工业废水生物处理技术：好氧活性污泥与生物膜的培养方法及应用

工业废水的生物处理是现代污水处理工艺中的重要组成部分，根据微生物对氧气的需求，通常分为厌氧处理和好氧处理两大类。

根据微生物在构筑物中的存在状态，又可分为悬浮状态的活性污泥法和固着状态的生物膜法。

本文将详细介绍这两种主要的好氧处理方法——好氧活性污泥的培养和生物膜的形成过程，并结合最新研究进展进行优化和完善。

一、好氧活性污泥的培养方法

1. 间歇式曝气培养

菌种选择：采用与本厂不同水质废水处理厂的活性污泥作为菌种来源，需经过驯化以适应新的环境条件。

初期驯化：先用低浓度废水进行间歇式曝气培养，每次曝气24小时后沉淀1小时，排出上清液并补充新鲜废水。此阶段持续3-7天，通过显微镜观察微生物生长情况，确保活性污泥结构逐渐紧密。

中期驯化：随着废水浓度逐步提高，微生物种类也发生变化，原生动物数量增加，尤其是鞭毛虫和游动性纤毛虫的出现表明系统正在稳定发展。

后期驯化：当活性污泥沉降性能良好，菌胶团结构紧凑，且原生动物以固着型钟虫为主时，表明活性污泥已进入成熟期。此时，MLSS（混合液悬浮固体）浓度应达到约2000 mg/L，出水水质指标符合设计要求。

2. 连续式曝气培养

接种量：使用与本厂相同水质处理厂的活性污泥直接接种，接种量按曝气池有效容积的5%-10%投加。

启动方式：初期可采取连续闷曝的方式，并按碳氮磷比例添加适量营养物质，随后逐步增大进水量，保持适当的溶解氧水平。

监测手段：通过显微镜检查和化学分析来判断活性污泥是否成熟，重点观察菌胶团结构的变化以及指示性原生和后生动物的出现。

二、好氧生物膜的培养方法

1. 自然挂膜法

操作流程：将含有自然菌种的工业废水缓慢泵入空的塔式生物滤池或其他类型的生物滤池中，循环运行3-7天，使废水中的微生物附着在滤料表面，形成一层粘性的生物膜。

效果评估：随着微生物量的增加，滤料上的生物膜逐渐增厚，直至形成稳定的分层微生物相，确保出水水质达标。

2. 活性污泥挂膜法

操作流程：取生活污水或工业废水处理厂的活性污泥作为菌种，与本厂废水混合后泵入滤池内，循环运行3-7天后改为慢速连续进水。此过程中，活性污泥中的微生物会附着在滤料上并迅速繁殖，最终形成成熟的生物膜。

效果评估：当滤池自上而下形成正常的分层微生物相，且出水水质达到排放标准时，即完成生物膜的培养工作。

3. 优势菌种挂膜法

菌种筛选：从自然环境中或废水处理过程中筛选出对特定工业废水具有强降解能力的优势菌株。

操作流程：将优势菌种与废水充分混合后泵入生物滤池内，循环运行3-7天，使其附着于滤料上。然后逐步增加进水量，直至滤池出水各项指标均达到排放标准，完成生物膜的构建。

好氧活性污泥法和生物膜法均为有效的工业废水处理手段，各自有着独特的优缺点和技术难点。

通过对这两种方法的深入理解和优化实践，可以显著提高污水处理效率，降低运营成本，同时保障环境安全。

未来的研究方向应聚焦于开发更加高效、经济的微生物处理技术和设备，为实现绿色可持续发展贡献力量。

三、培菌常见问题

1、活性污泥培菌几周都不能形成活性污泥的原因及应对措施

（1）进流废水水质有问题

对于进水有机物浓度低的，需要添加底物浓度，如甲醇、糖、化粪池水等。

对于pH值的变化，要在物化段调整好，不要出现误操作而使过高过低的pH值污废水进入培菌生化系统。

对于特殊污废水的入流，应该考虑到它的抑制性，尽量在培菌成功后开始进水。

（2）曝气过度

曝气过度会出现污泥颜色变浅，上清液浑浊的现象，此时应该停止曝气。

2、生物膜法微生物菌种培养几周都不能挂膜的原因及应对措施

（1）废水可生化性差，前端预处理处理不到位，导致废水水质变化大，营养物比例失衡。

（2）pH、水温、盐度、溶解氧等影响，导致微生物生长繁殖受到抑制。

3、培菌时出现大量泡沫的原因及对策

（1）游离细菌过多导致产生大量白色粘稠泡沫

首先这是培菌初期的一个正常情况，遇到也不要担心。这是由于培菌初期产生了大量游离细菌而使得水体粘稠，加上曝气作用，就会产生大量白色粘稠泡沫，一般持续3～7天。

但是，如果长期存在，要考虑是否存在持续的高负荷状态。

（2）有毒物质的流入

在培菌后期，如果进流污废水中含有对当前培菌活性污泥有抑制作用的化学物质时，会使得培菌活性污泥非常容易死亡。这时生化池+出水变得异常浑浊，有白色泡沫和浮渣产生。

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