污泥膨脹現(xiàn)象的原因和控制措施

污泥膨脹現(xiàn)象的原因和控制措施活性污泥法中的關(guān)鍵是活性污泥,其沉降性能的好壞直接影響到出水水質(zhì)。一、什么是“活性污泥活性污泥法自1914年由E.Arden和W.T.Lokett在英國(guó)曼徹斯特開創(chuàng)以來(lái),廣泛被應(yīng)用于生活污水和工業(yè)廢水的處理。所謂活性污泥,就是由細(xì)菌、原生動(dòng)物等微生物與懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)混雜在一起而形成的具有很強(qiáng)吸附分解有機(jī)物能力的絮狀體顆粒,這種絮狀結(jié)構(gòu)具有良好的沉降性能,使處理水與污泥分開,最終達(dá)到廢水凈化的目的。二、什么是“污泥膨脹”?發(fā)生污泥膨脹是活性污泥處理系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的異常情況之一,其表觀現(xiàn)象是活性污泥絮凝體的結(jié)構(gòu)與正常絮凝體相比要松散一些,體積膨脹,含水率上升,不利于污泥底物對(duì)污水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收降解,微生物大量消失,并且影響后續(xù)構(gòu)筑物的沉淀效果。三、污泥膨脹的測(cè)定指標(biāo)評(píng)價(jià)污泥沉降性能常用指標(biāo)有下列幾種:①污泥沉降比:取活性污泥反應(yīng)器中的混合液靜置30min后所形成的沉淀污泥的容積占原混合液容積的百分比。正常的活性污泥沉靜30min后,一般可接近其最大密度,反映沉淀池中活性污泥的濃縮情況,SV30。②污泥容積指數(shù):曝氣池出口處的混合液,在經(jīng)過(guò)了30min靜沉后,每克干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容積?？杀硎净钚晕勰嘀芯z團(tuán)結(jié)合水率的高低。③污泥成層沉降速度:混合液靜置一段時(shí)間后,形成清晰的泥水分界線,此后進(jìn)入成層沉淀階段,分界線將以勻速下降。④絲狀菌長(zhǎng)度:活性污泥單位體積內(nèi)絲狀菌的長(zhǎng)度,該量用來(lái)表示絲狀菌含量。四、污泥膨脹的誘因目前,對(duì)污泥膨脹的研究可以分為兩個(gè)方面,一方面從工藝運(yùn)行的角度來(lái)研究。比如:調(diào)整污水的pH值、溶解氧、泥齡等;另一方面是對(duì)引起污泥膨脹的微生物進(jìn)行研究。這兩個(gè)方面是相互影響、相互聯(lián)系、相互制約的。從目前已有的研究成果來(lái)看,活性污泥膨脹的發(fā)生與以下幾種因素有關(guān)。1、進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)水中氮和磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏:當(dāng)進(jìn)水中氮和磷含量不足時(shí),會(huì)使低營(yíng)養(yǎng)型微生物如:貝氏硫細(xì)菌、浮游分枝球衣菌等絲狀菌過(guò)量繁殖,出現(xiàn)絲狀菌污泥膨脹。最近的研究表明,當(dāng)磷充足而氮缺乏時(shí),由于營(yíng)養(yǎng)比例失調(diào),會(huì)出現(xiàn)非絲狀菌污泥膨脹。因此,要嚴(yán)格控制常規(guī)性污泥法BOD∶N∶P=100∶5∶1,如果發(fā)生污泥膨脹,應(yīng)加入氨水、尿素、硫胺等。進(jìn)水中碳水化合物含量高,含有大量可溶性有機(jī)物:在導(dǎo)致絲狀菌污泥膨脹的微生物中,最有代表性的是球衣菌屬,它能將葡萄糖、乳糖等糖類物質(zhì)直接作為能源利用,同時(shí)分泌出高粘性物質(zhì),覆蓋在膠團(tuán)菌表面,大大提高污泥的水結(jié)合率,導(dǎo)致非絲狀菌污泥膨脹。此外,活性污泥中的絲狀菌與其他細(xì)菌相比,對(duì)高分子物質(zhì)的水解能力弱,也難吸收不溶性物質(zhì)。所以,當(dāng)進(jìn)水中含可溶性有機(jī)物較多時(shí),絲狀菌就易利用自身繁殖,導(dǎo)致絲狀菌膨脹。進(jìn)水中硫化物含量高,腐敗或早期消化的污水:正常的活性污泥中硫代謝絲狀菌含量不多,若污水儲(chǔ)存或在排水管道、初沉池中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),底物中硫化物含量偏高,容易引起硫化菌、貝氏硫化菌等硫代謝絲狀菌的過(guò)量繁殖,引起污泥的膨脹。進(jìn)水波動(dòng):進(jìn)水波動(dòng)是指進(jìn)入活性污泥反應(yīng)器的原水在流量以及有機(jī)物濃度、種類方面的改變,曝氣池中有機(jī)物濃度突然增加。由于微生物的呼吸迅速,溶解氧量降低,絲狀菌和絮凝性菌膠團(tuán)爭(zhēng)奪溶解氧,絲狀菌優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)而引起膨脹。