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    生化系统活(huó)性污泥上浮(fú)和沉淀池中污泥膨胀成因及检(jiǎn)测与控制

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    发布时间(jiān): 2017年7月12日

    在(zài)采用活(huó)性污泥法(fǎ)处理废水的运行过程中(zhōng),有多种原因可引起生(shēng)化体统(曝气池(chí))中污泥活性受(shòu)到抑制,导致(zhì)生化(huà)系统中污(wū)泥上浮和沉淀池(chí)中污泥膨胀,从而使(shǐ)有机物的去(qù)除率下降。

    污泥膨胀、上浮的(de)问题是活性污泥自(zì)产生以来一直伴随并常常发生的(de)一个棘手的问题。其(qí)主要特征(zhēng)是:污泥结(jié)构松散,质量(liàng)变轻,体(tǐ)积膨大(dà),沉淀(diàn)压缩(suō)性(xìng)能(néng)差;SV值增大,有时达到90%,SVI达到400以上;大量污(wū)泥流失,出水浑浊(zhuó);二次沉淀池(chí)难以固液分离,回流(liú)污泥(ní)浓(nóng)度低,有时(shí)还(hái)伴随大量的泡沫的产生,无法维持生化处(chù)理的正常工作。污泥膨(péng)胀、上浮是(shì)生(shēng)化处(chù)理系统较为严重的异常现(xiàn)象(xiàng)之一,它直接影响(xiǎng)出水水(shuǐ)质(zhì),并(bìng)危害(hài)整(zhěng)个(gè)生化系(xì)统的运作。

    生化池(曝气池(chí))中污泥活(huó)性一旦受到(dào)抑(yì)制(zhì),就会导致(zhì)微生物性质(zhì)和类(lèi)群的改(gǎi)变、有机底物的去除率(lǜ)下(xià)降。有些微生物(wù)(如丝状菌)的过量增长会形成泡沫或浮渣,运行时机械应(yīng)力、挟裹气泡等(děng)均(jun1)会使活性污泥的(de)比重(chóng)降低(dī)而(ér)上浮飘走,流入二沉池会引起二沉池污泥(ní)膨胀(zhàng),不仅增加(jiā)了出水中的悬浮固体量,而(ér)且会大大降低(dī)生物反应系统(tǒng)(曝气(qì)池)中活性污泥的(de)活性(xìng)和数量。

    污泥膨胀(zhàng)的发生率是相当高的,在欧洲近50%的城市污(wū)水厂每年都会有不同程度(dù)的污泥(ní)膨胀发生,在(zài)我国的发生率也非常高。基本上目前各(gè)种类型的活性污泥工艺(yì)都会发(fā)生污泥膨胀。污泥膨胀不但(dàn)发生率高,发生普遍,而且一旦发生难以控制,通常都需要很长的时间来调整。针对污泥膨(péng)胀、污泥(ní)上浮及生(shēng)化体统中污泥活性受抑制,各方(fāng)面(miàn)的理论(lùn)很多,但并不完(wán)全一致。本文在阅读大(dà)量文献基础上,对导致活性污泥(ní)活性抑制(zhì)与膨胀、上浮的原因(yīn)、检测方法和控制技术进行(háng)了讨论,整(zhěng)理出几种较为成熟且有普遍意义的观点,并(bìng)归纳如下。

    1 引起(qǐ)活性污泥上浮的主要因素

    1.1 进水水质

    1.1.1 过量的表(biǎo)面活性物(wù)质和油(yóu)脂类化合物

    这类物质可以(yǐ)影响细(xì)胞质膜的稳定性和(hé)通透性,使(shǐ)细胞的某些必要成(chéng)分流(liú)失而导致微生物生长停(tíng)滞和死亡(wáng)。当曝气池进水中含有大量这类物质时,会产生大量泡(pào)沫(mò)(气泡),这些气泡很容易(yì)附聚在菌胶(jiāo)团上,使活性污泥的比重降低而上(shàng)浮。另外,当进水含油脂量(liàng)过高时(shí),经(jīng)过曝(pù)气与(yǔ)混合,油脂会附聚在菌胶团(tuán)表面,使细菌缺氧(yǎng)死亡,导致比(bǐ)重降低而(ér)上浮。

    1.1.2 pH值冲击(jī)

