廢水的生化培養過程是一項錯綜複雜的工作，其理論基礎涉及物理學、無機（jī）化學、有機化（huà）學、微（wēi）生物學、流體力學等多種學科，盡管較早的（de）活性汙（wū）泥工藝（yì）迄今已有（yǒu）近百年的曆史（shǐ），但是諸多理論在（zài）學術（shù）界仍無定論。因此，在本項目（mù）廢水生化處理過程中，就要求（qiú）操作及（jí）管理人員，在深入理論研究（jiū）的基礎上，結合公司廢水具體情況，在生化培養過（guò）程中不斷地進行探索實踐，在做到（dào）係統正常（cháng）運行（háng），確保廢水達標排放的（de）前提下，提高其理論（lùn）深度，豐富其實踐經驗，完成其技術（shù）儲備。

　　廢水生化處理調（diào）試是以微生物的培養為主要過程的工作，按照微生物的需氧情況可分為好氧處理、兼氧處理（lǐ）和厭氧處理；按照微生物的生長形式可分為活性汙泥法和生物膜法；按照廢（fèi）水和微生物的（de）形式可分為完全混合式、序批式等；按照其反應器形式則包括（kuò）更多類型。本人在結合理論廢水處理工程實踐的基礎上，對廢（fèi）水生化處理過程中的影響因素、監（jiān）測手段及控製參數等進行整（zhěng）理。‍

　　1、溫度

　　溫度對（duì）生化培養過程起著至關重要的作用。目前，盡管本項（xiàng）目廢水處理工程尚未做到對生化係統控製（zhì）溫度的（de）程度，但是各（gè）生化（huà）反應（yīng）係統、各運行階段中溫度的測量和分析依舊對生化汙泥馴化培養過程起到指導性作用，它能（néng）夠為生化培養（yǎng）過程中各現象的解釋提（tí）供依據（jù），有助於幫助管理及操作人員對係統運行管理做出正確及時的判斷。溫度在很大程度（dù）上影響活性汙泥（包括厭氧、兼氧和好氧）中的（de）微生（shēng）物活性程度，並且對諸如溶解氧、曝氣量等產生影響，同時對生化反應速率產生影響。不同種類（lèi）的微生物所生長的溫度範圍不同（tóng），約（yuē）為5℃~80℃。在此溫度範圍內，可分成較低生長溫度、較高生長（zhǎng）溫度和適生長溫度。以微生物（wù）適應的（de）溫度範圍，微生物（wù）可分為中溫性、好熱性（xìng）和好冷性三類。中（zhōng）溫微生物的生長溫度範圍在20℃~45℃，好冷性微生（shēng）物的生長溫度在20℃以下，好熱性微生物的生（shēng）長溫（wēn）度（dù）在45℃以上。廢水生化好氧生物處理，以中溫細菌為主（zhǔ），其生（shēng）長繁殖的適溫度為20℃~37℃。當（dāng）溫度超過（guò）生物生長溫度時，會使微生（shēng）物的蛋白質迅速變（biàn）性及酶係統遭到破壞（huài）而失去活性，嚴重者可（kě）使微生物死亡。低溫會使微生物的代（dài）謝活力降低，進而處於生長繁殖（zhí）停止狀態，但仍保存其生命力。厭氧生物處理中的中溫性甲烷菌適溫度範圍在20℃~40℃之間，高溫性為（wéi）50℃~60℃，厭氧生（shēng）物處理常采用溫度（dù）33℃~38℃和50℃~57℃。

　　2、pH值

　　不（bú）同的微生（shēng）物有不同（tóng）的pH值適應範圍。例如細菌、放（fàng）線菌、藻類和原生動物的pH值適應範圍（wéi）是在4~10之間。大多數細菌適宜中（zhōng）性和偏（piān）堿性（pH值6.5~7.5）環境；氧化硫化杆菌喜（xǐ）歡在酸性環境，它的較適pH值為（wéi）3，亦可以在pH值1.5的環境（jìng）中生活；酵母菌和黴菌要（yào）求在酸（suān）性或（huò）偏酸性的（de）環境中生活，較適pH值3.0~6.0，適應pH值範圍為1.5~10之間。廢水生物處理過（guò）程保（bǎo）持較適pH值（zhí）範圍是十分重要的。如用活性汙泥法處理廢水，曝（pù）氣池混合液的（de）pH值達到9.0時，原生動物將由活躍轉為呆滯（zhì），菌（jun1）膠團（tuán）粘性物質解體（tǐ），活性汙泥結構（gòu）遭到破壞，處理效率顯著下降。如果進水pH值突然降低，曝氣池混合液呈酸性，活性汙泥結構也會變化，二沉池中出現大量浮泥現象。