2、pH 值污水中的有機(jī)物由厭氧兼氧水解酸化而降解為低分子化合物,如揮發(fā)性的有機(jī)酸、氨基酸、單糖、醇類等,同時(shí)導(dǎo)致pH值降低,這種環(huán)境有利于某些絲狀菌的繁殖。PeidiHuPeter和F.Storm報(bào)道說(shuō)在pH≤5的情況下,易引起真菌絲狀菌的膨脹。3、溫度溫度是影響微生物生長(zhǎng)與生存的重要因素之一,每種微生物都有各自的適宜生長(zhǎng)溫度。在某溫度范圍內(nèi),若浮游球衣菌、發(fā)硫菌屬等占優(yōu),可能引起污泥膨脹。有人通過(guò)觀察引起絲狀菌膨脹的主要原因,細(xì)菌在5℃、12℃和20℃下的生長(zhǎng)情況,認(rèn)為低溫有利于絲狀菌的生長(zhǎng)。也有研究表明,在其他條件等同的情況下,10℃時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的污泥膨脹,如將反應(yīng)器溫度提高到22℃時(shí),不再產(chǎn)生污泥膨脹。這也是大多數(shù)活性污泥在冬季會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹的原因之一。4、溶解氧溶解氧作為構(gòu)成活性污泥混合液三要素(氣、水、泥)之一,是許多生物降解反應(yīng)的必要條件,保持一定的溶解氧(DO)含量,是控制反應(yīng)器的很重要因素之一。在DO較低的情況下,某些絲狀菌如Sphaerotilusnatans,1701型)因其飽和常數(shù)Ko較小,對(duì)低濃度DO有很大的親合力而增殖迅速。但是,DO在“膨脹”與“非膨脹”之間的臨界值并不是固定的,這是因?yàn)檫@個(gè)值還依賴于反應(yīng)器中活性污泥負(fù)荷Bx的實(shí)際值。5、BOD-污泥負(fù)荷BOD-污泥負(fù)荷是設(shè)計(jì)活性污泥反應(yīng)池和控制其運(yùn)行的重要指標(biāo)。不少學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),污泥負(fù)荷在0.25～0.45kgBOD/kgMLSS.d范圍時(shí)沉降性能好,超出這個(gè)范圍會(huì)導(dǎo)致SVI值升高。此外,泥齡過(guò)長(zhǎng),有機(jī)物濃度梯度小也會(huì)引起污泥膨脹。6、進(jìn)水中含有毒物質(zhì)不利于絮體形成的有毒有害物質(zhì)如:H2S、酚、醛、酮等會(huì)使SVI升高。據(jù)報(bào)道城市污水中,H2S濃度超過(guò)1～2mg/L,就可能發(fā)生污泥膨脹,控制這一類型的膨脹可以采用預(yù)曝氣,或采用重金屬鹽類形成沉淀去除H2S等。此外,排泥不暢通也是引起非絲狀菌污泥膨脹的一個(gè)誘因。五、污泥膨脹的控制措施1、臨時(shí)控制措施臨時(shí)控制措施有活性污泥加重助沉法和滅菌法。1)活性污泥加重助沉法是指向發(fā)生膨脹的污泥中加入有機(jī)或無(wú)機(jī)混凝劑,如:聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺等有機(jī)高分子絮凝劑,增加活性污泥的比重,使之在沉淀池內(nèi)易于分離。助凝劑投加量不可太多,否則易破壞細(xì)菌的生物活性,降低處理效果。助沉法一般用于控制非絲狀菌污泥膨脹。2)滅菌法指向發(fā)生絲狀菌膨脹的污泥中投加化學(xué)藥劑,殺滅抑制絲狀菌。常用的滅菌劑有NaClO、ClO2、Cl2、H2O2和漂白粉等。但是,氯等滅菌劑對(duì)微生物是無(wú)選擇性的殺傷劑,既能殺死絲狀菌,也能殺傷菌膠團(tuán)細(xì)菌。H2O2可破壞伸出絮體很大的絲狀菌,但不能破壞存在于絮體之內(nèi)絲狀菌屬。臨時(shí)控制方法由于運(yùn)行控制不好掌握,且無(wú)法解決污泥膨脹問題,還會(huì)帶來(lái)出水水質(zhì)惡化的不良后果,故不建議使用。2、工藝運(yùn)行調(diào)節(jié)控制措施工藝運(yùn)行調(diào)節(jié)控制措施用于運(yùn)行控制不當(dāng)產(chǎn)生的污泥膨脹。例如,對(duì)已消化污水產(chǎn)生的污泥膨脹,可對(duì)其進(jìn)行曝氣,或沉淀池中污泥應(yīng)及時(shí)刮除;對(duì)N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏引起的污泥膨脹,可及時(shí)補(bǔ)充投加尿素、銨鹽等或使其與生活污水混合進(jìn)行處理,使N、P控制在BOD5∶N∶P=100∶5∶1左右?？刂圃撉闆r下產(chǎn)生的污泥膨脹時(shí),適當(dāng)?shù)脑黾游勰嘭?fù)荷,可加快污泥的恢復(fù)速度;由于DO低導(dǎo)致的污泥膨脹,可以增開鼓風(fēng)機(jī),用提高供氧來(lái)解決;由于pH低導(dǎo)致的污泥膨脹可以調(diào)節(jié)進(jìn)水水質(zhì);由于低負(fù)荷導(dǎo)致的污泥膨脹,可以在不降低處理功能的前提下,適當(dāng)提高負(fù)荷。3、環(huán)境調(diào)控控制法環(huán)境調(diào)控控制法出發(fā)點(diǎn)是通過(guò)曝氣池中生態(tài)環(huán)境的改變,造成有