0575印染廢水處理中的污泥膨脹與控制

1、印染廢水處理中的污泥膨脹與控制關(guān)鍵字：印染廢水 處理 污泥膨脹 控制綿陽某印染廠采用水解酸化/UASB/SBR法處理印染廢水，出水可達(dá)標(biāo) 排放,但運(yùn)行中污泥膨脹時(shí)有發(fā)生1。筆者以該廠污水處理站的UASB 出水為研究對(duì)象，探討了發(fā)生污泥膨脹的原因,并給出了相應(yīng)的控制 措施。1概況該廠的印染廢水主要來自退漿、煮煉、絲光、染色、印花、整理等工 段，一般情況下原水COD為8001800mg/L,BOD5為200400mg/L,色 度為200800倍,pH值為913。運(yùn)行中用廢酸將pH值調(diào)到8左 右,UASB出水COD為6001200mg/L,色度為100200倍,pH值為8.0 左右。UASB出水進(jìn)入

2、SBR系統(tǒng)，曝氣時(shí)間為8h,出水COD為80 150mg/L,色度為4060倍。SBR系統(tǒng)在春夏之交和夏秋之交經(jīng)常發(fā)生污泥膨脹，污泥指數(shù)一般在 300mL/g左右，有時(shí)甚至達(dá)600mL/g以上。鏡檢發(fā)現(xiàn)菌膠團(tuán)解體，絲狀 菌大量生長，表明為絲狀菌污泥膨脹。現(xiàn)場(chǎng)取樣測(cè)定表明,SBR池不存 在缺氧現(xiàn)象,BOD5 : N ： P為100 ： 3.5 ： 0.9,硫化物含量為90 150mg/L（以S2-計(jì)）。因此，污泥膨脹的產(chǎn)生可能與N、P的缺乏有關(guān)， 也可能是硫化物含量過高所致。2結(jié)果與討論為了不影響污水處理站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，采用小型SBR裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模 擬。裝置的有效容積為25L,采用空氣壓縮機(jī)供氧，

3、進(jìn)水為該廠的UASB 出水,接種已經(jīng)發(fā)生膨脹的污泥（污泥指數(shù)約400mL/g）。檢測(cè)與分析 項(xiàng)目有:SVI、COD、MLSS、S2-、pH 以及 DO 等。2 1營養(yǎng)物對(duì)污泥膨脹的影響按BOD5 : N : P=100 ： 5 ： 1的比例投加用氯化銨和磷酸二氫鉀配制的 營養(yǎng)液，在排水比為1/4、有機(jī)負(fù)荷為0.20kgBOD5/(kgMLSS d)、pH 值為78的條件下運(yùn)行，并在線檢測(cè)DO,使其維持在2.03.0mg/L, 進(jìn)水COD約800mg/L,污泥濃度在1800mg/L左右，每個(gè)周期結(jié)束后都 排出一定量的污泥以維持MLSS濃度基本不變。試驗(yàn)中SVI的變化見 圖1。F iu. I V

4、ir ijlioiL uf SV F iu. I V ir ijlioiL uf SV I 誠Itt xilil iiw ilu 1rit 1m I投和狙.硝后的變化fiu. 2 Vuriilibr. of SXI a ft r p nrw ri lionTQQ,Awn。24 A 10 It E6 18R?l朋圈W頊腐氣后的變化由圖1可知，經(jīng)過18個(gè)周期的運(yùn)行后污泥指數(shù)并未降低，即污泥膨脹 沒有得到控制。2 2預(yù)曝氣對(duì)污泥膨脹的影響先對(duì)UASB出水進(jìn)行預(yù)曝氣處理(使硫化物濃度從100mg/L左右降至 2mg/L以下)，然后再加入到SBR裝置中，其他操作同前。SVI的變化見 圖2。由圖2可知，經(jīng)

5、過18個(gè)周期的運(yùn)行后SVI值降到150mL/g以下，污泥 膨脹得到了控制。試驗(yàn)中也觀察到,隨著活性污泥性能的恢復(fù),混合液 表面的泡沫也不斷減少?，F(xiàn)有資料均認(rèn)為含有硫化氫的廢水易引起污泥膨脹，盡管H2S是否是 引起污泥膨脹的直接原因還不能確定，但可以肯定是有關(guān)的因素之一。Far quhar和Boyle采用預(yù)曝氣的方法進(jìn)行污泥膨脹的控制試 驗(yàn)，使曝氣池的SVI恢復(fù)到了正常狀態(tài)。RyokoYamamoto Ikemoto等的研究表明,在還原性硫化物大量存在的情況下，絲狀硫細(xì)菌可利 用其作為底物而產(chǎn)生污泥膨脹。在有硫化物存在的條件下，其被氧化 為硫酸根要消耗氧，同時(shí)游離H2S對(duì)活性污泥也有毒害作用（一