　　培養（yǎng）優良、馴化成熟的生物係統具有較強的耐（nài）衝擊負荷（hé）的能力，但如果pH值在大幅度內變化，則（zé）會影響反應器的效率，甚至對微生物造（zào）成毒性（xìng）而使反應（yīng）器失效（xiào），因為pH值的改變可能引起細胞電荷的變化，進而影響微生物對營養物質的吸（xī）收和微（wēi）生物代（dài）謝中酶的活性。

　　綜上（shàng）所述，在生物係統處理廢水過程中，應提供微生物較佳（jiā）的pH值範（fàn）圍，以（yǐ）使其在優化條件下運行。

　　3、化學需氧量（COD）

　　COD的測試方法嚴格遵守廢水水質分析（xī）國家標準測試方法。化學需氧量是用化學氧化劑氧（yǎng）化水中的有機汙染（rǎn）物時所（suǒ）消耗的氧化劑量，用氧量（liàng）（mg/L）表示。化學需（xū）氧量（liàng）越高，也表（biǎo）示水（shuǐ）中有機汙染物（wù）越多。常用的氧化劑主（zhǔ）要是重鉻酸鉀和高錳酸鉀。以高錳酸（suān）鉀作氧化劑時，測（cè）得（dé）的值稱CODMn或（huò）簡稱OC。以重鉻酸鉀（jiǎ）作（zuò）氧（yǎng）化（huà）劑（jì）時，測得的值（zhí）稱COD¬Cr，或簡稱COD。如果（guǒ）廢水中有（yǒu）機（jī）物的組成相對穩定（dìng），則化學需氧量和生化需氧量之間有一點個比例關係。一般說，重鉻酸鉀化（huà）學需氧量與第 一階段生化需氧量之差，可以粗略的表示為不能被需氧（yǎng）微生物分解的有（yǒu）機物。

　　COD的測試分析是廢水處理調試運行（háng）工作的重（chóng）要組成部分，一方麵掌握工藝流程中各處理單元的進出水情況，確（què）保進水穩定，不至於產生（shēng）較大的波動和對（duì）係統（tǒng）的衝擊；另一方麵，通過各處理單元前後（hòu）進出水的COD變化情況，了解處理單（dān）元的處理效果和效率。其重（chóng）要作用（yòng）可總結為以下（xià）三點：

　　1）提供詳細的進出水濃度（dù），使管理人員根據濃度變化情況相應的對運行工況作出調整，保證廢水處理係統正常、穩定運行；

　　2）作為一項重要的技術（shù）指（zhǐ）標，反映各處理單元的運行情況及處理效率等（děng）；

　　3）為整個係統中出現的各種現象及異常情況的分（fèn）析判斷及合理（lǐ）解釋提供依據。

　　4、活性（xìng）汙泥的生物相

　　活性汙泥的生物相（xiàng）觀察在廢水生化處理過程中（zhōng）作用極（jí）其重要，它（tā）不僅反映微生物培養程度和（hé）汙泥馴化（huà）程度（dù），並（bìng）直接反映廢水的處理情況。活性汙泥是由細菌類、真菌類、原生動物和後生動（dòng）物等多種微生物群體所組成的混合培養體。細菌具有較高的增殖速率和較（jiào）強的（de）分解有機物的功（gōng）能，真菌也具有分解有機物的能力。原生動物以攝食遊（yóu）離的細菌為主，起到進一步淨化水質的作用，後生動物（wù）則以攝食原生動物為主。通過（guò）光學顯微鏡可以觀察真菌類的絲狀菌和原生動物與後（hòu）生動物的生物相，通過觀察與辨別其種屬和數量可以判斷汙泥的質量（liàng）和處（chù）理水質的優劣，因此，將原生動物和後生動物稱為活性汙泥係統中的指示性生物。除活性（xìng）汙泥宏觀指標外，采用普（pǔ）通光學（xué）顯微鏡可以觀察汙泥的微觀生物指標（biāo），即（jí）汙泥的生物相。生物相觀察包括兩個部分：一部分是觀察原（yuán）生動物和後生動物等（děng）指（zhǐ）示性生物的數量及種類變化。不同質量的活性汙泥中存在不同的指示生（shēng）物，通過指示性生物的觀察，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量是不同的，通過絲狀菌數量的測量，也可間接反映（yìng）活性汙泥的質量。