    过高(gāo)或过低(dī)的pH值会影响活性污泥微生物胞外酶及存在于细(xì)胞质(zhì)和细胞壁里酶(méi)的催化作用以及微生物对营养物质(zhì)的吸收。当连续流曝气(qì)反(fǎn)应池(chí)内pH<4.0或pH>11.0时,多数情况下活性污泥中微生物活性(xìng)受到抑(yì)制(zhì),或失去活性,甚至死亡,以致发生污泥上浮(fú)。用SBR法处理啤酒废水和化工废水的(de)实验结(jié)果表(biǎo)明:当进水(shuǐ)pH值(zhí)为(wéi)2.5-5.0和(hé)10.0-12.0时,pH值越低(或越高),污(wū)泥活性受抑制越严重,上(shàng)浮污泥量(liàng)越多。控(kòng)制低pH值(3.5-7.0)的反(fǎn)应周期内pH值不变,两种废(fèi)水的活性污(wū)泥在pH≤5.5时就(jiù)开(kāi)始出(chū)现(xiàn)污泥上浮(fú)。另一方面,随着pH值的增加,由于胞外(wài)聚合物(Extra Celluar Polymer)的电离官能团增(zēng)加,活性污泥絮凝作(zuò)用(yòng)增加(尽管带的负电性增加),但(dàn)当pH值超过一定(dìng)范(fàn)围后,絮凝作用下降(jiàng)。可见,这时的电排斥作用增加,也会造成活性污泥脱絮(悬浮、不絮凝、反絮凝(níng)(deflocculation)和(hé)上浮[6]。

    1.1.3 盐含量的影响

    对进水的pH值调整(zhěng)不能消(xiāo)除碱度(dù)对活(huó)性污泥的影响(xiǎng)。对碱性(xìng)进水调pH值,虽(suī)然中(zhōng)和了碱性(xìng)物质,但产生了盐。盐溶液(yè)浓(nóng)度不(bú)同其(qí)渗透(tòu)压也不同,渗透压是(shì)影响微生物生(shēng)存(cún)的重要(yào)因素之一。如(rú)微生物所处的溶液渗透(tòu)压(yā)发生突变,就会导致细胞死亡(wáng)。

    1.1.4 水温过热

    组(zǔ)成活性污(wū)泥(ní)的微生物适合的温(wēn)度范围一(yī)般为15-35℃,超(chāo)过45℃时会(huì)使(shǐ)活性污(wū)泥中大(dà)部分(fèn)微生物(wù)死亡而(ér)上浮(fú)(经过长期驯化的或特殊微生物除外(wài))。另外,Klaus Kriebitzsch等在(zài)用SBR工艺测定温度对细(xì)胞内酶(méi)活(huó)性影响的试验中也发现,温度在20、30和40℃时酶活性较好,大于50℃之后,酶的活性明显下降。

    1.1.5 致毒性底(dǐ)物

    对好氧活性污泥微生物有致毒作(zuò)用的底物主(zhǔ)要包括:含量过高的COD、有机物(wù)(酚(fēn)及其衍(yǎn)生物,醇,醛和某些有机(jī)酸等(děng))、硫(liú)化物、重(chóng)金属及卤化物。高底物浓度可与细胞酶活动中心(xīn)形成(chéng)稳定(dìng)的化合物(wù),导(dǎo)致基质(zhì)不能接近,无法被(bèi)降解,甚至使细胞中毒死(sǐ)亡。重金属离子(zǐ)进人细胞后主要与酶或(huò)蛋白质上的-SH基结合而使之(zhī)失活或变性。微量的重金(jīn)属离(lí)子还能在细(xì)胞(bāo)内不断积累最终(zhōng)对微生物发生毒害作用(微(wēi)动作用(yòng))。卤化物(wù)最常见的是(shì)碘和氯,碘不(bú)可逆地与菌体蛋白(bái)质(或酶)的酪氨酸结合(hé),生成二碘酪氨酸,使菌体失活。氯与水合成次氯酸,其分(fèn)解产生强氧化(huà)剂。而且废(fèi)水中有机物的突变,使原被驯化好(hǎo)的并能降(jiàng)解有机毒(dú)物的(de)微生物减少或消失。

