【微水會•第34期】諾維信硝化菌介紹與案例分享

時間：2016-09-07 來源：微水會 作者：諾維信

微水會導語

微生物這一奇妙而又矯情的生物，在近年來被較多的應用于水質凈化或污水處理中，通過甄選、訓化、復配等方式，培養出能夠適應不同條件的菌種服務于水行業，提升水環境質量。本期微水會將對生物菌中的硝化菌的基本概況及應用實例進行分享。

嘉賓： 董偉 整理：馮茹

排版：孫漠瀟 統籌：潘鵬

微水會·第34期

主題：諾維信硝化菌介紹與案例分享

話題：

1、關于諾維信

2、諾維信硝化菌及技術服務

3、應用案例分享

分享嘉賓：董偉 諾維信技術支持工程師

關于諾維信：

諾維信公司是全球工業酶制劑和微生物制劑的主導企業，擁有超過40%的世界市場份額。2001年，諾維信公司從丹麥著名的制藥公司諾和諾德公司分離出來；2004年，諾維信公司全球銷售收入達到10億美金，業務遍及130個國家。迄今為止，諾維信已經連續五年名列道瓊斯可持續發展指數全球和歐洲醫藥/生物技術板塊企業可持續發展第一名。諾維信擁有7000多項有效專利、正在申請的專利和專利許可。在研發工作中，諾維信運用了傳統微生物學、現代生物化學和分子生物學領域的多項先進核心技術，包括表達克隆、重組技術、蛋白工程和高通量篩選技術等，力爭為廣大客戶提供所需的各種微生物菌種和酶制劑。

微水會·精彩講堂

一、硝化菌介紹

菌種開發過程

1、硝化菌基本情況

硝化菌是種粉紅色-棕色的液體產品。這一硝化菌可應用于生化處理中氨氮的去除，常用的幾種情況有：初期啟動，提高效率及達標率，沖擊后的快速恢復。這一菌種的應用優勢體現在投加方便簡潔，不需要增加新的構筑物。

企業標準

因為菌種沒有國家統一標準，因此制定企業標準。其中核心指標是氨的氧化速度。這一硝化菌完全符合國家規范（如化學品安全使用說明）。

硝化菌的效果可通過樣品小試，參照標準方法進行測試。

小試最簡單的方法是：在現場取水樣，加入硝化菌，進行曝氣并控制好影響因素（pH、溫度等）。

在進行實際項目菌種投加時，需要先進行評估，評估系統是否完善；如果系統是可以滿足條件的，會根據要求、進出水指標、濃度、構筑物參數等評估用量；在確定用量時會結合小試情況，判斷水的難易程度（如是否含有毒有害物質、對硝化菌有抑制性物質）。

2、影響硝化的因素

1）pH值

這一硝化菌的最佳pH值為7.8，實際應用中控制在7.5-8.2之間。

2）溫度

這一硝化菌最佳溫度是28-30℃，28℃是最佳值，無論溫度高低都會受到影響。

3）ALK（堿度）

一般實際應用中市政污水堿度大于70mg/L就可以，而工業廢水建議盡量控制的高一些，如120mg/L、150mg/L。

4）DO

好氧池大于2mg/L一般沒有問題，實際應用中控制在2-4mg/L或2-5mg/L都是沒有問題的。

5）SRT

根據不同水，污泥齡不同。如市政污水控制在15-18d足夠，工業高氨氮廢水或者水量波動大的廢水控制在23-25d；總之，最好不超過30d，否則對污泥本身也會有影響。

6）F/M

一般控制BOD污泥負荷小于0.15kgBOD5/[kg(MLSS)·d]對于硝化反應是比較好的條件，高氨氮廢水、工業廢水（如煤化工）控制在0.1-0.12kgBOD5/[kg(MLSS)·d]更為理想。

7）污泥狀態及流失

如果系統有問題（如二沉池負荷或結構有問題），導致污泥流失嚴重或污泥齡特別短，使得污泥或硝化菌的流失速度大于硝化菌生長速度，這樣會導致硝化系統不能建立。因此，控制污泥系統正常一定要觀察污泥流失情況。

