百樂克工藝活性汙泥膨脹的控製方法

1 概　述

汙泥膨脹問題是活性汙泥自產(chan) 生以來一直伴隨並常常發生的一個(ge) 棘手的問題。其主要特征是:汙泥結構鬆散,質量變輕,沉澱壓縮性能差;SV(沉降比)增大,有時達到90%,SVI(汙泥體(ti) 積指數)達到300以上;大量汙泥流失,出水渾濁;二次沉澱難以固液分離,回流汙泥濃度低,有時伴隨大量的泡沫的產(chan) 生,無法維持生化處理的正常工作。汙泥膨脹是生化處理係統較為(wei) 嚴(yan) 重的異常現象,它直接影響出水水質,並危害整個(ge) 生化係統的運作。德國馮(feng) ·諾頓西工程技術公司的百樂(le) 克(BIOLAK(r))係統可廣泛適用於(yu) 市政汙水和工業(ye) 廢水的處理。百樂(le) 克(BIOLAK(r))汙廢水處理係統是一種的生化處理係統,采用低負荷活性汙泥工藝,通過生化方法有效降解COD及BOD,並能通過波浪式氧化工藝對氮和磷進行去除。它具有占地緊湊、工藝穩定、維護簡單、運行費用低等特點。目前,*約有500多座百樂(le) 克(BIOLAK(r))汙水處理廠在穩定運行。本文通過介紹百樂(le) 克(BIOLAK(r))汙水處理汙泥膨脹的發生、分析和控製,提出了針對活性汙泥膨脹的相應控製措施,以供有類似問題的其他汙水處理廠參考。

2 汙水處理設計概況

蒲廟造紙廠屬南寧糖業(ye) 股份有限公司,位於(yu) 南寧市邕寧縣蒲廟鎮。汙水處理采用德國馮(feng) ·諾頓西工程技術公司的BIOLAK(r)生化處理技術處理造紙中段廢水,處理規模15000T/d,其處理工藝流程如圖1。

該汙水處理采用移動式曝氣鏈,整個(ge) 水處理工藝主要參數為(wei) :①進水:溫度15～35℃;BOD5≤500mg/l;CODcr≤1207mg/l;SS≤640mg/l;pH7～8。②出水:pH6～9;BOD5≤150mg/l;CODcr≤
450mg/l;SS≤200mg/l。

3 汙泥膨脹的性質

汙泥膨脹發生後,曝氣池汙泥的SVI值由正常的100～150上升至300～500。經靜止沉澱後,肉眼觀察汙泥顏色灰黑,汙泥絮體(ti) 結構鬆散,含水率異常偏高,沉降速度慢,濃縮效果差,出水渾濁。回流汙泥濃度降低,曝氣池泡沫多處泛起棕褐色,泡沫不易破碎、發粘。對汙泥作鏡檢觀察,發現汙泥中的絲(si) 狀菌數量異常增多,絮體(ti) 內(nei) 外絲(si) 狀菌大量生長,絲(si) 狀菌間的架橋作用幹擾絮體(ti) 間的接近,妨礙了絮體(ti) 的沉澱和壓實,使得絮體(ti) 鬆散,沉澱性能變差,汙泥體(ti) 積膨脹。遊動性小型鞭毛蟲增多,菌膠團數量減少。

4　膨脹原因分析

汙泥發生絲(si) 狀菌膨脹的原因與(yu) 汙泥負荷率、進水的性質和運行條件有關(guan) 。

1.1 負荷率和汙泥膨脹的發生

我們(men) 首先核算活性汙泥係統的汙泥負荷率,其值已由生產(chan) 初期的≤0115kgBOD/kgMLSS升高到018～112kgBOD/kgMLSS左右。一般認為(wei) ,活性汙泥法的汙泥負荷>013kgBOD/kgMLSS易發生汙泥膨脹。

