【生活污水處理】氧化溝活性污泥膨脹原因及控制措施
琥珀山莊是合肥市著名的生活小區(qū)，小區(qū)污水處理采用氧化溝工藝。自1994年竣工投產(chǎn)到1996年運行一直比較穩(wěn)定，出水符合或優(yōu)于設(shè)計標(biāo)準，但自1997年冬以來曾多次發(fā)生污泥膨脹的異常現(xiàn)象，給生產(chǎn)運行帶來一定的困難。本文就污泥膨脹的原因進行分析，并對運行管理提出幾點意見。
1 污水處理工藝設(shè)計概況
1.l 設(shè)計處理能力
進水流量：Q＝4 000 m3／d；
進水水質(zhì)：ρ （BOD5）＝200 mg／L，ρ（SS）＝280mg／L，ρ（TKN）＝60 mg/L，ρ（CODcr）＝340 mg／L；
出水要求：pH＝6－9，ρ （S）＜30 mg／L，ρ（BOD5）＜30 mg／L，ρ（TKN）＝60 mg/L，ρ（CODcr）＜120 mg／L。
1.2 工藝流程
污水處理工藝流程見圖1。
1.3 主要構(gòu)筑物設(shè)計
①氧化溝：轉(zhuǎn)刷曝氣環(huán)形氧化溝，分兩組共四廊道，有效水深2.5 m，總?cè)莘e2 580 m3。溝中污泥質(zhì)量濃度 3 000 mg／L，污泥負荷 0.089 kg［BOD5」／（kg［MLSS］·d），污泥齡 20 d.
②二沉池：采用 2座直徑為 20 m圓形輻流式沉淀池，池邊水深 2.75 m，水力停留時間 16h，回流比100％。
2 運行憎況
2.1 進水水質(zhì)
琥珀山莊污水處理廠進水水質(zhì)波動比較大，進水 BOD5 的質(zhì)量濃度最高為 499.8 mg／L，最低為44 mg／L，平均為 167 mg／L。在 100－200mg／L之間的頻率為 42.6％，在 200－300 mg／L之間的頻率為 18.5％，大于 300 mg／L的頻率約為11％。進水SS的質(zhì)量濃度在120－240 mg/L之間的頻率為 47.7％，大于 240 mg／L的頻率為46.8％，平均質(zhì)量濃度為 289.3 mg／L。進水 CODcr的質(zhì)量濃度最高為 1413 mg／L，最低為 198 mg／L，平均為 652.2 mg／L。油脂超標(biāo)情況時有發(fā)生，最高達 56 mg／L。
2.2 出水水質(zhì)
除發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象期間，污水處理基本保持較高處理效率。BOD5 的去除率達到90％以上，出水 BOD，低于 30 mg／L；CODcr的去除率可達到80 ％以上，出水 CODcr低于 120 mg／L；SS的去除率達到90％左右，出水SS低于30 mg／L。
2.3 異常膨脹現(xiàn)象
水廠1997年冬季至1998年初出現(xiàn)非絲狀菌污泥膨脹，最高 SV為 84％，SVI為 170 mL/g；1998的冬季至1999年初出現(xiàn)絲狀菌膨脹，最高SV為99％，SVI為441 mL/g。
3 污泥異常膨脹情況分析
污泥膨脹的原因較為復(fù)雜，筆者認為該污水處理廠的污泥膨脹可歸結(jié)為以下2種類型。
3.l 絲狀菌膨脹
這是由絲狀菌過量發(fā)育或在不利條件下可能以絲狀菌形態(tài)生長的有機體引起的污泥膨脹，絲狀菌的大量繁殖、增長與下列因素有關(guān)：
①廢水水質(zhì)，許多專家認為這是造成絲狀膨脹的最主要因素。含溶解性碳水化合物的廢水常發(fā)生由浮游球衣菌引起的絲狀膨脹，含硫化物高的廢水常發(fā)生由硫細菌引起的絲狀膨脹[1]。一般污水中碳水化合物較多，缺乏氮、磷等養(yǎng)料也易發(fā)生絲狀膨脹。圖2給出了該污水處理廠進水BOD；質(zhì)量濃度與污泥沉降性能的關(guān)系曲線，從中可以
看出，含溶解性碳水化合物高的廢水往往引起了污泥沉降性能的惡化，導(dǎo)致污泥膨脹。