除了污泥流失，還有污泥本身的狀態，通過鏡檢、SV30、出水指標等確定系統污泥是否處于一個好的狀態。好的污泥狀態可以使硝化菌穩定的存在于系統中，如果絮體松散、自由水渾濁，硝化菌很難與其結合，造成流失嚴重，對系統影響也比較大。

8）有毒有害物質

拿含油來說，系統含油小于20-30mg/L一般沒有問題，但超過50mg/L影響會比較嚴重。

二、案例分享

1、皮革廢水處理

項目基本情況

由于水量是可以控制的，進水比較少，因此是一次性投加，用量為800kg，曝氣池有效池容5000m3，實際水量2500-2700噸/天左右。

第一天硝酸鹽大概在5-10mg/L，第二天基本大于20mg/L。

在菌種投加的前三四天，不進水，處于悶曝狀態以防止菌種流失，保證其盡快繁殖。如果系統不具備這種條件，也可進行連續進水連續投加菌種。

當氨氮降到零以后，慢慢提升負荷，增加水量。

2、煤化工氨氮超標項目

這一項目的好氧池硝化系統基本沒有建立，系統受到來水沖擊，系統出水氨氮及COD全部超標。

通過現場測定，可看出堿度充足，但系統內沒有硝化菌存在。

由于系統受沖擊比較嚴重，所以先補充了一些市政污泥，將COD降下來；后投加硝化菌。

通過一段時間的監測，硝酸鹽量大于500mg/L。

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微水會·答疑解惑

▷問題1：投加菌種，多久能發揮作用？

答：通過工程實例，最快的1天，慢的有十幾天。投加量的多少、現場工藝條件、水的難易程度都有影響。

▷問題2：有氨氮限值嗎？

答：比率上來說，是沒有氨氮限值的，因為氨氮越高，投加的菌種越多；如在發酵罐中，不能用濃度考慮，只能用百分比衡量，有的達到幾萬。

在實際應用中，由于投加量少，氨氮過高、游離氨的存在會影響反應效率。針對氨氮過高會采取增加菌量等措施，一般到400mg/L~500mg/L有直接進行投加的實際案例。

▷問題3：該硝化菌對含鹽量有無要求，若有，控制在多少？是否處理過含鹽廢水，在投加菌種前，需要哪些前處理工作？

答：實際當然是含鹽量越低越好。微生物有一定的訓化性和適應性，在啟動時控制低一些，后續慢慢增加進水量，也是可以適應的。實際中做過最高的含鹽量為2萬多。

投加前，需要將對硝化菌的影響條件盡量準備到最佳。

▷問題4：這個純菌是什么水平上的純菌，按照門綱目科屬種分類的話，屬于那個層次的純菌？還是說具有氨氧化作用一類微生物的混合菌種？

答：就是硝化菌和亞硝化菌。

▷問題5：這一菌種帶反硝化作用嗎？

答：這一菌種不具有反硝化作用，是亞硝化菌和硝化菌的混合液。

▷問題6：該菌種是自養的還是異養的？

答：這一硝化菌為自養型。

▷問題7：怎么驗證硝化菌的純度的？

答：不存在純度的概念，它最核心的指標是氧化氨氮的能力大于500mg/L/h。

▷問題8：硝化菌速率大于500mg/L/h，是在多少溫度下的，測過的最大能到多少？

答：這一速率是在28℃下標準方法測的，這個是產品的出廠標準。實際不是正好500mg/L/h，為保證完全合格會有一定富余，據了解出廠一般控制在600mg/L/h左右，因為在運輸等其他過程中活性會有下降，因此要保證有足夠富余量。

