廢水生化處理的調試主要是在微生物培養的基礎上進(jìn)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(cháng)形態(tài)可分為活性污泥法和生物膜法。根據廢水和微生物的形態(tài)，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(lèi)型。
1、溫度
溫度在生化培養過(guò)程中起著(zhù)重要的作用。各個(gè)生化反應系統和各個(gè)運行階段的溫度的測量和分析仍然對生化污泥的馴化和培養過(guò)程起著(zhù)指導作用，并幫助管理者和運營(yíng)者對系統的運行和管理做出正確而及時(shí)的判斷。
溫度極大地影響活性污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(shí)影響生化反應的速率。不同類(lèi)型的微生物在不同的溫度范圍內生長(cháng)。根據微生物適應的溫度范圍，微生物可分為三類(lèi)：中溫、高熱、高寒。中溫微生物的生長(cháng)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。
一般廢水處理中主要是中等溫度的細菌進(jìn)行生物需氧生物處理，生長(cháng)和繁殖的最佳溫度為20℃~37℃。當溫度超過(guò)最高生物生長(cháng)溫度時(shí)，會(huì )迅速使微生物的蛋白質(zhì)變性，破壞酶系統，失去活性。在嚴重的情況下，微生物會(huì )死亡。低溫會(huì )降低微生物的代謝活性，進(jìn)而停止生長(cháng)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范圍在20℃至40℃之間，高溫為50℃~60℃。厭氧生物處理通常使用33℃~38℃和50℃~57℃的溫度。
2、pH值
不同的微生物具有不同的pH適應范圍。例如，細菌、放線(xiàn)菌、藻類(lèi)和原生動(dòng)物的pH值從4到10不等。大多數細菌適合于中性和堿性環(huán)境(pH6.5至8.5)，硫化物氧化劑喜歡生活在最適pH值為3的酸性環(huán)境中，也可以生活在pH值為1.5的環(huán)境中。大多數細菌適合于中性和堿性環(huán)境(pH6.5~7.5)。酵母和霉菌需要生活在酸性或酸性環(huán)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(guò)程中，維持最佳pH值范圍是非常重要的。采用活性污泥法處理廢水，當曝氣池中混合物的pH值達到9.0時(shí)，原生動(dòng)物由活性變?yōu)橥?，細菌膠束的粘性物質(zhì)解體，活性污泥的結構遭到破壞，處理效率明顯下降。當進(jìn)水pH值突然降低時(shí)，曝氣池混合液呈酸性，活性污泥結構發(fā)生變化，二沉池中出現大量浮泥。
成熟的生物系統具有很強的抵抗沖擊負荷的能力，但如果pH值在很大范圍內變化，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(jìn)而影響微生物對營(yíng)養物質(zhì)的吸收和微生物代謝中酶的活性。
3、化學(xué)需氧量(COD)
COD的測定方法嚴格符合污水水質(zhì)分析的國家標準檢驗方法?；瘜W(xué)需氧量(COD)是指用化學(xué)氧化劑氧化水中有機污染物時(shí)消耗的氧化量，以氧(mg/L)表示?；瘜W(xué)需氧量越高，水中的有機污染物就越多。
常用的氧化劑是重鉻酸鉀和高錳酸鉀。如果廢水中有機物的組成相對穩定，則化學(xué)需氧量與生化需氧量之間存在一定的比例關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，重鉻酸鉀的化學(xué)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(gè)處理單元在進(jìn)水過(guò)程中的進(jìn)水流量，確保進(jìn)水口的穩定性，不會(huì )對系統造成大的波動(dòng)和影響;通過(guò)改變處理單元之前和之后的水中的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(diǎn)：
1) 提供詳細的進(jìn)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，保證污水處理系統的正常穩定運行；
2)作為重要的技術(shù)指標，反映各加工單位的運作和加工效率；
3)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。
4、活性污泥的生物相
活性污泥的生物相觀(guān)察在廢水的生化處理中起著(zhù)極其重要的作用。它不僅反映了微生物培養和污泥馴化的程度，而且直接反映了廢水的處理情況?；钚晕勰嗍怯杉毦?、真菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)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(dòng)物主要以游離細菌為食，進(jìn)一步凈化水。后生動(dòng)物主要是原生動(dòng)物。