②曝氣池內(nèi)污泥負荷，一般污泥負荷Ns偏高時，如 0.5 kg［BOD5」／（kg［MLSS」·b）以上，SVI急劇增加，在超過最大值之后，又逐漸降低；Ns偏低時，SVI也會大幅度增加。也就是說，污泥負荷過高或過低都有可能會引起污泥膨脹，可以通過對活性污泥的增減來對SVI進行某種程度的調(diào)節(jié)目[2]。污泥負荷對沉降性能的影響見圖3。1995－01－1995－02 污水廠運行穩(wěn)定，污泥沉降性能良好，最高SV為 50％，SVI為 58 mL/g；1999－01 －1999－02出現(xiàn)異常膨脹現(xiàn)象，最高SV為75％，SVI為 312 mL/g。根據(jù)這兩個時期的污泥負荷Ns對污泥沉降性能的影響曲線可知，低負荷率是導(dǎo)致絲狀膨脹的主要原因，因為絲狀菌比菌膠團細菌具有更大的比表面，在低負荷下具有更強的捕食能力。
③溶解氧濃度，當(dāng)曝氣量不足、溶解氧濃度偏低時，也易發(fā)生絲狀膨脹。絲狀菌比菌膠團細菌有更高的溶解氧親和力和忍耐力，因此在低氧條件下絲狀菌膠團細菌對氧有更強的競爭力[3]。圖4反映了1995—01～1995—02和1999—01～1999—02曝氣池內(nèi)溶解氧濃度對污泥沉降性能的影響情況。
圖3和圖4均采用不同年份的同一時期進行分析，pH值基本穩(wěn)定并排除了溫度因素的干擾。
由于選用冬春季節(jié)的數(shù)據(jù)，DO值較年平均值高。由以上分析得知高的人流BOD5 值、低氧、低負荷都不同程度引起了污泥的絲狀膨脹，通過各因素對污泥沉降性能影響的曲線得到，當(dāng)溫度為 23.9－30 ℃，ρ（DO）值為 7－13 mg／L（冬春季），NS值為 0.04－0.15 kg［BOD5」／（kg［MLSS」·d），入流ρ（BOD5）值介于 80－180 mg／L之間時，污泥沉降性能較好。
3.2 非絲狀膨脹
這種膨脹是由于菌膠團細菌活動異常，細菌外面包有粘度極高的粘性物質(zhì)，污泥表面含有大量結(jié)合水，導(dǎo)致活性污泥沉降性能的惡化。發(fā)生膨脹時SVI值很高，污泥很難沉淀、壓縮，但處理效能仍很高，上清液清澈。
非絲狀菌膨脹主要發(fā)生在廢水水溫和溶解氧含量較低而污泥負荷過高時。污泥負荷高，細菌吸收了大量營養(yǎng)物，但由于溫度低、溶解氧濃度低，代謝速度較慢，有機物來不及代謝，就積蓄起大量高粘性的多糖類物質(zhì)，這使污泥的表面附著水大大增加，SVI提高，形成膨脹污泥。檢查MLSS是否降低、泥齡是否縮短、人流BOD5 是否增加、DO是否降低，這些情況之一存在，即可認為此膨脹為非絲狀菌膨脹。
由于該污水廠1997年底至1998年初發(fā)生了非絲狀菌膨脹，以此期間的數(shù)據(jù)與運行穩(wěn)定的1995年同期數(shù)據(jù)進行比較得到表 1，從表 1可知運行異常的1998—01 比運行良好的1995—01 溶解氧值要偏低，進水BOD5，值要高很多，SVI值大幅度增加，鏡檢發(fā)現(xiàn)沒有或有極少絲狀菌，上清液清澈。為預(yù)防非絲狀膨脹，冬春季一般要控制溶解氧不低于7mg／L，進水 BOD5 的質(zhì)量濃度不高于 180 mg／L，且由于污泥濃度 MLSS與污泥負荷Ns成一定反比例關(guān)系，為控制污泥負荷范圍，MLSS值不能太低，應(yīng)保持在 3 000 mg／L左右。
表1 運行正常與不正常時BOD5，DO與SVI的關(guān)系
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4 運行管理采用的措施
針對以上導(dǎo)致污泥膨脹的原因，運行中可采取以下措施：
①加強日常監(jiān)控，檢測污水水質(zhì)、氧化溝內(nèi)溶解氧濃度、回流污泥濃度、SV和SVI，并做鏡檢等，防止異常情況發(fā)生。
②當(dāng)人流污水的 BOD5 過高，如超過180mg／L時可以將處理后的水與原水混合來降低其人流濃度。
③控制污泥回流量，如污泥負荷過高，可適當(dāng)提高MLSS值，以調(diào)整污泥負荷，一般MLSS值保持在 3000 mg／L左右。必要時還要停止進水，進行“悶曝”。
④調(diào)節(jié)曝氣量，保證充足的溶解氧（冬春季大于7mg／L）。缺氧時應(yīng)加大曝氣量，或降低進水量以減輕負荷，或適當(dāng)降低MLSS值使需氧量減少。
⑤針對污泥絮體難以下沉的情況，可投加一些混凝劑如粘土、硅藻土等以助其沉降，降低污泥指數(shù)。
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