▷問題9：投加菌液后，為了保證硝化菌成為優勢菌并能在系統中長期起到設定硝化作用，需要在工藝控制上注意什么？

答：對硝化菌的影響因素都要控制在適當范圍內。

▷問題10：該菌對低溫污水處理效果如何？寒冷地區是否適用？水溫低于8℃。

答：低溫時一樣可以使用，但是投加量會比較大，因溫度低活性低。實際市政污水做過鄭州的一個污水廠，冬季最低溫度11~12℃左右，效果很好。

▷問題11：菌種休眠狀態不用活化馴化直接投加不受影響？

答：不需進行活化，加到系統內，條件合適，他直接激活開始繁殖。

▷問題12：為什么硝化菌是液體產品，反硝化菌是固體產品？這個可以簡單介紹下嗎？

答：其實硝化菌也可以做成固體產品，但目前國內只生產液態產品，不生產固態產品，可能涉及成本和效果問題。

▷問題13：該菌種適應的有毒物質都有那些，相應的濃度范圍有嗎？

答：沒有具體值，因為菌種可以訓化，過高的話在前面需要物化預處理，或啟動的時候稀釋。

▷問題14：請問有沒有固定化或者MBBR聯用的案例？

答：在MBBR、曝氣生物濾池、填料系統上都有實際應用案例，與正常生化系統掛膜原理相同。

▷問題15：有沒有硝化菌的污泥負荷，就是kg氨氮/kg硝化菌·d？

答：這一污泥負荷與設計規范中負荷范圍是一致的，不存在單獨的污泥負荷。因為這一純的菌種最后要加入系統中與污泥混合，且投加量少，因此還是要看系統的污泥負荷和氨氮負荷。

▷問題16：請問這菌是氧化菌還是厭氧菌？在桶里能存放多久？

答：既不是氨氧化菌也不是厭氧菌，是好氧菌。產品有效期是半年，保存溫度是4-10℃，處于休眠狀態。

▷問題17：外加這一硝化菌時，對水溫、泥質有什么要求？

答：最佳溫度是28-30℃。實際案例，高溫情況是在40~41℃時，低溫是11~12℃，效果都很好。

▷問題18：溫度范圍是多少？主要是想知道耐多高的溫度。

答：在實際應用中，遇到的最高溫度是41℃。當達到42℃時，如果不持續投加菌種，出水氨氮會受影響；不僅是硝化菌，且活性污泥沉降比、絮體結構也會受影響。超過41℃時，也不是不可以，但大量投加菌種性價比很低。

▷問題19：這種硝化菌特性跟平常的一樣？只是純度問題？

答：理論上和平常的菌是一類，但由于通過訓化，對特殊條件承受能力更強，如溫度、毒性物質的耐受性會更強一些。

▷問題20：硝化菌產品是液體的，那就是菌一直都活著，那么豈不是在使用前都需要有營養液維持？會不會到了實際投加的時候，效率就很低？

答：保存溫度4-10℃，休眠。就像系統AO循環，到A池硝化菌并沒有死，只是缺氧休眠而已。

▷問題21：看皮革廠的案例，投菌的初期是先暫停系統進水的，硝化菌培養起來才繼續進水。每次用這一菌種都得這樣培養才有效嗎？

答：不是的，是可以進水培養的，當時這個廠具備這個條件所以就悶爆了，悶爆會更快，菌種流失更少。

▷問題22：投加的位置和方式是什么？方式要是分步投加嗎？

答：投加位置一般是在好氧池的前端，因為是液體，直接倒入即可。投加量需要根據現場實際情況由技術人員確定，可能是一次性投加，也可分開投加，具體情況具體分析。

▷問題23：不做生物增效，硝化菌會流逝的很快，就需要反復補充？

答：不是這樣的。一個健康正常的生化系統，硝化菌（包括碳化菌）的生長速度大于流失的速度，所以需要維持合適的污泥齡，定期排泥。既然排泥都不會導致系統的硝化菌流失過快，所以正常系統就不會出現問題。除非二沉池結構有問題，或者系統受到大的沖擊，導致污泥狀態受影響，大量死亡或者在二沉池流失，這種情況可能會導致硝化系統崩潰。

