哪些好氧处理工艺可以解决污泥膨胀问题

【专家解说】：在污泥粘性膨胀最严重的情况下(用容器装一些污泥，无论用什么方法污泥始终粘附在容器的表面)，可考虑适当排掉一些膨胀的污泥，再重新取一些新泥，以减少多糖类物质对污泥的覆盖;同时增加水力停留时间，使没有被完全氧化的有机物有足够的时间被消耗掉。 由于原水中洗涤剂含量很高，加之曝气强度较大，经常出现白色、粘稠的泡沫，并且越积越多，当污泥发生膨胀时，危害较大。除投加消泡剂以外，采取水力消泡的方法。在反应池上方安装喷头，用MBR反应器的出水对反应池上部进行喷淋，以控制膨胀污泥和泡沫对反应器的危害，会取得较好效果.膨胀活性污泥的密度一般比水小，作为应急处理措施，可 污泥膨胀 考虑投加混凝剂，以改善其沉降性能。初步选择了常用的高分子混凝剂--阳离子型聚丙烯酰胺和无机混凝剂--硫酸亚铁进行对比试验。 在处理水量为50L/h的小试装置中投加阳离子型聚丙烯酰胺，使其浓度分别达到10、20、30、40、50和60mg/L，污泥的SV值变化。聚丙烯酰胺的投加对于污泥的沉降性能的改善有一定的效果，且存在一个最佳投加量，但是，效果不是很理想。该中水回用系统采用新型淹没式复合膜生物反应器，曝气量大、水力搅拌强烈，聚集起来的絮体颗粒容易遭到破坏，从而导致混凝效果不理想;当投加量高于最佳投加量时，絮凝体除中和胶体的负电荷以外，过多的正电荷又使胶体离子带上正电荷而重新稳定。处理水量为50L/h的小试装置中投加硫酸亚铁溶液，使其质量浓度在10至180mg/L之间变化，污泥的SV值变化;投药前后菌胶团状态。 投加硫酸亚铁溶液后污泥沉降性能得到明显改善，SV值下降了约百分之十五。但是超过60mg/L后污泥沉降性能没有进一步的改善，所以确定实际运行时硫酸亚铁的投加量为60mg/L。在投加硫酸亚铁(60mg/L)前后，测量混合液PH值从7.63降至7.07，对污泥活性的负面影响很小。阳离子型聚丙烯酰胺的投加效果受水力条件等因素的限制不是十分理想，同时其单体有毒性、难降解，存在二次污染问题，经济效益较投加硫酸亚铁差。硫酸亚铁价格便宜、使用简单，对膜及污泥没有负面影响，其对污泥密度的影响是有效的，但其不能从根本上解决营养比例失调的问题，所以只能作为应急控制措施。 营养盐调整法 在污泥膨胀问题的研究中，对污泥膨胀的恢复与控制是一个十分重要的环节。在该中水回用工程的运行过程中发现，投加硫酸亚铁后，沉降性能一度改善的活性污泥在原有有机负荷条件下如停止投加，继续进行处理，则活性污泥的沉降性能就会逐渐恶化，三日后恢复到投加前的状态。所以需要寻找一种在活性污泥膨胀后行之有效的恢复控制方法。 其他控制方法 在污泥粘性膨胀最严重的情况下(用容器装一些污泥，无论用什么方法污泥始终粘附在容器的表面)，可考虑适当排掉一些膨胀的污泥，再重新取一些新泥，以减少多糖类物质对污泥的覆盖;同时增加水力停留时间，使没有被完全氧化的有机物有足够的时间被消耗掉。 由于原水中洗涤剂含量很高，加之曝气强度较大，经常出现白色、粘稠的泡沫，并且越积越多，当污泥发生膨胀时，危害较大。除投加消泡剂以外，采取水力消泡的方法。在反应池上方安装喷头，用MBR反应器的出水对反应池上部进行喷淋，以控制膨胀污泥和泡沫对反应器的危害，会取得较好效果。 A2O 生物脱氮工艺 (反硝化- 硝化工艺、缺氧好氧工艺)是在工艺流程中设置缺氧(无氧或低氧区)和好氧区, 将化能养细菌的无氧呼吸(硝酸盐还原)、有氧呼吸与化能自养细菌有机组合, 通过合理控制工艺参数(如泥龄、回流比), 使缺氧区和好氧区分别适应于具有反硝化作用的好氧细菌、兼性厌氧细菌, 形成A2O 工艺。 一些研究与实践表明,包含两种不同营养类型和呼吸类型特点微生物的功能,又具有脱氮功能。