6、般認(rèn) 為好氧活性污泥法的硫化物濃度不能高于25mg/L4）。經(jīng)預(yù)曝氣后 廢水中的還原性硫化物含量大大減少，活性污泥的性能也就逐漸恢復(fù) 了。3結(jié)論氮、磷缺乏不是造成處理印染廢水工藝發(fā)生污泥膨脹的主要原因, 在其他條件不變的情況下，只投加氮、磷并不能使膨脹污泥的性能得 到恢復(fù)，而預(yù)曝氣則可使絲狀菌污泥膨脹得到有效控制。在膨脹污泥性能恢復(fù)的過程中曝氣池表面的泡沫逐漸減少，因此 可將泡沫作為污泥膨脹的指示標(biāo)志。大港油田煉油廠廢水活性污泥膨脹控制措施摘 要：生化法對(duì)進(jìn)水的有機(jī)物負(fù)荷要求比較嚴(yán)格，當(dāng)進(jìn)水條件突 變時(shí)，易使活性污泥中毒而失去活性，并發(fā)生污泥膨脹。而煉油廢 水受生產(chǎn)情況的影響，水質(zhì)、水量變化很

7、大，因此使得生化處理設(shè) 施的運(yùn)行很不利，時(shí)常發(fā)生污泥膨脹，使污泥沉降性能惡化。針對(duì) 這一問題，分析了造成污泥膨脹的機(jī)理和水質(zhì)情況，并提出了相 應(yīng)的控制措施。關(guān)鍵詞：大港油田，生化法，活性污泥，膨脹，控制措施 活性污泥中的菌膠團(tuán)細(xì)菌和絲狀菌形成一個(gè)微生物共生的生態(tài)體系， 在這種共生關(guān)系中，絲狀微生物是一種不可缺的重要微生物，其對(duì) 于維持污泥絮體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，保證活性污泥系統(tǒng)高效穩(wěn)定地凈化污 水起著重要的作用，活性污泥中的絲狀菌太高，太低都不適宜實(shí)際 運(yùn)轉(zhuǎn)，絮凝體內(nèi)絲狀菌大量生長并伸出菌膠團(tuán)之外時(shí)，形成菌膠團(tuán) 外的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，此時(shí)妨礙菌膠團(tuán)的絮凝和沉淀，絮凝體內(nèi)無絲狀菌 時(shí)，菌膠團(tuán)往往比較脆弱，很容易

8、被分裂成小的零碎的絮體，出水 渾濁。在絲狀菌與菌膠團(tuán)細(xì)菌平衡生長時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹問題， 在活性污泥中菌膠團(tuán)細(xì)菌占主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)時(shí)，污泥有著良好的沉降性能。 只有當(dāng)絲狀菌生長超過菌膠團(tuán)細(xì)菌時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹。此時(shí)，污 泥的沉降性能變差，出水水質(zhì)惡化、渾濁。在曝氣池中的生態(tài)環(huán)境下，有利于選擇性地發(fā)展菌膠團(tuán)細(xì)菌，應(yīng)用 生物競(jìng)爭機(jī)制抑制絲狀菌的過度增殖，從而控制污泥膨脹。1膨脹原因活性污泥法處理煉油廢水后的水質(zhì)不穩(wěn)定，主要是曝氣池受來水的 沖擊，使得活性污泥不能正常生長，故不能平穩(wěn)地處理廢水。分析其 原因有以下幾個(gè)方面。沖擊負(fù)荷流入到污水處理系統(tǒng)中的廢水濃度、組成以及流量等發(fā)生了急劇變化, 于是生化池

9、中微生物的呼吸就會(huì)受到刺激，如果供氧量不變，則生 化池中的DO馬上就會(huì)降低，在這種情況下，活性污泥中的微生物將 對(duì)有限的DO展開競(jìng)爭，在DO的消耗方面，表面積比較大的絲狀菌 比菌膠團(tuán)有利，所以絲狀物增殖，而菌膠團(tuán)衰減。總而言之，在高負(fù) 荷、低溶解氧狀態(tài)下刺激了絲狀菌的生長，結(jié)果造成了污泥沉降性能 的變化。1.1.1來水有機(jī)物含量（COD）高石油煉制廢水成分復(fù)雜，有機(jī)物濃度高，變化大。廢水有機(jī)物的突變, 使原馴化好的并能降解其有機(jī)物的微生物減少或消失，而降解另一 些有機(jī)物的微生物增多或新的菌種出現(xiàn)，這樣又經(jīng)過一段時(shí)間微生 物才能適應(yīng)。因此，當(dāng)進(jìn)水有機(jī)物急劇變化，絮狀菌膠團(tuán)細(xì)菌生長速 率降低，造成

10、絲狀菌生長占優(yōu)勢(shì)，很容易使活性污泥受沖擊，菌膠 團(tuán)抵抗能力差，而絲狀菌膠團(tuán)有很強(qiáng)的適應(yīng)力，最后誘發(fā)污泥膨脹。進(jìn)水含油高當(dāng)生化池進(jìn)水含油高于一定值（一般為50mg/ L）時(shí)，經(jīng)過充氧與 活性污泥混合，油脂附聚在菌膠團(tuán)表面，影響細(xì)菌的供氧，使細(xì)菌 因缺氧而死亡，并使活性污泥的比重降低，因此曝氣池進(jìn)水含油應(yīng) 小于50 mg/ L，活性污泥才不受沖擊。進(jìn)水含硫高絲狀菌與流水中硫化物及其它還原態(tài)硫化物有關(guān)，這類細(xì)菌可以氧 化簡單有機(jī)化合物，還能氧化還原態(tài)硫化物，獲得能量，得到競(jìng)爭 優(yōu)勢(shì)，引發(fā)硫絲菌為主的膨脹。礦生化池中營養(yǎng)關(guān)系出現(xiàn)較大失調(diào)污水中的微量元素和營養(yǎng)物經(jīng)常會(huì)影響到污泥的沉降性能，而煉油 廢水中