我們(men) 接著對進水水質進行24小時定時采樣化驗分析,發現進水水質波動大,峰值期間COD高達2000mg/l,已遠遠超出設計值,而正常情況下COD隻在900～1200mg/l之間。進水顏色深,並帶有刺激性氣味。對水質做進一步的有機汙染物成分分析,發現廢水中可溶性有機物含量多,廢水中碳源含量多且以糖類為(wei) 主。一般而言,活性汙泥中的絲(si) 狀菌與(yu) 其他遊離細菌相比較,對高分子物質的水解能力弱,也難以吸收不溶性物質。為(wei) 此,當廢水中含可溶解性有機物多時,絲(si) 狀菌就易於(yu) 利用與(yu) 自身繁殖,這樣就易於(yu) 發生絲(si) 狀菌膨脹。由於(yu) 低分子有機物易於(yu) 微生物降解,加快了曝氣池耗氧速率,容易造成曝氣池缺氧。雖然絲(si) 狀菌是好氧性細菌,但在活性汙泥的低溶解氧條件下大部分好氧菌幾乎不能繼續生長繁殖時,因其具有較長的菌絲(si) ,比表麵積大,更易於(yu) 奪得溶解氧進行生長繁殖,故在低氧環境中它們(men) 仍可在競爭(zheng) 中取得優(you) 勢,從(cong) 而會(hui) 引發氧的限製型汙泥膨脹。

我們(men) 沿流程方向在曝氣池的前中後端對溶解氧進行測定,其結果如表1。

從(cong) 表1中可以看出在曝氣池的前端DO(溶解氧)≤015mg/l,處於(yu) 缺氧或厭氧狀態,中間和後端DO≥210mg/l。通過對照絲(si) 狀菌和菌膠團的生理和生化性質的差異,見表Ê,證實了上述說法的正確,即進水含有大量易降解可溶性有機汙染物,造成曝氣池供氧不足,在曝氣池前端出現缺氧或厭氧狀態引起絲(si) 狀菌的過度生長,使活性汙泥係統發生了絲(si) 狀菌汙泥膨脹。此外,絲(si) 狀菌的生長不是一個(ge) 簡單的可逆過程,雖然在曝氣池的中後部DO(溶解氧)逐漸上升到正常水平,但已不能減少絲(si) 狀菌的數量。

1.2 pH和汙泥膨脹的發生

我們(men) 還發現這期間進水pH值偏低,在4.8～6.2之間波動。原因是新進廠的蔗渣產(chan) 生的廢水偏酸,造成進水pH偏低。一般認為(wei) 在活性汙泥法運行中,為(wei) 了使活性汙泥正常發育、生長,曝氣池的pH值應保持在6.5～8.0範圍內(nei) 。外研究報道,混合液的pH低於(yu) 6.0,有利於(yu) 絲(si) 狀菌的生長,而菌膠團的生長受到抑製;pH值降至4.5時,真菌將*占優(you) 勢,原生動物大部分消失,嚴(yan) 重影響汙泥的沉降分離和出水水質。