　　（1）指示性生物的（de）觀察：對於某一特定（dìng）的汙水處理係統，當活性汙泥係統運行（háng）正（zhèng）常時，其生物相也基本保持穩定，如果出現變化，則表示活性（xìng）汙（wū）泥質（zhì）量發生了變化，應進一步觀察並采取處理措施。微生物的種類繁多，其命名（míng）方法也非常複雜。從實（shí）際出發，運行人員（yuán）應熟練掌（zhǎng）握活性汙泥中常見的微型指示生物：變形蟲、鞭毛蟲、草履蟲、鍾蟲、線蟲等。這些微生物中的某一種或（huò）幾種是（shì）否占優勢以及比例多少，將取決於工藝的運行狀態。

　　在活性汙泥培（péi）養初（chū）期，活（huó）性汙泥很（hěn）少或基本沒有，此時鏡檢會出現大量（liàng）的變形蟲，當變（biàn）形蟲占優（yōu）勢時，對汙水基（jī）本沒有處理效果。

　　在超高負荷的活（huó）性汙泥係統中，鞭毛蟲占優勢，出水質量很（hěn）差。但在活性汙泥培養過程（chéng）中，鞭毛蟲的出現並占優勢，則說明活性汙（wū）泥已經形成，並且向良性方（fāng）向發展。在中等負荷（hé）的活性汙泥中，草履蟲將占優勢，此（cǐ）時的處（chù）理效（xiào）果好活性汙泥發育正常，沉降性能和生物活性良好，出水水質好。在低負荷延時曝氣活性汙（wū）泥係統中，輪（lún）蟲和線蟲將占優勢，此時出（chū）水（shuǐ）中可能挾帶大量的針狀絮體。輪蟲和線蟲大量出現（xiàn）表明（míng）活性汙泥正常。如發現鍾蟲不活躍，往往表示曝氣（qì）不足，如果出現（xiàn）鍾蟲等原生動物死亡，則說明曝氣池內（nèi）有有毒物進（jìn）入。在大量鍾蟲存在的情況下，楯線蟲數量多而且（qiě）活躍，這有可能會令汙泥變得鬆散，如果鍾蟲數量遞減，而楯纖（xiān）蟲數量增加，則潛伏著汙泥（ní）膨脹的危險。鏡檢中發現各類（lèi）原生動物極少，球衣菌或硫絲細菌很多時（shí），說明汙泥已發生膨脹，若發現單個（gè）鍾蟲活躍，其體內的食物泡（pào）都能清晰可見，說明汙（wū）水（shuǐ）處理程度高，DO充足。若在二（èr）沉池中有許多水蚤（魚蟲），其（qí）體內血色素低，說（shuō）明DO高；水蚤的顏（yán）色很紅時，則說明出水幾乎無溶解氧。當輪蟲數量劇（jù）增（zēng）時，則指示汙泥老（lǎo）化，結（jié）構鬆散（sàn）並解體，應加強排泥。

　　（2）絲狀菌的觀（guān）察：在活性汙泥係統中（zhōng），並不是絲狀菌越少越好，因為絲狀菌在汙泥（ní）絮體中起骨架作（zuò）用。通過顯微鏡觀（guān）察絲狀菌的數量及長度、豐度等可直接反映工藝的運（yùn）行情況。需要補充的是：生物相觀察隻是一種定性的方法，運行中隻（zhī）能（néng）作為理化方法的補充手段，不可作為主要的工藝檢測（cè）方法，需要在不斷的實（shí）踐中注意積累資料，總結出本工程的生（shēng）物相變化規（guī）律。