▷問題24：菌種能否現場培養？還是必須買成品反復投加？

答：菌種是不能現場培養的。因為該菌種是純菌，濃度特別高，培養過程中會有新的長出，但由于不夠發酵罐中的濃度，會損失大部分菌種，不如純菌效果更好。

▷問題25：菌種是不是需要定期補充？

答：沒有特殊條件，不需要定期補充的。有一些工藝條件變化或受到沖擊等，導致菌種流失或死亡，可能需要補充。完全正常運行，實際上不需要補充，自己進行繁殖。

▷問題26：該菌種投加在生產淀粉的廢水中后期需要馴化不？

答：馴化是投加后即開始的，后期已經適應就不需要了。

▷問題27：出廠有什么指標？菌數？

答：液體的不控制數量，控制重量和活性。光有數量，沒有活性，是沒用的。

▷問題28：還想了解一下，一般在好氧工藝，低碳氮比的情況，一般好氧菌和硝化菌之間的競爭是什么樣的一個狀況？比如說硝化菌會不會被以細菌為食的原生動物吃掉。

答：實際接觸很多煤化工、尿素行業低碳氮比的水，運行都沒有問題，硝化菌的影響因素滿足即可。個人理解，即使是被吃掉，那吃的也沒有長的快，可以忽略。

▷問題29：皮革廢水COD較高，硝化菌在長期運行中會不會被異養菌重新占據菌群優勢呢？

答：COD高是負荷問題，既然硝化菌能存活說明負荷正常，負荷沒問題正常運行以后自然也不會有問題，除非受水質沖擊或影響因素變化較大。

▷問題30：菌種投資效率占比多少，或者同等于普通污泥培養量讓池體更小達到更高去除率？

答：一般情況都是現有的系統遇到問題解決不了或想加快恢復速度才用的，所以基本不涉及到初期的投資問題。

▷問題31：針對強效高效菌現階段有沒？比如原有設施排水量增大等。

答：現有的硝化菌，可以做到提高系統處理水量的目的，有實際案例。

▷問題32：按什么比例投加？比如池容1000m3，氨氮底物濃度200mg/L，大概需要多少投加量？

答：不同行業的水質、水量、氨氮進出水濃度、現場硬件條件等等，都會影響投加量，我們是按系統評估表和小試實驗的結果綜合評估確定系統可行性及投加量。

▷問題33：生物增效僅適用應急，對于升級是否可用？

答：升級及提標，完全可以使用，有實際案例。

▷問題34：煤化工廢水，高氨氮高pH，某個階段會不會出現大量游離氨，對菌種有抑制作用？

答：實際我們接觸的煤化工廢水，神華幾個廠、陜煤、河南煤化、伊泰、久泰等等，進水pH都不是很高，調節池最高也就8.5左右，進入到系統內與污泥回流和硝化液回流混合，pH會繼續下降，完全不用擔心這個問題。各別現場，氨氮特高的，堿度不夠，還需要補充液堿保證堿度充足，系統正常運行。

▷問題35：諾維信固體產品和液體產品的區別？例如：是否固體產品就是休眠狀態的，需要用水混合激活再使用？保質期兩者會有區別嗎？

答：都是休眠狀態，固體產品需要活化后使用效果更好。液體產品（硝化菌）直接使用即可。固體產品保質期1年，液體產品（硝化菌）保質期半年。

▷問題36：在污水站運行期間氨氮升高可以用嗎？

答：當然可以，這個及沖擊恢復，是應用最多的情況。

微水會·結束語

首先非常感謝諾維信，感謝@董偉，董工的分享及答疑，感謝水友積極參與本期微水會討論。

本期微水會中，我們先了解了菌種是如何進行選擇、馴化、復配、產品成型到實際應用的過程。接著董工就硝化菌主要應用在初期啟動、提高效率及達標率等方面，具有不需要新建構筑物、投加方便簡潔等優勢做了介紹。而在進行菌種投加前需要先對污水生化系統進行評估，通過小試測定菌種效果，最終確定是否適合投加及其用量。并就影響硝化的因素，分享了自己多年的經驗。最后輔以在皮革廢水及煤化工廢水中的應用具體展示這一菌種的效果。答疑討論環節，微水會群友就菌種投加方式、投加量、是否可現場培養、耐受溫度范圍，工藝如何控制，是否需要活化，硝化速率測定，應用范圍等諸多問題給予詳細解答。討論環節十分熱烈，足以見水友對這一技術的興趣甚大。

在環境質量提升的硬性要求下，為保證污水穩定達標排放，去除水中有機物、氮、磷等一直以來是行業內的重點，微生物菌種處理作為熱技術，也在被更多人熟知和運用，用其實現水質達標是水處理中的一個選擇；當然，在使用過程中，應重視客觀條件，維護和保持好處理系統狀態，以期更好的發揮菌種優勢。

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