利用光學(xué)顯微鏡可以觀(guān)察絲狀真菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物的生物相。通過(guò)對絲狀真菌種類(lèi)和數量的觀(guān)察和鑒定，可以判斷污泥的質(zhì)量和處理后的水質(zhì)。因此，原生動(dòng)物和后生動(dòng)物被稱(chēng)為活性污泥系統中的指示生物。
除了活性污泥的宏觀(guān)指標外，污泥的微生物指標，即污泥的生物相，可以用普通光學(xué)顯微鏡觀(guān)察。生物量觀(guān)測由兩部分組成：一部分是觀(guān)察指示性生物(如原生動(dòng)物和元動(dòng)物)的數量和種類(lèi)的變化?；钚晕勰嘀写嬖诓煌|(zhì)量的指示生物。通過(guò)對指示性生物的觀(guān)察，可以間接評估活性污泥的質(zhì)量。
另一部分是觀(guān)察活性污泥中絲狀菌的數量。不同質(zhì)量的活性污泥中絲狀菌的數量是不同的，通過(guò)測量絲狀菌的數量，也可以間接反映活性污泥的質(zhì)量。
(1) 指示性生物觀(guān)察：對于特定的污水處理系統，當活性污泥系統正常運行時(shí)，生物相基本穩定。如果有變化，表明活性污泥的質(zhì)量發(fā)生了變化。應采取進(jìn)一步的觀(guān)察和治療措施。微生物種類(lèi)繁多，命名方法也十分復雜。從實(shí)際出發(fā)，操作人員應熟練掌握活性污泥中最常見(jiàn)的微生物指示菌：阿米巴、鞭毛蟲(chóng)、草履蟲(chóng)、鐘蟲(chóng)、線(xiàn)蟲(chóng)等。這些微生物中是否有一個(gè)或多個(gè)是占主導地位的，其比例將取決于該過(guò)程的運行狀態(tài)。
在活性污泥培養的早期階段，活性污泥很少或沒(méi)有。這時(shí)，在顯微鏡檢查中會(huì )出現大量的變形蟲(chóng)。當變形蟲(chóng)占優(yōu)勢時(shí)，對污水基本上沒(méi)有處理效果。
超高負荷活性污泥系統中以鞭毛蟲(chóng)為主，出水水質(zhì)較差。然而，在活性污泥培養過(guò)程中，鞭毛蟲(chóng)的出現和優(yōu)勢表明活性污泥已經(jīng)形成并向良性方向發(fā)展。中負荷活性污泥中以草履蟲(chóng)為主。此時(shí)活性污泥處理效果良好。污泥發(fā)育正常，具有良好的沉淀性能和生物活性，出水水質(zhì)良好。
在低負荷時(shí)滯曝氣活性污泥系統中，輪蟲(chóng)和線(xiàn)蟲(chóng)將占主導地位，大量針狀絮凝劑可能在流出物中攜帶。大量輪蟲(chóng)和線(xiàn)蟲(chóng)顯示活性污泥正常。如果發(fā)現鐘蟲(chóng)不活動(dòng)，則往往表示曝氣不足。如果有鈴蟲(chóng)等原生動(dòng)物死亡，則表示有毒素進(jìn)入曝氣池。
在大量時(shí)鐘昆蟲(chóng)存在的情況下，線(xiàn)蟲(chóng)數量大，活性強，可能使污泥松散。如果鐘蟲(chóng)數量減少，而蠕蟲(chóng)數量增加，則存在污泥膨脹的潛在風(fēng)險。顯微鏡檢查發(fā)現，原生動(dòng)物種類(lèi)很少，許多原生動(dòng)物表明污泥已經(jīng)膨脹。如果發(fā)現一條鈴蟲(chóng)活動(dòng)，就可以清楚地看到體內的食物氣泡，說(shuō)明污水處理的程度很高，DO就足夠了。
如果二次沉淀池中有大量的水蚤(魚(yú)和昆蟲(chóng))，則體內的血紅蛋白很低，說(shuō)明溶解氧很高，而當水蚤的顏色很紅時(shí)，表明出水幾乎沒(méi)有溶解氧。當輪蟲(chóng)數量急劇增加時(shí)，表明污泥老化，結構松散解體，污泥排出需要加強。
(2) 絲狀細菌的觀(guān)察：在活性污泥系統中，絲狀細菌越少越好，因為絲狀細菌在污泥絮體中起骨架作用。通過(guò)顯微鏡觀(guān)察絲狀細菌的數量，長(cháng)度和豐度可直接反映該過(guò)程的操作。需要補充的是，生物相觀(guān)察只是一種定性方法。它只能作為運行中物理和化學(xué)方法的補充手段。它不能用作過(guò)程檢測的主要方法。在連續實(shí)踐中注意積累數據是必要的，并總結了該項目的生物學(xué)。
5. 污泥的理化指標(MLSS、MLVSS、F/M和SRT)
1、sv30(污泥沉降比)：污泥沉降比是指在靜息30分鐘后，在1000毫升氣缸內的曝氣槽中的混合物，以及污泥體積與混合物的比例，一般使用sv30。
SV30是衡量活性污泥沉降和濃縮性能的指標。對于一定濃度的活性污泥，SV30越小，沉降和濃縮性能越好。正?；钚晕勰嗟腗LSS濃度為1500~4000 mg/L，SV30一般在15%~30%之間。
2、SVI30(污泥容積指數)：污泥容積指數是指曝氣池混合物靜止30min后1000ml池中活性污泥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(guān)系：污泥容積指數(即污泥容積指數)：污泥容積指數是指在曝氣池中加入混合氣30min后，污泥體積指數為1g活性污泥懸浮固體的容積。
SVI30 = SV30 / MLSS×1000沉降比SV與污泥濃度有關(guān)。當MLSS較大時(shí)，具有相同沉降性能的污泥具有較大的SV。當曝氣池中混合物的MLSS變化很大時(shí)，SV值無(wú)法與歷史數據進(jìn)行比較，反映的污泥情況也會(huì )失真。測量SV或SVI的目的是反映二沉池中污泥的沉降和濃度。