    1.2 工艺(yì)运行

    1.2.1 过量(liàng)曝气

    微(wēi)生物处于(yú)饥(jī)饿状态而引起自身氧(yǎng)化进人衰(shuāi)老期,池中溶解氧浓度(dù)(DO)上升;或者由(yóu)于污(wū)泥活性差,曝(pù)气叶轮线速度(dù)过高,供(gòng)氧过多(duō)。总之,DO上升,短期内(nèi)污(wū)泥活性可能很好,因为新陈代谢快,有机物分解(jiě)也快,但时(shí)间一久(jiǔ),污泥(ní)被打得又(yòu)轻又碎(但无气泡),象雾花片似的飘满沉淀池表面,随水流走(zǒu)。这种污(wū)泥色浅,活性差,耗氧速(sù)率下降,污泥体积和污泥指数增高(gāo),处理效果明显降低。

    1.2.2 缺(quē)氧引(yǐn)起的污泥上浮

    污泥呈灰色,若缺氧过久则呈(chéng)黑色,并常带(dài)有小气泡。

    1.2.3 反硝化引起的污泥上浮

    当废水中(zhōng)有机氨化合物含量高或氨氮高时,在适宜条件下可被硝酸菌和亚硝酸菌氧化为NO3-,如二沉池积泥(ní)或停留(liú)时间过长,NO3-还(hái)原产生的N2会被活性(xìng)污泥絮凝体所吸(xī)附,使得活性污泥上浮。

    1.2.4 回流量太(tài)大引起的污泥上浮

    回流量突增,会使(shǐ)气水(shuǐ)分离(lí)不彻底,曝气池中的(de)气泡带到(dào)沉淀区(qū)上浮,这种(zhǒng)污泥呈颗粒状,颜色不变,上(shàng)翻的方向是(shì)从导(dǎo)流区壁直向沉淀(diàn)区壁成湍流翻动。

    1.2.5 二沉(chén)池池底积泥(ní)引起的污泥(ní)上浮

    如果二(èr)沉池底泥发酵,产(chǎn)生的CO2和H2也会附聚(jù)在活性污泥(ní)上,使污泥比重(chóng)降低而上浮。污泥腐化(huà)产生CH4、H2S后卜浮,首先(xiān)是一个个小气泡逸出水面,紧接(jiē)着有黑色污泥上浮。

    1.3 活性污泥丝状菌(jun1)过量(liàng)生长及(jí)其控制(zhì)产生(shēng)的污泥上浮(fú)

    1.3.1 温(wēn)度与负荷

    微丝菌(Mocrothrix patvicella)的最佳生长条件是温(wēn)度在12-15℃,污泥负荷小于0.1kg/(kg·d)。它(tā)的天然疏水性(xìng)会引(yǐn)起活性污泥(ní)的脱水性差,最高(gāo)为(wéi)490mL/g。在温(wēn)度高于20℃后、即使污泥负荷是0.2kg/(kg·d),M.parvicella也(yě)不增值。它打碎成30-80μm的(de)碎片,成浮(fú)渣形式而上浮。

    1.3.2 表(biǎo)面活性物质、类脂化合物及机械应力作用(yòng)

    引(yǐn)起低负(fù)荷膨胀和污泥上浮的最频繁的丝状菌是:微丝菌、0092型、0041型。在进水中表面活性(xìng)物质和类脂(zhī)化(huà)合物浓度(dù)的升(shēng)高、接种和机械应力(lì)也会(huì)引起放线菌(Actinomycetes)的增长(zhǎng)。Kappeleretal观察到机械(xiè)应力(如离(lí)心(xīn)泵(bèng))损(sǔn)坏紧密的活性污泥絮(xù)凝体(tǐ)并导致微丝菌的过量增长(zhǎng)[9]。

    1.3.3 过(guò)量投加(jiā)丝状菌(jun1)抑制(zhì)剂(jì)

    在曝(pù)气池流出槽中注人过氧化氢,数天后,丝状菌(jun1)就(jiù)消失,SVI从580mL/g下(xià)降至178mL/g。且(qiě)过氧化氢也有确保(bǎo)曝气池DO和去除H2S臭味的效(xiào)果。但若加人量太多会引起活性污泥的(de)活性抑制及污泥上浮。

    2、沉淀池(二次沉淀池)中污(wū)泥膨胀原(yuán)因(yīn)