　　5、MLSS、MLVSS、F/M、SRT等汙泥理化（huà）指（zhǐ）標

　　①SV30（汙泥的沉降比）：汙泥的沉降比是指曝氣池中的混合液（yè）在1000ml的量筒中，靜置30min後，沉（chén）降汙泥與混合液的體積之比，一般用SV30表示。

　　SV30是衡量（liàng）活性汙泥沉降性（xìng）能和濃縮性能的一個（gè）指標。對於某種濃度的（de）活性（xìng）汙泥，SV30越小，說（shuō）明其（qí）沉降性（xìng）能和濃縮性能越好。正常（cháng）的活性汙泥其MLSS濃（nóng）度為1500~4000mg/L。SV30一般在15%~30%的範圍內。

　　②SVI30（汙泥的體積指數）：汙（wū）泥的（de）體（tǐ）積（jī）指數是指曝氣池混合（hé）液在1000ml量筒中，靜置30min後，1g活性汙泥懸浮（fú）固體所占的體積，常用SVI30表示，單位為ml/g，SVI30與（yǔ）SV30存在以下關係（xì）：

　　SVI30=SV30/MLSS×1000沉降比SV與汙（wū）泥的濃度有關，沉降性能相同的汙泥，當MLSS較（jiào）大時，SV也越大；當曝氣池中混合液MLSS變化較大時，SV值就無法與曆史數據比（bǐ）較，反映（yìng）的汙泥情況失（shī）真。測量SV或SVI的目的是反映汙泥在二（èr）沉池內的沉降濃縮狀況。

　　SVI既是衡（héng）量汙泥沉降性（xìng）能（néng）的指標，也是（shì）衡量（liàng）汙泥吸附性能的一個指標。一般來（lái）說，SVI值（zhí）越大，沉降性能越差，但吸附性能好；反之，SVI越小，沉（chén）降性能（néng）越好，而吸附性能越差。在傳統活性汙泥（ní）工藝中，一般認為，SVI值在100左右，綜合效果較好，太大或太小（xiǎo）都不利於出水質量的提高。

　　③MLSS（混合液懸浮固體濃（nóng）度）：指曝氣池中汙水和活性汙泥混合後的混合液懸浮固體數量，用（yòng）MLSS表示，單位（wèi）是mg/L。它近似的表示曝氣池中活性微生物的濃度，是（shì）運行管理的一個重要（yào）參數。

　　④MLVSS（混合液揮發性懸（xuán）浮固體濃度）：指混（hún）合液中懸浮固體（tǐ）中有機物（wù）的含量，用MLVSS表示，它較MLSS更能確切的代表（biǎo）活（huó）性汙泥微生物的數量（liàng）。

　　⑤SRT(汙泥齡或稱平均細（xì）胞停留時間)：是活性汙泥在整個係統中的平均停留時間，一般用SRT表示：

　　SRT=活性汙泥係統中的活性汙泥總量/每天（tiān）從係統內排出的活性汙（wū）泥量=（Ma+Mc+MR）/(Mw+Me)其中Ma，為曝氣池中的活性汙泥量；Mc，為二沉池（chí）的汙泥量；MR，為回流（liú）係統的汙泥量；Mw，為（wéi）每天排放剩餘汙泥量；Me,為二沉（chén）池出水每天帶走的汙泥量。

　　⑥F/M（汙（wū）泥負荷）：指單位重量的（de）活性汙泥（ní），在單位時間內要保證一定的處理效果所能承受的有機物量。單（dān）位（wèi）是（shì）kgBOD5/kg(MLVSS?d)，通常用F/M表示有（yǒu）機負荷，F（feed—飼料?）代表食料，即進入係統中的食物量；M代表活性微生物量，即曝氣（qì）過程中（zhōng）的揮發性固體量。（另（lìng）：汙泥負荷（sludge loading）---曝氣池內（nèi）每公斤活性汙泥單位時間負擔的五（wǔ）日生化需氧（yǎng）量公斤數。其（qí）計量單位通常以kg/(kg·d)表（biǎo）示。）