由于缺氧区内呈无氧呼吸的兼性厌氧细菌的生化特性, 使一些较难降解的大分子有机物在无氧区内转化为低分子有机物,提高了废水的可生化性。由于生物脱氮技术日趋成熟, 已经被广泛应用于发酵工业等产生的含氮有机废水的处理。用 A2O 法处理含氮有机废水过程中, 因连续进水, 时常会出现多种异常情况, 使活性污泥随二沉池出水流失, 增加了处理水中的SS, 降低了水处理效果。 下面介绍用 A2O 法在废水处理中可能出现的几种主要异常现象及其防治措施。 1. 污泥膨胀引起的污泥上浮 首先根据污泥体积指数(SVl)判断是否发生的污泥膨胀。如果 SVI 值很高, 就说明活性污泥的沉降性能不好, 污泥可能发生膨胀或者已经膨胀。由于水处理厂的处理水质不同, SVI的具体值会不尽相同。所以水处理的管理人员应根据自己水处理厂的实际情况进行总结。污泥膨胀原因主要是大量丝状菌 (细菌中的鞘细菌, 以球衣菌和贝氏硫细菌为代表)在污泥内繁殖, 使污泥松散、密度降低所致。真菌的繁殖也会引起污泥膨胀。正常的活性污泥具有良好的沉降性能, 其含水率一般在 98%~99%。当污泥发生膨胀时, 污泥就不易沉降, 含水率上升, 污泥体积膨胀。在沉淀池表现为上清液清澈, 透明度很高,但污泥界面却很高, 在沉淀池可以看到活性污泥,甚至有的地方没有上清液, 污泥随处理水流失严重。活性污泥的主体是由细菌等形成的菌胶团。与菌胶团细菌相比, 丝状菌和真菌生长时需较多的碳素, 对氮、磷的要求则较低。它们对氧的要求也和菌胶团细菌不同, 菌胶团在溶解氧大于0.5mg/L 时能很好的生长, 而真菌和丝状菌在低于 0.5mg/L 的微氧环境中, 也能较好地生长。所以在供氧不足时, 会引起丝状菌、真菌的大量繁殖。菌胶团生长适宜的 pH 值范围在 6~8, 而真菌则在pH 值等于 4.5~6.5 之间生长良好, 所以 pH 值稍低时, 菌胶团生长受到抑制, 而真菌的数量则可能大大增加。因此, 污水中如有机物质较多, 溶解氧不足, 缺乏氮、磷等养料, pH 值较低情况下, 都可能引起污泥膨胀。此外, 超负荷、污泥龄过长等, 也可能会引起污泥膨胀。 另一种情况是膨胀的活性污泥中并没有大量的丝状菌, 称为非丝状菌性污泥膨胀, 但含有过量的结合水。这种膨胀类型的活性污泥指数很高, 体积膨胀, 而使污泥比重减轻, 压缩性能恶化。这种膨胀用显微镜分析鉴别非常简单, 其方法是在载玻片上将一滴黑色墨水与一滴曝气池混合液混合, 在显微镜下观察, 如果墨水不能浸透到菌胶团中, 则发生的是结合水性污泥膨胀。 由此可见, 为防止污泥膨胀, 解决的办法可针对引起膨胀的原因采取措施。如加大曝气量, 或适当降低 MLSS 值, 使需氧量减少等; 如污泥负荷率过高, 可适当提高 MLSS 值, 以降低污泥负荷。污泥大量流失, 污泥膨胀是活性污泥法处理装置运行中的一个较难解决的问题, 污泥膨胀的原因很多, 甚至有些原因还未认识清楚, 尚待研究。 2. 活性污泥解絮 污泥解絮在沉淀池的表现为处理水质浑浊,沉淀池上会有死污泥上浮, 洒水后污泥不沉淀, 颜色和系统内污泥颜色相同; 也有时在处理水中无明显的活性污泥泥粒, 但 COD 值较高。 导致这种异常现象的原因有运行中的问题,也有可能是原污水中混入了有毒物质所致。活性污泥解絮后, 微生物量减少且失去活性, 其吸附能力降低, 絮凝体变小质密, 处理水质混浊, SVI值降低等。做生微镜检时可看到, 絮状体明显减少而且结构比较散, 容易遭到破坏, 同时还可看到大量的轮虫。由于污泥解絮产生了大量的污泥碎屑, 从而刺激了轮虫的大量增殖。当污水中存在有毒物质时, 微生物会受到抑制伤害, 净化能力下降, 或完全停止, 从而使污泥失去活性。一般可通过显微镜观察来判别是否已产生解絮, 并对原废水水量及废水的 C: N、回流污泥量、空气量和排泥情况以及 SVI、MLSS、DO 等多项指标进行检查, 加以调整。