    污泥膨胀分为丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀(zhàng)。非(fēi)丝状菌(jun1)膨胀(zhàng)主要发生在(zài)废(fèi)水水温较低而污泥负荷太高的时(shí)候,此时细菌吸附了大量有机(jī)物,来(lái)不及代(dài)谢,在胞(bāo)外积贮大量高粘性的(de)多糖物质,使(shǐ)得表(biǎo)面附着物大量增加,很难沉淀压(yā)缩。而当氮严重缺乏(fá)时,也有可产生膨胀现象。因(yīn)为若(ruò)缺(quē)氮(dàn),微生物(wù)便于(yú)工作不能充分利(lì)用碳源(yuán)合成细胞物质,过(guò)量的碳源将被(bèi)转弯为(wéi)多糖类(lèi)胞外(wài)贮存物,这种贮存物是高度亲水型化合(hé)物,易形成结合水(shuǐ),从而影响(xiǎng)污(wū)泥的沉降性能,产(chǎn)生高粘性的污泥膨胀(zhàng)。非丝状菌污泥膨胀发生时其生化处理效能仍(réng)较高,出(chū)水也还比较清澈,污泥镜检也看不到丝状菌。非(fēi)丝状菌膨胀发生情况较少,且危害并不十分严重,在(zài)这里就不着重研究(jiū)。

    丝状菌膨胀在(zài)日(rì)常实际工作中较为常(cháng)见,成因也(yě)十分复杂。影响丝状菌(jun1)污泥膨胀(zhàng)的因素有很(hěn)多,但我们首先应该认识到的是活性污泥是一个混合培养系统,其(qí)中至少存在着30种可能引(yǐn)起污(wū)泥膨胀的丝状菌。而丝(sī)状菌在与(yǔ)活性胶团系统共生的(de)关系中是不可(kě)缺少的一类重要微生物(wù)。它(tā)的存在对净化(huà)污水起着很好的作(zuò)用。它对保持污泥的絮体结(jié)构,保持(chí)生(shēng)化处(chù)理的净化效率,及在沉淀中起(qǐ)着对悬浮(fú)物的过(guò)滤(lǜ)作用等都有(yǒu)很重要的意义。事(shì)实也证明在丝状菌与(yǔ)菌胶团细菌平(píng)衡(héng)时是不(bú)会产生污泥膨(péng)胀,只(zhī)有当丝状菌生长超过菌胶团细(xì)菌时,才会出现污泥膨胀现象。

    2.1污泥(ní)负(fù)荷对(duì)污泥膨胀的影响

    研究证(zhèng)明大多(duō)数的丝状(zhuàng)菌的KS和μmax值比菌胶团的低,所以,按照以上(shàng)Monond方程(chéng),具有低KS和(hé)μmax值的丝状菌在低基质浓度条件下具有高的增长速(sù)率,而具有较高KS和μmax值的菌胶团在高(gāo)基质浓度条件(jiàn)下才占优势。同(tóng)样认为低负(fù)荷对于丝状菌生长有利的理论(lùn)还有表面(miàn)积/容积(jī)比(A/V)假说。这(zhè)里的表面积和容积,是指(zhǐ)活性污泥中微生物的(de)表面积与体积。该(gāi)假(jiǎ)说认(rèn)为伸(shēn)展(zhǎn)于絮(xù)凝体之外(wài)的丝状菌的比表面积(A/V)要大大(dà)超(chāo)过菌(jun1)胶团细菌的比(bǐ)表(biǎo)面积。当微生物(wù)处于受基质限制和(hé)控制的状(zhuàng)态时,比表面积大的(de)丝状(zhuàng)菌在取得底物方面要比菌胶团有利,结果(guǒ)在曝气池内丝状菌就变(biàn)成(chéng)了优势菌。

    低负荷(hé)易导(dǎo)致污泥膨胀这一观点(diǎn)无论是(shì)在(zài)实际运(yùn)行中还(hái)是在理论上都有了较为(wéi)成(chéng)熟的解释(shì)。但在(zài)我国,通常生化反应的负荷设计都(dōu)是(shì)较高的,的大量(liàng)污泥膨胀却是在高负荷条(tiáo)件下发(fā)生的(de),这(zhè)引起了(le)人们对该理论的怀疑。事实上,在高(gāo)负荷条件下的污泥膨胀往往(wǎng)是由于(yú)供(gòng)氧不足、曝气池(chí)内DO浓(nóng)度降低引起的。我们(men)下面就针对溶解(jiě)氧DO对(duì)于污泥膨胀(zhàng)的影响。具体参见http://www.dowater.com更(gèng)多相(xiàng)关(guān)技术(shù)文档。

    2.2溶解氧浓度对污泥膨胀(zhàng)的影响(xiǎng)

