厌氧 —好氧动态模拟装置与工艺流程如图 1 所

示。装置主要由厌氧柱和好氧柱组成。厌氧柱采用
推流型生物膜反应器 ,有效容积为 30 L ,填料占总
容积的 3/ 4 ,填料为柱状活性炭与夹气混凝土混合
而成 (柱状活性炭占 2/ 3 ,夹气混凝土占 1/ 3 ,另加入
少量的铁屑) ;采用底部进水 ,为保证进水均匀、

防止

填料漏损或堵塞入水口 ,在底部入口处垫有一层玻
璃棉 ,顶部用一带通气口的橡皮塞塞住以保持厌氧
环境和防止杂物落入 ,同时可排出厌氧产生的气体 ;
柱壁距柱底与柱顶各 20 cm 处接有两管嘴 (上部管
嘴为溢流出水口 ,下部管嘴为取样口) 。好氧柱由发
酵罐改装而成 ,采用完全混合活性污泥反应器 ,有效
容积为 30 L ,发酵罐内配有可调速的搅拌器和可调
曝气量的微孔曝气装置 ,底部进水 ,上部溢流出水。

图

　厌氧 —好氧处理流程

原水置于高位水箱中 ,经调节阀门从厌氧柱底

部均匀布水向上流 ,在填料区经厌氧处理后由厌氧
柱上部溢流出水进入好氧柱 ,经好氧处理后溢流出
水进入贮水池。在厌氧处理过程中产生的气体从厌

氧柱顶部通气口逸出 ,未采取收集措施 ,好氧柱采用
部分污泥回流以增加污泥浓度。

试验装置的启动

①　厌氧柱的预挂膜

取前述制备的厌氧微生态菌剂在厌氧条件下以

前述稀释的造纸废水作为基本培养基 ,保持温度在

30 ℃进行驯化培养 ,培养时间约为 10 d ,在光学显

微镜下采用血球计数板直接计数。当菌群浓度达到

～10

个/ mL 时 ,即可装入厌氧柱在室温下预挂

膜 ,静置 2 d ,使菌群自固定化并吸附于载体上。2 d
后载体表面有一层很薄的生物膜 ,呈浅黄色 ,镜检发
现膜层中的细菌浓度较高 ,说明已挂膜成功。

②　好氧柱的预启动

取前述制备的好氧微生态菌剂在好氧条件下以

前述稀释的造纸废水作为基本培养基 ,适当增加滤
纸粉 ,在 30 ℃下采用三角瓶摇床培养 ,摇床转速为

150 r/ min ,直至培养基呈浑浊状态 ,肉眼可见絮状
菌胶团。在光学显微镜下采用血球计数板直接计
数 ,当菌群浓度达到 10

～10

个/ mL 时 ,即可装入

好氧柱 ,再加入适量造纸废水 ,调节曝气量和搅拌速
度 ,于室温 (25 ℃) 下运行 1 d ,使好氧菌群进一步驯
化和扩大培养。取样镜检表明 ,好氧柱中的细菌浓
度 > 10

个/ mL ,生物相仍保持了好氧微生态菌剂中

的优势菌群 ,且菌体密实 ,菌胶团形成良好。

③　系统的启动

开启装置的进、

出水阀门并调节流量 ,保持厌氧

段

HR T

= 10 h ,好氧段

HR T

= 10 h ,启动好氧柱的

曝气和搅拌装置以及污泥回流设备 ,搅拌速度以不
产生大量泡沫为宜 ,曝气量为 0. 6 L/ min ,保持好氧
柱中的

为 0. 5 mg/ L 左右 ,污泥回流比为 50 % ,

采用间歇回流 ,温度维持在室温 ,定时检测各段出水
的色度、

S S

和

COD

,观测厌氧填料表面生物膜和好

氧柱中的活性污泥生长情况。

运行 7 d 后 ,肉眼可见厌氧柱填料表面附着生

长一层黄褐色的生物膜 ,在光学显微镜下可见柱状
活性炭及夹气混凝土的表面及空隙里同样生长着大
量微生物 ,但柱状活性炭比夹气混凝土的表面及空
隙里生物量更大一些。好氧柱中的活性污泥生长良
好 ,污泥颗粒较大 (粒径为 0. 2 mm 左右) ,且菌体密
实 ,菌胶团形成良好 ,进入二沉池后泥水分离较快。
在启动的 7 d 中 ,

COD

、

S S

的去除率也逐渐升高 ,

刚开始出水

COD

、

S S

并无明显下降 ;到第 3 天 ,出

水

COD

、

S S

开始下降 ,到第 7 天时下降速度较快 ,

COD

、

S S

的去除率明显升高 ,运行 10 d 后

S S

的去

除率达 50 %左右 ,

COD

的去除率 > 70 % ,色度也经

历了一个先迅速下降后上升再缓慢下降的过程。此
时系统的启动已基本成功。

从启动结果看 ,启动时间较常规方法缩短 10 d

以上 ,这主要是因为采用了预培养的方法。首先将
高效的纤维素降解菌筛选出来 ,然后通过混合培养
和发酵工程的手段制备成微生态菌剂 ,形成专项优
势菌群 ,减少了微生物之间的拮抗作用 ,发挥了叠加
效应 ,从而较快地完成了厌氧柱的预挂膜和好氧柱
的预启动。

从现有的文献资料及工程报道看 ,生物膜的载

体表面性能是影响生物膜形成的重要因素 ,粗糙的

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2003 Vol. 19 　　　　　　　　　　　　　　　中国给水排水　　　　　　　　　　　　　　　No . 12