SVI不僅是污泥沉降性能的指標，也是污泥吸附性能的指標。一般來(lái)說(shuō)，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。在傳統的活性污泥法中，一般認為SVI值在100左右，綜合效果最好，過(guò)大或過(guò)小都不利于提高出水水質(zhì)。
3、mlss(混合懸浮固體濃度)：指曝氣槽中混合污水和活性污泥的混合懸浮固體的數量，以mlss表示，以mg/l表示。它近似于曝氣罐中活性微生物的濃度，是操作管理的重要參數。
4、MLVSS(揮發(fā)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污泥微生物的數量。
5、SRT(污泥齡或平均細胞停留時(shí)間)：是指活性污泥在整個(gè)系統中的平均停留時(shí)間，一般用SRT表示：
SRT =活性污泥系統中的總活性污泥/每天從系統排出的活性污泥量=(Ma + Mc + MR)/(Mw + Me)其中Ma是曝氣池中的活性污泥污泥量是二沉池中的污泥量; MR是回流系統中的污泥量; Mw是每天排放的剩余污泥量;和Me是每天從二級沉淀池中帶走的污泥量。
f/m(污泥負荷)：指在單位時(shí)間內，某一處理效果所能維持的活性污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?)用于表示進(jìn)入系統的食物量，m用于表示活性微生物的量，即曝氣過(guò)程中揮發(fā)性固體的量。(另一種：污泥裝載)-曝氣池中每千克活性污泥每單位時(shí)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*bod5(每天進(jìn)入系統的食物量)/mlvss*va(曝氣過(guò)程中的微生物量)公式：q為流入流量(m3/d);bod5為進(jìn)入的bod5值(mg/l);va為曝氣罐的有效體積(m3);mlvss是曝氣池中活性污泥濃度(mg/l)。
6、營(yíng)養元素
營(yíng)養元素在工業(yè)廢水的生化處理中起著(zhù)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(cháng)繁殖過(guò)程中需要一定數量的營(yíng)養元素，主要是氮和磷。因此，在工業(yè)廢水的生物培養過(guò)程中，需要有規律地添加營(yíng)養物質(zhì)，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(huì )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(zhì)，導致排泄過(guò)多的副產(chǎn)物-絨毛柳絮，這些都具有較差的沉淀性能。
根據經(jīng)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(lái)產(chǎn)生蛋白質(zhì)，并且需要磷來(lái)產(chǎn)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(yè)廢水時(shí)，如果廢水中氮含量低，則不能滿(mǎn)足微生物的需要，還應加入尿素，硫酸銨，糞肥等氮營(yíng)養。
細菌在微生物中需要更多的磷。在工業(yè)廢水中，需要添加磷元素，如磷酸鉀和磷酸鈉。
7、BOD5
bod5的試驗方法嚴格遵循國家廢水水質(zhì)分析標準試驗方法。需氧微生物分解水中有機污染物所需的氧量稱(chēng)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(zhì)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污染物的過(guò)程可分為兩個(gè)階段：第一階段是有機物轉化為二氧化碳、水和氨的過(guò)程;第二階段是氨轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的過(guò)程。污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(guān)。20℃通常用作測定生化需氧量的標準溫度。一般來(lái)說(shuō)，生活污水中的有機物基本上需要20天左右的時(shí)間才能基本完成第一階段的分解和氧化過(guò)程，即確定第一階段的生化需氧量至少需要20天。這在實(shí)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(shí)間，這被稱(chēng)為5天生化需氧量(由BOD5表示)。根據實(shí)驗研究，一般有機物質(zhì)的5天生化需氧量約為第一階段生化需氧量的70%。對于其他工業(yè)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，并且不能一概而論。
生化需氧量的檢測與分析在污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(jìn)而提高好氧生化系統的處理效率和效果起著(zhù)至關(guān)重要的作用。
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