    微生(shēng)物对(duì)有机物的(de)降解过程实质上就是对氧的利用过(guò)程。溶解氧在活(huó)性(xìng)污泥法的运行中是一个重(chóng)要的控制参(cān)数,曝气(qì)池(chí)中DO浓度的高(gāo)低(dī)直(zhí)接影响着有(yǒu)机物(wù)的去除效率和活(huó)性污泥的生长(zhǎng)。低DO浓度一直被认为是引起丝状菌污泥膨胀的主要因素之一。丝状菌由于具有(yǒu)较大的比表(biǎo)面积和较低的氧(yǎng)饱和常数,在低DO浓度下比絮状菌增(zēng)殖得快,从而导致丝状菌污泥膨胀。根据各方(fāng)面的研究(jiū)反应(yīng),DO对于(yú)污泥膨胀影响的的临界值并(bìng)不确定(dìng)。DO浓(nóng)度(dù)的(de)要求是与(yǔ)污泥负荷息息相(xiàng)关的(de),负荷(hé)越高,则对应的(de)临界值就(jiù)越大。这一值的确定(dìng)与工艺选(xuǎn)择、池型及进水类(lèi)型(xíng)都有着(zhe)密切关(guān)系,必(bì)须根据实际情况结合实验才可以(yǐ)得出(chū)。

    2.3其它方面对污泥膨胀的影响(xiǎng)

    2.3.1 污水种(zhǒng)类

    污水(shuǐ)种(zhǒng)类(lèi)对污泥膨(péng)胀有着明显的(de)影响。通常(cháng)来(lái)说,那些含有易生(shēng)物降解和溶解的有机成份,特别是低分子(zǐ)量的烃类、糖类和有机酸类等(děng)类型基质的污水易引起污泥(ní)膨胀(zhàng),例如酿(niàng)酒、乳(rǔ)品、石(shí)化和造(zào)纸废水等(děng)。

    2.3.2 营养成分的不均衡

    当污水中N、P不足时,易引起污泥(ní)膨胀的发生。通常认为,N、P的合(hé)适比例为BOD5:N:P=100:5:1。很多研究表明许(xǔ)多丝状(zhuàng)菌对营养物质N、P有着(zhe)较强的亲和力,这可能就是缺乏营养(yǎng)物质导致污泥膨胀的原因。

    2.3.3 pH值与(yǔ)温度

    一般认(rèn)为pH偏低易(yì)引起丝状菌的大量繁殖。而温(wēn)度的对丝状菌的影(yǐng)响也是很普(pǔ)遍的。例如,冬天Microthix parvicella在丝状菌群中占优势,而温暖(nuǎn)季节时Nocardiaform,0041型或Nostocoida limnicda较易大量繁殖。
    另外污(wū)水在(zài)进水处理系统前的早期厌氧(yǎng)消(xiāo)化(huà)产生的有机酸和(hé)硫化氢也可能导致污泥膨胀的发生(shēng)。硫磺菌的的贝(bèi)氏硫(liú)菌、硫丝菌等(děng)能从(cóng)硫化氢氧化(huà)中获取能量。而这么细(xì)菌以非常长的(de)丝状性增殖,有时能长达1厘(lí)米,从而导(dǎo)致污泥膨(péng)胀的发生。

    3、生化体统(曝气池)中污泥活性抑(yì)制与上浮的检测(cè)方法

    3.1 测定污(wū)泥的耗氧速(sù)率(OUR)和(hé) ATP

    测定活性污泥的耗氧速(sù)率(lǜ)(OUR),可判(pàn)断有无(wú)毒物(wù)流入、负荷条件(jiàn)和排泥平衡(héng)情况。若同时测(cè)定三磷酸腺苦(ATP),还可以从处理机能方面对微生物(wù)量和活性度进行定量分析。根据P.E.Jorgensen等的研究(jiū)表明,测定ATP含(hán)量和(hé)OUR是检测生物量活性(xìng)的(de)可(kě)靠方法。

    3.2 利用指示生物(wù)诊断(duàn)活性污泥状态和性(xìng)能(néng)

    用(yòng)显(xiǎn)微(wēi)镜对活性污泥中(zhōng)的微(wēi)生物进行(háng)镜检,其中的原生动物和后(hòu)生动物(统称为微型动物(wù))相对比细菌个体大,在显(xiǎn)微镜下易于观察(chá)、鉴别(bié)和(hé)计数,且对外界环境条件的变化更为敏感,作(zuò)为指示生物来诊断活性污泥的状态和性能,在工程实践中已有较广泛应用。

