工業(yè)廢水處理|控制曝氣池污泥膨脹的三類措施
工業(yè)廢水處理|控制曝氣池污泥膨脹的三類措施
工業(yè)廢水處理|污泥膨脹簡(jiǎn)介
污泥膨脹是活性污泥工藝中常見的一種病態(tài)現(xiàn)象，是指活性污泥由于某種因素的改變，活性污泥質(zhì)量變輕膨大，產(chǎn)生沉降性能惡化，不能在二沉池內(nèi)正常進(jìn)行泥水分離，污泥隨出水流失。發(fā)生污泥膨脹以后，流失的污泥會(huì)使出水SS超標(biāo)，如不采取控制措施，污泥繼續(xù)流失會(huì)使曝氣池的微生物銳減，不能滿足氧化分解污染物質(zhì)的需要，最終導(dǎo)致出水BOD5也超標(biāo)。活性污泥的SVI值在100左右時(shí)，其沉降性能最佳。當(dāng)SVI值超過150時(shí)，預(yù)示著活性污泥即將或已經(jīng)牌膨脹狀態(tài)，應(yīng)立即采取控制措施。
污泥膨脹總體上可以分為絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹兩大類。絲狀菌膨脹是活性污泥絮體中的絲狀菌過度繁殖而導(dǎo)致的污泥膨脹，非絲狀菌膨脹是指菌膠團(tuán)的細(xì)菌本身生理活動(dòng)異常，粘性物質(zhì)大量產(chǎn)生導(dǎo)致的污泥膨脹。
導(dǎo)致絲狀菌膨脹的條件及成因：
正常的活性污泥中都含有一定量的絲狀菌，它是形成活性污泥絮體的骨架材料。如果活性污泥中絲狀菌數(shù)量太少，則形不成大的絮狀體，沉降性能不好；如果絲狀菌過度繁殖，則形成絲狀菌污泥膨脹。在正常的環(huán)境中，菌膠團(tuán)的生長(zhǎng)率遠(yuǎn)大于絲狀菌，不會(huì)出現(xiàn)絲狀菌過度繁殖的現(xiàn)象。但如果活性污泥環(huán)境條件發(fā)生不利變化，絲狀菌因其表面積較大，抵抗環(huán)境變化能力比菌膠團(tuán)的細(xì)菌強(qiáng)，絲狀菌的數(shù)量就有可能超過菌膠團(tuán)細(xì)菌，從而導(dǎo)致絲狀菌污泥膨脹。引起活性污泥中絲狀菌膨脹的環(huán)境條件有：
1、進(jìn)水中有機(jī)物質(zhì)太少，曝氣池內(nèi)F/M低，導(dǎo)致微生物食料不足。
2、進(jìn)水中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不足。
3、PH太低，不利于微生物生長(zhǎng)。
4、曝氣池混合液內(nèi)溶解氧太低，不能滿足微生物需要。
5、進(jìn)水水質(zhì)或水量波動(dòng)太大，對(duì)微生物造成沖擊。
6、進(jìn)入曝氣池的污水因“腐化”產(chǎn)生出較多的H2S（超過1-2mg/l）時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致絲狀硫磺菌的過量繁殖，使絲硫磺菌污泥膨脹。
7、絲狀菌大量繁殖的適宜溫度在25℃～30℃，因而夏季易發(fā)生絲狀菌污泥膨脹。
導(dǎo)致非絲狀菌膨脹的條件和成因：
非絲狀菌膨脹是由于菌膠團(tuán)細(xì)菌本身生理活動(dòng)異常，導(dǎo)致活性污泥沉降性能惡化。可分為兩種。
一種是由于進(jìn)水中含有大量的溶解性有機(jī)物，使污泥負(fù)荷F/M太高，而進(jìn)水中缺乏足夠的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，或者混合液內(nèi)溶解氧不足。高F/M時(shí)，細(xì)菌會(huì)把大量的有機(jī)物質(zhì)吸入體內(nèi)，而由于缺乏氮、磷或溶解氧不足，又不能在體內(nèi)進(jìn)行正常的分解代謝。此時(shí)細(xì)菌會(huì)向體外分泌出過量的多聚糖類物質(zhì)。這些物質(zhì)由于分子式中含很多羥基而具有較強(qiáng)的親水性。使活性污泥的結(jié)合水高達(dá)400%（正常污泥結(jié)合水為100%左右）以上。呈粘性的凝膠狀，使活性污泥在二沉池內(nèi)無(wú)法進(jìn)行有效的泥水分離及濃縮。這種污泥膨脹稱為粘性膨脹。