当确定是污水中混入有毒物质时, 应考虑这是新的废水混入的结果, 需查明来源。 3. 污泥腐败引起的污泥上浮 在沉淀池可能由于污泥长期滞留而进行厌氧发酵, 产生气体附着于死的污泥块上, 从而发生大块污泥上浮的现象。它与脱氮反应引起上浮的污泥所不同的是, 污泥腐败变黑, 有臭味, 污泥搅碎后可能不会下沉。此时的污泥也不是全部污泥上浮, 大部分活性污泥都是正常地排出或回流到系统, 只有在死角长期停留的污泥才腐败上浮。 防止的措施有: (1)在沉淀池上安装挡泥板, 不使污泥外溢;(2)检修刮泥机, 消除沉淀池底部的死角; (3)对已上浮的块状污泥及时进行打捞, 避免随处理水流失, 影响排水水质。 4. 脱氮反应引起的污泥上浮 活性污泥在二沉池有成块上浮的现象, 并不一定是由于腐败所造成的。由于硝化池内污泥龄较长, 如果进入沉淀池的污泥含有较多的 NO3-, 在沉淀池内产生反硝化, 硝酸盐被还原, 产生的氮气附于污泥上, 活性污泥的比重降低, 整块上浮。由于脱氮反应引起上浮的污泥经搅动后, 气泡放出,污泥很快沉淀, 并且上浮污泥颜色和系统内的活性污泥颜色一样。 所谓反硝化是指在多种反硝化细菌的作用下, 先把 NO3-还原为 NO2-, 再把 NO2-还原为氮气的过程。反硝化作用一般溶解氧低于 0.5mg/L 时发生, 在有氧存在的时, 该生物反应就会受到抑制。经过试验表明, 如果让硝酸盐含量高的混合液静止沉淀, 在开始的 1 个小时左右污泥可以沉淀得很好, 但不久就可以看到, 由于反硝化作用所产生的氮气, 在泥中形成小气泡。 在测污泥沉降比时, 只检查污泥的沉降性能, 往往会忽视污泥的反硝化作用。这是在活性污泥法的运行中应当注意的现象, 为防止这一异常现象的发生, 应采取加强脱氮池的管理, 减少进入沉淀池的硝酸量, 或者增加污泥回流量及时排除剩余污泥, 降低混合液污泥浓度等措施。还有一种情况是曝气池内曝气过度, 使污泥搅拌过于激烈, 生成大量小气泡附聚于絮凝体上, 也容易产生这种现象。防止措施是将供给硝化池的空气量控制在所需的范围内, 避免过度曝气。 另外一种情况是由于运行不当, 造成沉淀池局部水力冲击过大。在沉淀池表现为一部分出水口出水伴随有活性污泥流出。随出水流出的活性污泥颜色和性状和系统内的活性污泥一样。一般发生这种情况的前提是活性污泥的沉降性能不好。解决办法及时排泥和加大返泥量, 降低沉淀池污泥界面。 5 处理水SS浓度高造成处理水COD升高 一般认为处理水SS浓度高是由进水SS和活性污泥造成的。由于SS大部分不能被活性污泥分解利用, 只能以排放剩余污泥的方式排出去。所以进水SS很高时, 会影响处理水SS浓度升高, 最终造成处理水COD升高。当SS来自废水时, 应当控制废水生源的SS浓度, 有必要时可在废水进入系统前设置初沉池。SS来自污泥自身时, 可能是由活性污泥絮凝性能差, 确认SV30 和SVI 值, 观察是否有丝状菌的存在。检查污泥在沉淀池的停留时间, 确认进水量和返泥量。 6. 发酵系统内的泡沫问题 在硝化池中产生泡沫的主要原因是, 所给废水中含有大量合成洗涤剂或其他起泡物质。也有其它的原因, 如负荷过低、过高、有放线菌等。可以在泡沫上洒水, 观察消泡情况和产生泡沫的颜色来判断原因。泡沫会给生产操作带来一定的困难, 带走部分污泥。 消除泡沫的措施有: 主要是对已产生的气泡进行洒水消泡, 减少废水中的洗涤剂的含量。根据其它原因适当控制污泥负荷和剩余污泥排放量。 用 A2O 法处理废水的过程是复杂的过程,对管理人员要求比较高, 对于水处理系统运行过程中产生的各种异常现象要及时发现, 及时调整, 同时总结经验, 防止异常情况再次发生