    4、 控(kòng)制(zhì)生化体统(tǒng)中污泥上浮的技(jì)术措施

    ①稳定曝气池进水水质的最(zuì)可(kě)行、最经济(jì)的方法是终水回(huí)流,用以(yǐ)稀释、调节曝气池进水(shuǐ)中的有机物浓度,使其稳定(dìng)在一定范围内,终水(shuǐ)回流的先决(jué)条(tiáo)件是污水处理厂的(de)处理能(néng)力必须大于(yú)实际进(jìn)水量(liàng)。

    ②污水(shuǐ)处理厂应考虑设有较大容(róng)积的(de)调节池(均质池)并控制好均质池(调节池)液位。因高液位(wèi)会使均质池的水量缓冲能力(lì)下降,甚至(zhì)丧(sàng)失(shī);而低(dī)液位运(yùn)行不(bú)仅均(jun1)质效(xiào)果差,且易使油和均质池底的(de)杂质进人曝气池,造成活性(xìng)污(wū)泥受(shòu)冲击而上浮。液位宜控制在50%-70%。

    ③合理投加(jiā)营养盐。由于工业废水中营养比例失调,常常碳源充分(fèn)而氮、磷(lín)等(děng)营(yíng)养物不足,因(yīn)此(cǐ)处理工(gōng)业(yè)废水时须另外补加。一般以(yǐ)尿(niào)素和磷酸盐为氮(dàn)源和磷源,但投(tóu)加量不宜过量。

    ④曝气池人口设中和池及由碱池、酸池、pH检测仪、pH自动调节阀等组成的pH自动调节(jiē)系统,使曝(pù)气池进水的pH值(zhí)控(kòng)制在(zài)要(yào)求范围内。

    ⑤采用纯氧曝气(qì)。从西(xī)德引进的纯氧曝(pù)气装置,投产5a以来从(cóng)未出现污泥上(shàng)浮。

    ⑥污泥中毒(dú)引(yǐn)起的污泥上浮可(kě)以(yǐ)加大曝气量,减少进水(shuǐ)量并清除死污泥。

    ⑦活性污泥的微生(shēng)物组成主要依赖于废水成(chéng)分、流动形式、运行条件和适宜的设(shè)计。由于在实际处理过(guò)程中几乎难以(yǐ)控制废水(shuǐ)成分,因此(cǐ)对(duì)运(yùn)行条件和反应器设计(jì)进行优化(huà)选择(zé)至关重要。

    5、二次沉淀池(chí)中污泥膨胀的一般解决办法

    5.1应(yīng)急(jí)措施

    适用于临时应急,主要(yào)方法是(shì)投加药(yào)物增(zēng)强污泥沉降性能或(huò)是直接杀死丝状菌。在曝气池的入口(kǒu)处投加铁盐铝盐等混凝剂可(kě)以直(zhí)接提(tí)高污泥(ní)絮凝(níng)性、压(yā)密(mì)性,保证沉淀出水。另外,投加(jiā)一些(xiē)能(néng)够杀灭丝状菌的药剂,如(rú)氯气、臭氧(yǎng)、过氧化氢等。氯(lǜ)加在(zài)回(huí)流污泥中也(yě)可以(yǐ)达到消除(chú)污泥膨胀现象。有效氯为10—20mg/l时,就(jiù)能够有效杀灭球衣菌,贝代硫菌;高于20mg/l时,可能对絮凝体形成菌产生危害,因此(cǐ),在使用氯时一(yī)定要(yào)按投加量的允(yǔn)许范围(wéi)合理投加。投加过氧化氢和臭氧也可以起到破坏丝(sī)状菌的效果。而臭氧,过(guò)氧化氢等氧化剂只有(yǒu)在较(jiào)高(gāo)的计量条件(jiàn)下才对球(qiú)衣菌有杀灭效果。

    采用这种(zhǒng)方法一般能较快降低SVI值,但这种方法并没有从根本(běn)上控制丝状菌(jun1)的繁殖,一旦停止加(jiā)药,污泥膨胀现象可以(yǐ)又会卷土重来。而且投药有可能破坏生(shēng)化系统的微生物生长环境,导(dǎo)致处理效果降(jiàng)低(dī),所(suǒ)以,这种(zhǒng)办法(fǎ)只能做为临时应急(jí)时(shí)用。