另一種非絲狀菌膨脹是由于進(jìn)水中含有大量的有毒物質(zhì)，導(dǎo)致污泥中毒。使細(xì)菌不能分泌出足夠的粘性物質(zhì)，形不成絮體，因此也無(wú)法在二沉池進(jìn)行有效的泥水分離及濃縮。這種污泥膨脹有時(shí)又稱為非粘性膨脹或離散性膨脹。
控制曝氣池污泥膨脹的措施
控制曝氣池污泥膨脹措施大體可分成三類。一類是臨時(shí)控制措施，第二類是工藝運(yùn)行控制措施，第三類是永久性控制措施。
一、控制曝氣池污泥膨脹的臨時(shí)控制措施
臨時(shí)控制措施主要用于控制由于臨時(shí)原因造成的污泥膨脹，防止污泥流失，導(dǎo)致出水SS超標(biāo)或污泥的大量流失。臨時(shí)控制措施包括絮凝劑助沉法和殺菌劑殺菌法兩種。絮凝劑助沉法一般用于非絲狀菌引起的污泥膨脹，而殺菌法適用絲狀菌引起的污泥膨脹。
1、絮凝劑助沉法是指向發(fā)生污泥膨脹的曝氣池中投加絮凝劑，增強(qiáng)活性污泥的凝聚性能，使之容易在二沉池實(shí)現(xiàn)泥水分離?；炷幚碇械男跄齽┮话愣伎梢栽诖藭r(shí)應(yīng)用，常用的絮凝劑有聚合氯化鋁、聚合氯化鐵等無(wú)機(jī)絮凝劑和聚炳烯酰胺等有機(jī)高分子絮凝劑。絮凝劑可加在曝氣池的進(jìn)口，也可投在曝氣池的出口，但投加量不可太多，否則有可能破壞細(xì)菌的生物活性降低處理效果。使用絮凝劑時(shí)，藥劑投加量摻合三氧化二鋁為10mg/l左右即可。
2、殺菌法是指向發(fā)生膨脹的曝氣池中投加化學(xué)藥劑，殺死或抑制絲狀菌的繁殖。從而達(dá)到控制絲狀菌污泥膨脹的目的。常用的殺菌劑如液氯、二氧化氯、次氯酸鈉、漂白粉、雙氧水等都可以使用。實(shí)際加氯過程中，應(yīng)由小劑量到大劑量逐漸進(jìn)行，并隨時(shí)觀察生物相和測(cè)定SVI值，一般加氯是為污泥干固體重的0.3%～0.6%，當(dāng)發(fā)現(xiàn)SVI值低于最大允許值或鏡檢觀察到絲狀菌菌絲溶解，應(yīng)當(dāng)立即停止加藥。投加雙氧水（H2O2）對(duì)絲狀菌有持續(xù)的抑制作用，過低不起作用，過高會(huì)導(dǎo)致污泥氧化解體。
二、控制污泥膨脹的調(diào)節(jié)運(yùn)行工藝措施
調(diào)節(jié)運(yùn)行工藝控制措施對(duì)工藝條件控制不當(dāng)產(chǎn)生的污泥膨脹非常有效。具體方法有：
1、在工業(yè)廢水處理曝氣池的進(jìn)口加粘土、消石灰、生污泥或消化污泥等，以提高活性污泥的沉降性能和密實(shí)性。
2、使進(jìn)入曝氣池的污水處于新鮮狀態(tài)，如采取預(yù)曝氣措施，使污水盡早處于好氧狀態(tài)，避免形成厭氧狀態(tài)，同時(shí)吹脫硫化氫等有害氣體。
3、加強(qiáng)曝氣強(qiáng)度，提高混合液溶解氧濃度，防止混合液局部缺氧或厭氧。
4、補(bǔ)充氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽，保持混合液中碳、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的平衡。在不降低污水處理功能的前提下，適當(dāng)提高F/M。
5、提高污泥回流比，降低污泥在二沉池的停留時(shí)間，避免在二沉池出現(xiàn)厭氧狀態(tài)。
6、當(dāng)PH值低時(shí)應(yīng)加堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)，提高曝氣池進(jìn)水的PH值。
