能的汙泥具有較大的SV。當曝氣池中混合物的MLSS變化很大時，SV值無法與歷史數據進行比較，反映的汙泥情況也會失真。測量SV或SVI的目的是反映二沉池中汙泥的沉降和濃度。
SVI不僅是汙泥沉降性能的指標，也是汙泥吸附性能的指標。一般來說，SVI值越大，沉降性能越差，但吸附性能越好;反之，SVI值越小，沉降性能越好，吸附性能越差。在傳統的活性汙泥法中，一般認為SVI值在100左右，綜合效果最好，過大或過小都不利於提高出水水質。
3 mlss(混合懸浮固體濃度)：指曝氣槽中混合汙水和活性汙泥的混合懸浮固體的數量，以mlss表示，以mg/l表示。它近似於曝氣罐中活性微生物的濃度，是操作管理的重要參數。
4MLVSS(揮發性懸浮固體濃度)：是指混合物中懸浮固體中有機物的含量，用MLVSS表示，它比MLSS更能準確地表示活性汙泥微生物的數量。
5SRT(汙泥齡或平均細胞停留時間)：是指活性汙泥在整個系統中的平均停留時間，一般用SRT表示：
SRT =活性汙泥系統中的總活性汙泥/每天從系統排出的活性汙泥量=(Ma + Mc + MR)/(Mw + Me)其中Ma是曝氣池中的活性汙泥汙泥量是二沉池中的汙泥量; MR是迴流系統中的汙泥量; Mw是每天排放的剩餘汙泥量;和Me是每天從二級沉澱池中帶走的汙泥量。
f/m(汙泥負荷)：指在單位時間內，某一處理效果所能維持的活性汙泥單位重量有機物的量。單位為kgbod5/kg(mlvss?D)。通常用F/M表示有機負荷，F(飼料?)用於表示進入系統的食物量，m用於表示活性微生物的量，即曝氣過程中揮發性固體的量。(另一種：汙泥裝載)-曝氣池中每千克活性汙泥每單位時間的五天生化需氧量。它的計量單位通常用千克/千克/天表示。
f/m=q?身體5(每天進入系統的食物量)/mlvss?va(曝氣過程中的微生物量)公式：q為流入流量(m3/d);bod5為進入的bod5值(mg/l);va為曝氣罐的有效體積(m3);mlvss是曝氣池中活性汙泥濃度(mg/l)。
營養元素
營養元素在工業廢水的生化處理中起著重要的作用。根據其細胞組成和代謝特性，生物培養的微生物在生長繁殖過程中需要一定數量的營養元素，主要是氮和磷。因此，在工業廢水的生物培養過程中，需要有規律地添加營養物質，以保證廢水中有足夠的氮和磷。
BOD：N：P=100：5：1，是好氧生化系統的比例，在好氧生化培養中，氮的缺乏會導致絲狀或分散的微生物種群，從而導致沉降性能差。此外，氮的缺乏使得新細胞很難形成，而舊細胞繼續去除BOD物質，導致排洩過多的副產物-絨毛柳絮，這些都具有較差的沉澱性能。
根據經驗，從廢水中每100千克BOD需要5千克氮和1千克磷。在許多條件下，氮以氨的形式存在，磷以磷酸的形式加入廢水中。細菌需要氮來產生蛋白質，並且需要磷來產生分解廢水中有機物的酶。通常，細菌可以容易地使用氨氮。處理工業廢水時，如果廢水中氮含量低，則不能滿足微生物的需要，還應加入尿素，硫酸銨，糞肥等氮營養。
細菌在微生物中需要更多的磷。在工業廢水中，需要添加磷元素，如磷酸鉀和磷酸鈉。
BOD5
bod5的試驗方法嚴格遵循國家廢水水質分析標準試驗方法。需氧微生物分解水中有機汙染物所需的氧量稱為生化需氧量(以mg/l為單位)。它反映了有氧條件下水中可生物降解有機物質的數量。生化需氧量越高，水中有氧有機物越多。
好氧微生物降解有機汙染物的過程可分為兩個階段：第一階段是有機物轉化為二氧化碳、水和氨的過程;第二階段是氨轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的過程。汙水的生化需氧量通常僅指第一階段有機生物氧化所需的氧氣量。
微生物的活性與溫度有關。20℃通常用作測定生化需氧量的標準溫度。一般來說，生活汙水中的有機物基本上需要20天左右的時間才能基本完成第一階段的分解和氧化過程，即確定第一階段的生化需氧量至少需要20天。這在實際工作中是困難的。
目前，5天被用作測量生化需氧量的標準時間，這被稱為5天生化需氧量(由BOD5表示)。根據實驗研究，一般有機物質的5天生化需氧量約為第一階段生化需氧量的70%。對於其他工業廢水，他們的5天生化需氧量和第一階段生化需氧量。差異可以更大或更近，並且不能一概而論。
生化需氧量的檢測與分析在汙水處理工程中具有重要意義。BOD/COD值可以反映廢水的可生化性。生化需氧量(BOD/COD)越高，廢水的可生化性越強，生物處理方法越適用。廢水的理化預處理單元和厭氧生物反應對提高廢水的生物降解能力，進而提高好氧生化系統的處理效率和效果起著至關重要的作用。
閱讀更多 華信博潤科技 的文章