    5.2改善生化环境

    污水厂发(fā)生污泥膨胀的时候(hòu),一般无(wú)法从工艺流程、池型和曝气方式的改(gǎi)变来(lái)解决,只能(néng)在正在运行的流程(chéng)基础上通过改变生化池(chí)内的(de)微生物生长(zhǎng)环境来抑制或消除丝(sī)状(zhuàng)菌的过度繁殖。在(zài)不同的工艺和水质的情况下,很难有(yǒu)一(yī)个放之四海而皆准(zhǔn)的解决方案。但生(shēng)化(huà)工艺常遇见(jiàn)的几(jǐ)种(zhǒng)应(yīng)该注意的问题必须加(jiā)以注(zhù)意。

    5.2.1 污水性质的(de)控制

    首先应该检查和调(diào)整pH值,当pH值低于5以(yǐ)下时,不仅(jǐn)对污(wū)泥膨胀会(huì)有利,而且对正(zhèng)常的生化反应也会(huì)有一定(dìng)的危害,所以当pH值偏低时应及时调整。

    另外水温对(duì)污泥膨胀有一定(dìng)的影响,组成活性污泥的微生物适合的温度范围(wéi)一般(bān)为(wéi)15--35℃,温度每升(shēng)高1℃微生物代谢速度提高1倍。当温度超过40℃时(shí)会使活性污泥中大部分微(wēi)生物死亡而导致污泥膨胀(zhàng)。在北(běi)方寒(hán)冷地区(qū)一定应注意冬季(jì)时的水(shuǐ)温(wēn),若水温(wēn)偏低应加热,因为低温也会导(dǎo)致污泥膨(péng)胀的发生。采用鼓风曝气能(néng)有效地升高曝气(qì)池内水温。

    当污(wū)水中(zhōng)营养成份(fèn)不足或失衡(héng)时(shí),应补充投(tóu)加。N、P含量应控制在BOD:N:P=100:5:1左右。

    若(ruò)污水(shuǐ)处理生化系统前(qián)已有消化现象的发生,产生的低分(fèn)子有(yǒu)机(jī)酸(suān)将有(yǒu)利于丝状菌的生长,这时可以(yǐ)对(duì)废水在调节池内(nèi)预(yù)曝气来加以改善。一(yī)般采用(yòng)空气扩散器(qì)向3-5米有效水深的调节池曝气,供气(qì)量(liàng)可以(yǐ)控(kòng)制在0.5-1.0m3(空气)/ m3废(fèi)水·h。它(tā)能(néng)使调节池的(de)废水保持新鲜,并(bìng)有效(xiào)防止由于(yú)厌(yàn)氧(yǎng)所会带来的臭气。

    5.2.2保持生化(huà)池(chí)内足够的(de)溶解氧,一般控制在0.3---2mg/l;对于高负荷的生化(huà)系统一般(bān)至少应控(kòng)制DO>2 mg/l。

    5.2.3调整曝气池(chí)中污泥负荷,运行(háng)经验(yàn)表明(míng),如果污泥(ní)负荷(hé)超过0.35kgBOD/kgMLSS.d易于发生丝状(zhuàng)菌性污泥膨胀。

    5.2.4缩短沉(chén)淀池(chí)的水力停留时间和沉(chén)淀池内(nèi)的污泥应及时排(pái)出或回流(liú),防止其发生(shēng)厌氧现象。若发生厌(yàn)氧现象,产生的(de)各(gè)种气体(tǐ)吸附(fù)在污泥上(shàng),也会使污泥上浮,沉(chén)降性能变(biàn)差。而且发生厌氧的污(wū)泥回流也(yě)会引发丝状菌的(de)大量繁殖(zhí)。这种情况时(shí)除排泥和清除沉淀池内的死角,并缩短污(wū)泥在(zài)池内的停留(liú)时(shí)间外,还应(yīng)提高曝气池DO值,使出入沉(chén)淀池的水保持(chí)较的溶(róng)解氧(yǎng),或(huò)者(zhě)在污泥回流进入生化池前曝(pù)气再生。

    在解决(jué)了(le)以(yǐ)上问题后,如果污泥膨胀(zhàng)现象仍得不到控制,就得根据实际情况(kuàng)加以分析,下面针(zhēn)对几中常见(jiàn)的工(gōng)艺(yì)提出一些指导性的方法,供(gòng)参考。