5 膨脹控製措施

清楚汙泥膨脹的原因,我們(men) 就可以對症下藥,采取針對性的控製措施。由於(yu) 活性汙泥在二沉池內(nei) 不能正常沉澱下來,汙泥大量流失。采取停止進水悶曝,排泥後投加營養(yang) ,引進生活汙水使汙泥複壯。針對係統中的活性汙泥量不足,我們(men) 采用投加脫水生汙泥的方法,使曝氣池汙泥濃度(MLSS)達到1000mg/l以上,利用脫水汙泥的比重改善汙泥的沉降性能,增加汙泥量。改善提高活性汙泥的絮凝性和沉降性。使用無機助沉劑CaO,可以提高汙泥的沉降性能,調節pH值,但生成的CaCO3容易阻塞曝氣膜;投加有機絮凝劑,效果並不,因絮凝劑也是一種有機物,能被微生物降解。單獨投加有機絮凝劑聚丙烯酰胺,在試驗過程中我們(men) 觀察到,在進行曝氣反應的*個(ge) 周期,SV(沉降比)降低較多,從(cong) 而SVI(汙泥指數)也大幅度降低,但經過2～4個(ge) 周期後,汙泥SV(沉降比)又逐漸上升而恢複到接近原廢水樣狀態。這是由於(yu) 隨著曝氣與(yu) 攪拌及微生物等作用,加入水樣中的高分子絮凝劑分子鏈斷裂而逐漸失去作用,包括絲(si) 狀菌在內(nei) 的微生物又恢複到接近初始狀態,這可通過鏡檢觀察到。後,我們(men) 決(jue) 定采用高分子絮凝劑聚丙烯酰胺和價(jia) 格低廉的Ca(OH)2相結合的方法。在曝氣池的前端投加絮凝劑與(yu) Ca(OH)2,聚丙烯酰胺濃度為(wei) 2000mg/l,同時通過pH計自動控製投加濃度為(wei) 10%Ca(OH)2溶液,調節pH值到7～8,經過運行試驗,取得了較好的效果,汙泥SV及SVI都有大幅度降低,汙泥膨脹得到了有效控製。這是由於(yu) 一方麵加入的絮凝劑改善了汙泥結構,另一方麵由於(yu) 所加入的Ca(OH)2不僅(jin) 可增加活性汙泥絮體(ti) 比重,改善沉降性能,而且由於(yu) 所加Ca(OH)2可調節環境的pH值,從(cong) 而改善微生物的生存環境,而作為(wei) 相對比表麵積較大的絲(si) 狀菌在這種狀態下首先受到抑製與(yu) 傷(shang) 害,而其他微生物被包裹在由於(yu) 絮凝劑的加入並由絲(si) 狀菌作骨架形成的較大菌膠團中,相對傷(shang) 害較小,從(cong) 而控製了由於(yu) 絲(si) 狀菌過度繁殖造成的汙泥膨脹。當汙泥得到暫時的穩定後,緊接著采取*措施,*控製汙泥膨脹。發生汙泥膨脹的時候,一般無法從(cong) 工藝流程、池型和曝氣方式的改變來解決(jue) ,隻能在正在運行的流程基礎上通過改變生化池內(nei) 的微生物的生長環境來抑製或消除絲(si) 狀菌的過度繁殖。具體(ti) 的實施措施如下:

①加大回流汙泥泥量,降低汙泥在二沉池內(nei) 停留時間,防止形成厭氧狀態。調整混合液中的營養(yang) 物質平衡,即保證BOD∶N∶P=100∶5∶1的要求。

②加強曝氣,提高曝氣首端的DO值,改善生化係統環境,利用生物競爭(zheng) 機製抑製絲(si) 狀菌的過度繁殖,促使所需的菌膠團大量生長,成為(wei) 優(you) 勢菌群,從(cong) 根本上控製汙泥膨脹的發生和發展。

③大多數的絲(si) 狀菌的世代周期長(一般≥9天),可以通過加強剩餘(yu) 汙泥排放控製,縮短汙泥齡,使絲(si) 狀菌在活性汙泥係統中逐漸減少、消失,從(cong) 而使活性汙泥性能逐漸恢複正常,消除膨脹。

④增大均調池的鼓風量,提高對原汙水的預曝氣作用,使原汙水在進入曝氣池之前含有較高的DO值,以防止曝氣池首端缺氧。

⑤查明進水出現衝(chong) 擊汙染負荷的原因,從(cong) 源頭上,*防止衝(chong) 擊汙染負荷或水量負荷對汙水處理正常、穩定運行的破壞。經過采取上述措施調整運行後,活性汙泥SVI降到了100左右,活性汙泥菌膠團恢複到正常狀態,沉澱池的出水變澄清,汙泥膨脹得到控製,並且曝氣池表麵大量棕褐色泡沫也隨之消失。

6 結　論

衝(chong) 擊負荷是造成汙泥膨脹的主要原因。汙水處理在穩定的流量和濃度條件下長期運行的結果是菌膠團占優(you) 勢,流量或濃度的改變會(hui) 引起絲(si) 狀菌的過度生長。因此,汙水處理在運行中應注意保持進水的連續、均勻性,水質的穩定。總的來說,在發生汙泥膨脹時,需要水處理工作者根據實際情況作大量切實的實驗和分析,大膽實踐,才能解決(jue) 問題。