11、含有較多的C （有機(jī)物），但缺乏N和P兩種元素。一般以 尿素和磷酸鹽為氮源和磷源。但處理設(shè)施沒有自動(dòng)投加N、P的裝置， 由人工直接投料無法保證均勻性，造成了投料時(shí)濃度高，然后很快 下降趨近于0，所以活性污泥總是處于營養(yǎng)不均勻的環(huán)境中，難以 發(fā)揮其應(yīng)有的活性。溶解氧 菌膠團(tuán)細(xì)菌只有在溶解氧比較充足的情況下(24 mg/ L)才可能 正常生長，當(dāng)溶解氧低于110 mg/L,菌膠團(tuán)細(xì)菌受到很大抑制，絲 狀菌卻能很好地繁殖，引發(fā)污泥膨脹。有毒物質(zhì)有毒物質(zhì)對(duì)活性污泥的影響，按其毒性作用分三個(gè)方面：僅對(duì)膨脹有關(guān)的絲狀菌具有毒性作用的物質(zhì)；對(duì)凝聚性菌膠團(tuán)有毒性作用的物質(zhì)；對(duì)絲狀菌、凝聚菌膠團(tuán)均有毒性作用的含

12、糖醛廢水對(duì)凝聚性的菌膠團(tuán)的毒性作用比絲狀菌要強(qiáng)，菌膠團(tuán)抵抗能 力弱，因此受到衰減，相對(duì)地絲狀菌卻占了優(yōu)勢(shì)，結(jié)果將發(fā)生絲狀 菌性膨脹。2控制措施在污水處理場(chǎng)設(shè)酸堿中和罐與pH測(cè)定儀，保證使得生化池進(jìn) 水pH控制在69的范圍內(nèi)。當(dāng)生化池pH小于4或大于11時(shí), 多數(shù)情況下污泥失去活性，甚至死亡?？刂坪脺囟仁怯绊懳⑸锷L與生存的重要因素之一。在一定 溫度內(nèi)，對(duì)微生物的代謝活動(dòng)和生長繁殖有益，超出此范圍，微生 物的活動(dòng)急劇下降，甚至死亡。活性污泥適合溫度為1535 C，超 出45 C大部分污泥就要死亡。因此，冬季寒冷地區(qū)應(yīng)設(shè)加溫設(shè)施。污水處理場(chǎng)應(yīng)設(shè)有大容積的調(diào)節(jié)罐，避免生化池遭受水力負(fù)荷 的沖擊。調(diào)

13、節(jié)罐中設(shè)有收油裝置。液位控制在50 %以下。控制好生化池前的均質(zhì)罐的液位，因?yàn)楦咭何粫?huì)使均質(zhì)罐緩沖 水量的能力下降，甚至喪失，而低液位運(yùn)行不僅均質(zhì)效果差，且易 使油和均質(zhì)罐底泥進(jìn)入生化池，造成活性污泥受沖擊，因此液位宜 控制在50 %70 %之間，并且定期沖洗均質(zhì)罐。合理投入營養(yǎng)鹽。由于煉油廢水中營養(yǎng)比例失調(diào)，常常碳源充 分而氮磷不足，處理此類廢水時(shí)須另外補(bǔ)加氮和磷，應(yīng)當(dāng)設(shè)專門加 藥池，攪拌均勻后以一定流速連續(xù)不斷地投加到生化池內(nèi)或浮選池 出口。根據(jù)來水負(fù)荷及時(shí)調(diào)整溶解氧。如果溶解氧濃度不足，在任何 負(fù)荷下都可能發(fā)生污泥膨脹，同樣只要負(fù)荷足夠高，在任何溶解氧 的條件下，也可能發(fā)生污泥膨脹。因此，一般DO應(yīng)不低于2mg/ L。進(jìn)生化池污水的含硫量應(yīng)控制在10 mg/ L以下。應(yīng)加強(qiáng)汽提脫 硫裝置的監(jiān)控管理，避免高含硫污水對(duì)生化池活性污泥的沖擊，引 發(fā)硫絲菌大量繁殖，造成污泥膨脹，甚至在短時(shí)間內(nèi)造成菌膠團(tuán)大 量死亡。加完有關(guān)藥劑并調(diào)整好營養(yǎng)關(guān)系后，應(yīng)悶曝2 h，讓活性污泥 在自身重力條件下靜止沉降l h，以利于污泥絮凝、吸附及沉降性能 的恢復(fù)，調(diào)整好進(jìn)水量，污泥回流量，恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)?；钚晕勰嘣谖鬯幚淼倪^程中是不斷增長的，多余的活