    A. 高负(fù)荷活性污泥工艺

    目前国内对活性污泥(ní)工艺的(de)设计通常采用中等(děng)负荷(hé)(0.3KgBOD5/(kgMLSS·d)),而在实际中人们从经济角度(dù)考虑总是采用较高(gāo)的负荷,所以高负(fù)荷(hé)下的(de)污泥(ní)膨胀在中国(guó)具体较为广泛的意义。在高负荷(hé)情(qíng)况下,最常(cháng)见的是DO不足,所以先采取提高气水比(bǐ),强化曝气,在推(tuī)流式曝气池内首端(duān)采(cǎi)用射(shè)流(liú)曝气(qì)等(děng)方式,观察一段时间(jiān),找出问题的所(suǒ)在。

    如果在以上措施采取后(hòu)一段时间情况(kuàng)仍无好转,则可考虑在曝气池(chí)头部加设软填料。这一部份对于有机酸去(qù)除率很高,从而去(qù)除丝状菌的生长促进因素,帮助絮状菌生长。这个方法(fǎ)比较有效(xiào),但造价(jià)较高,且对以后的维修(xiū)管(guǎn)理造成不便。或者在曝气池前设置(zhì)一个水力停留时间约为15min的选择器,一般能(néng)很有效的抑制丝状菌的生长。

    对于间歇式(shì)进水的SBR工艺来说,反应器本身是完(wán)全混合式的,而且在(zài)时间上其污染物的基质就(jiù)存在浓度梯度,所以(yǐ)无需再另设选择器(qì)。通(tōng)常(cháng)间歇式SBR工艺产生污(wū)泥膨胀的原因是,污泥浓度(dù)过高,而进水有机物(wù)浓(nóng)度偏低或水量偏小而导致污泥(ní)负荷偏低(dī)。对于这种情况,降低排出比,提高(gāo)基质初始浓度,并(bìng)对SBR强制排泥,一般就能够对污泥膨胀(zhàng)现象(xiàng)进(jìn)行有效的控制。而对于连续进水(shuǐ)的SBR如(rú)ICEAS和CASS等工艺如果发生污泥(ní)膨胀的话,就有必(bì)要在进水端(duān)设置一个预(yù)反应区或生物(wù)反应(yīng)器(qì)了。

    B. 低负荷(hé)活性污泥工艺

    低负荷活性污泥工艺曝气(qì)池内基质浓度较低(dī),丝(sī)状菌容易获(huò)得较高的(de)增长效率(lǜ),所以是最容易产生污泥(ní)膨胀。除了在(zài)水质和曝气上(shàng)想办法外(wài),最根(gēn)本和有效的是将曝气池分成多(duō)格且以推流方式运行,或增设一个分格设置的小型预曝气池作(zuò)为生(shēng)物选择器,在这个(gè)选择器内采用高污泥负荷,吸附部分有机物并消(xiāo)除(chú)有机酸。这个办法不但有助于抑制污泥膨胀,并能有效的改善生化处理效果。在曝气池内增加填料的方法(fǎ)也同样在低(dī)负荷(hé)完全混合工艺中(zhōng)适用。

    对于A/O和A2/O工艺可通过在在好氧段前(qián)设置缺氧段和厌(yàn)氧段以及污泥回(huí)流系统,使(shǐ)混合菌群交替(tì)处于缺氧(yǎng)和好氧状态,并使有机物浓度(dù)发生周期性变化,这(zhè)既控制了污泥膨胀又改善了污泥(ní)的沉降(jiàng)性能。而交(jiāo)替工作式氧化沟和(hé)UNITANK工艺等(děng)连续进水的系统因(yīn)为其本(běn)身在时间和空间上(shàng)就有了实际(jì)上的“选择器”,所以(yǐ)对污泥(ní)膨胀有着效强的控(kòng)制能力。如果这(zhè)两种(zhǒng)工(gōng)艺发生污泥膨胀,则可通(tōng)过调整(zhěng)曝(pù)气(qì)控制溶氧量和控制回流污泥(ní)量来调节池(chí)内的污泥负荷及DO,通(tōng)过一段时(shí)间的改善(shàn),一般能够控制住污(wū)泥膨胀现(xiàn)象(xiàng)。

    6、 总结

    总的来说,污泥膨胀由于丝状菌的(de)种类(lèi)繁多,且生(shēng)长适宜(yí)的环境也不(bú)尽相同。在不同(tóng)工艺不同水质的情(qíng)况下,微生(shēng)物的生长环(huán)境非常微(wēi)妙(miào),这就(jiù)要求发生(shēng)污泥膨胀时,需要水处理工作者根据实(shí)际情(qíng)况作大量切实的实验和(hé)分(fèn)析,大胆实(shí)践,才能解决(jué)污泥膨胀问题。

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