7、利用在線儀表的手段加強(qiáng)和提高化驗(yàn)分析的時(shí)效性，充分發(fā)揮預(yù)處理系統(tǒng)的作用，保證曝氣池的污泥負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定。
三、控制污泥膨脹的永久性控制措施
永久性控制措施是指對(duì)工業(yè)廢水處理現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行改造或設(shè)計(jì)擴(kuò)建、新建工程時(shí)予以充分考慮。使污泥膨脹不發(fā)生，或發(fā)生污泥膨脹時(shí)有預(yù)防性設(shè)施。常用的永久性措施是在曝氣池前設(shè)生物選擇器。通過選擇器對(duì)微生物進(jìn)行選擇性培養(yǎng)，即在系統(tǒng)內(nèi)只有利用菌膠團(tuán)細(xì)菌的增長(zhǎng)繁殖，不利于絲狀菌的大量繁殖增長(zhǎng)。從而避免生物處理系統(tǒng)絲狀菌污泥膨脹的發(fā)生。選擇器有三種，好氧選擇器、厭氧選擇器、缺氧選擇器。
1、好氧選擇器的機(jī)理是提供一個(gè)溶解氧充足、食料充足的高負(fù)荷區(qū)，讓菌膠團(tuán)細(xì)菌率先搶占有機(jī)物，不給絲狀菌過度增長(zhǎng)的機(jī)會(huì)。例如在活性污泥法工藝的選擇器就是在回流污泥進(jìn)入曝氣池前進(jìn)行再生性曝氣，減少回流污泥中高粘結(jié)性物質(zhì)的含量，使其中微生物進(jìn)入內(nèi)源呼吸段，提高菌膠團(tuán)細(xì)菌攝取有機(jī)物的能力和與絲狀菌生物的競(jìng)爭(zhēng)能力，從而使絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹均能得到抑制。為加強(qiáng)微生物選擇器的效果，可以在再曝氣過程中投加足量的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高污泥的活性。
2、缺氧選擇器控制污泥膨脹的原理是：大部分菌膠團(tuán)細(xì)菌能利用選擇器內(nèi)硝酸鹽中化合態(tài)氧做氧源，進(jìn)行生物繁殖，而絲狀菌（球衣菌）沒有這種功能，因而在選擇器內(nèi)受到抑制，增殖落后于菌膠團(tuán)菌種，大大降低了絲狀菌膨脹發(fā)生的可能。
3、厭氧選擇器控制污泥膨脹的原理是：經(jīng)大部分種類的絲狀菌（球衣菌）都是好氧的，在厭氧條件下將受到抑制。而菌膠團(tuán)細(xì)菌有一大部分為兼性菌，在厭氧狀態(tài)下短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行厭氧代謝，繼續(xù)增殖。但是厭氧選擇器的設(shè)置，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生絲狀菌中絲硫菌污泥膨脹的可能性，因?yàn)榫z團(tuán)的厭氧代謝會(huì)產(chǎn)生硫化氫，從而為絲狀菌的繁殖提供條件。因此，厭氧選擇器的水力停留時(shí)間不宜過長(zhǎng)。
在工業(yè)廢水處理實(shí)際運(yùn)行中，以上述三類方法應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)先采取臨時(shí)控制措施，防止污泥大量流失導(dǎo)致系統(tǒng)的失敗。同時(shí)還應(yīng)認(rèn)真分析化驗(yàn)污泥膨脹產(chǎn)生的原因，從根本查因，采取工藝運(yùn)行調(diào)節(jié)手段，控制膨脹的發(fā)生。對(duì)于污泥膨脹發(fā)生次數(shù)較多，程度較嚴(yán)重的工業(yè)廢水處理廠，應(yīng)采取永久性措施及時(shí)改造，避免長(zhǎng)期出現(xiàn)超標(biāo)的現(xiàn)象發(fā)生。
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