　　F/M=Q?BOD5(每天進入係統中的食料量)/MLVSS?Va(曝氣過程中的微生（shēng）物（wù）量)式中：Q為進水（shuǐ）流量（m3/d）；BOD5為進水的BOD5值（mg/L）；Va為曝氣池的有效容積（m3）；MLVSS為曝（pù）氣池內活性汙泥濃度（mg/L）。

　　6、營養元（yuán）素

　　營養元素在工業廢水生化處（chù）理中（zhōng）作用至關重要。生物培養的微生物（wù）按照其細胞組成及代謝性質，在生長繁殖過程中需（xū）要一定量的（de）營養元（yuán）素，主要以氮磷為主。所以工業廢水（shuǐ）生物培養過程中，需要經常性的投加營養物質，以保證廢水中有足夠的氮和磷。

　　BOD：N：P=100：5：1，這是好（hǎo）氧生化係統中（zhōng）的比例，在好（hǎo）氧生化培養中，缺乏氮元素將（jiāng）導致絲狀的或者分散狀的微生物群體產生，使（shǐ）其（qí）沉降性能差。另外，缺乏氮元素（sù）使新的細胞難以（yǐ）形成，而（ér）老的細胞繼續去除BOD物質，結（jié）果微（wēi）生物向細胞壁（bì）外排泄過量的副產物——絨毛狀絮狀物，這些絮狀物沉澱性能差。根據經驗，從（cóng）廢水（shuǐ）中每去除100kgBOD需要加5kg氮和1kg磷。在許多條件下，氮（dàn）以氨形式，磷以磷酸形式加入廢水中。細菌需（xū）要氮以（yǐ）產生蛋白質，需要磷以產（chǎn）生分解廢（fèi）水（shuǐ）中有機物質的酶。一般細菌較易利用氨態氮，在處理工業廢水時，如果廢水含氮量低，不能滿足（zú）微生物的需要，需要另外補加氮營養，如尿素、硫酸銨、糞水等。微生物中主要以細菌對（duì）磷的要求（qiú）較多，工（gōng）業廢（fèi）水中一般需要補加磷元素，如磷酸鉀、磷酸鈉等。

　　7、BOD5

　　BOD5的測（cè）試方法嚴格遵守廢水水質分析國家標準測試方法。水中有機汙染物被好氧微生物分解時（shí）所需的氧量稱為（wéi）生化需（xū）氧量（liàng）（以mg/L為單位）。它反映了在有氧的條件下，水中可生物降解的有機物（wù）的量。生化需氧量（liàng）越（yuè）高，表示水（shuǐ）中需氧有機物越多。有機（jī）物（wù）汙染物被好氧微生物家分解的過程，一般可分為兩（liǎng）個（gè）階（jiē）段：第 一（yī）階段主要（yào）是有機物被轉化為二氧化碳、水和氨；第二階段主要是氨被轉化為亞硝酸（suān）鹽和硝酸鹽。汙水的生化需氧量通常隻指（zhǐ）第 一階段有機物生物氧化（huà）所需的氧量。微生物的活動與溫度有關，測定生化需（xū）氧量時一般以20℃作為測（cè）定的標準溫度。一般生活（huó）汙水中的有機物需20天左右才能基本（běn）上完成第 一階段的分解氧（yǎng）化過（guò）程，即測定第 一階段的生化需氧量至少需要20天時間。這在實際（jì）工作中有困難。目前以5天作為測定生化（huà）需氧量的標準時間，簡稱5日（rì）生化需氧量（用BOD5表示）。據試（shì）驗研究，一般有機物的5日生（shēng）化需（xū）氧量（liàng）約為第 一階段生化需氧量的70%左右，對其他工業廢水來說（shuō），他（tā）們的5日生化需（xū）氧量與（yǔ）第 一階段（duàn）生化需氧量之差，可以較大或比較接近，不能一概而論。BOD的測（cè）試分析（xī）在廢水處理工程中非常關鍵，BOD/COD的值可表示廢水的可生物降解性能，BOD/COD的值越高，說明廢水的可生（shēng）化性越強（qiáng），通過生物處理辦法就越適合。其中廢水的物化預處理單元、厭氧生物反應較大的作用就是（shì）提高廢水（shuǐ）的可生化性，進而提高好氧生化係統的處理效（xiào）率和效果。