【精華】污泥膨脹的原因及其控制方法
活性污泥法最早于1914 年由英國人E1Ardern 和W1T. Lockett 創(chuàng)立,迄今已有90多年歷史,它衍生出了多種多樣的工藝流程,廣泛應(yīng)用于城市生活污水和工業(yè)廢水的凈化并取得巨大的成功。其基本原理是:活性污泥與污水充分接觸混合后由于活性污泥有較大的比表面積,表層黏液層迅速吸附大量的有機(jī)或無機(jī)污染物,吸附過程大約30min 內(nèi)即可完成,可去除廢水中70 %以上的BOD,被吸附的有機(jī)或無機(jī)污染物在微生物酶的作用下,進(jìn)行分解或合成代謝,從而使廢水得以凈化。
1 污泥膨脹的類型
污泥膨脹可分為兩大類,絲狀菌性污泥膨脹和非絲狀菌性污泥膨脹。前者是活性污泥絮體中的絲狀菌過量繁殖導(dǎo)致的膨脹;后者主要在污水水溫較低、污泥負(fù)荷較高的條件下,細(xì)菌攝取了大量營養(yǎng)物,由于溫度低,代謝速度慢,積累大量高粘性多糖類物質(zhì)(如葡萄糖、甘露糖等),污泥中結(jié)合水異常增多,比重減輕,SVI 值很高,壓縮性能惡化而引起膨脹。據(jù)報告,在發(fā)生污泥膨脹的污水處理廠,約有90%以上屬于絲狀菌性污泥膨脹。目前已鑒別出能引起活性污泥膨脹的絲狀菌大約有30 種左右,但與污泥膨脹密切相關(guān)的絲狀菌只有十幾種如微絲菌,軟發(fā)菌,諾卡氏菌,浮游球衣細(xì)菌(1701 型),0092 型,0961 型,0041 型,0803 型,發(fā)硫菌(021N 型)等。
2 污泥膨脹控制對策
控制污泥膨脹的措施很多,主要參考污泥膨脹的影響因素,在實際生產(chǎn)中進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)控。控制污泥膨脹的措施大致分為三類:一類是臨時控制措施;第二類是工藝設(shè)計控制措施;第三類是工藝運行控制措施。
※臨時控制措施
作為應(yīng)急措施,臨時控制措施在未確定污泥膨脹的原因時采用,但無法從根本上解決污泥膨脹問題,并不是完全有效,并且該方法運行費用較高,停止加藥后污泥膨脹又會反復(fù)。按投加試劑的類型可分為:混凝劑和化學(xué)藥劑。通過投加混凝劑如聚合氯化鐵,氫氧化鐵,硫酸鐵,硫酸鋁,聚丙烯酰胺等無機(jī)或有機(jī)高分子混凝劑提高污泥的壓密性來改善污泥的沉降性能;化學(xué)藥劑的投加可殺滅或抑止絲狀菌,從而達(dá)到控制污泥膨脹的目的,常用的化學(xué)藥劑有NaClO、ClO2、O3、Cl2、H2O2 和漂白粉等。
※工藝設(shè)計控制措施
在污泥膨脹的控制中,最重要的是從源頭,即工藝設(shè)計階段就防止污泥膨脹的發(fā)生,對不同的污水水質(zhì),采用不同的處理工藝,這是設(shè)計正常運行的污水處理廠的基本原則。
·為避免污水早期消化,可采取適當(dāng)?shù)拇胧,如使下水道具有合適的坡度以防止污水長時間停留;調(diào)節(jié)池、 沉砂池水力停留時間不宜過長等。 減小污水廠初沉池的體積或取消初沉池,以提高曝氣池中的懸浮物濃度,使污泥沉降性能改善,防止污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生。
·設(shè)置污泥再生池,在曝氣池中補(bǔ)充生物填料或采用射流曝氣等方法控制污泥膨脹,射流曝氣的供氧方式可以有效的克服浮游球衣細(xì)菌引起的污泥膨脹。
·從生物反應(yīng)器池形構(gòu)造設(shè)計角度考慮,宜選用推流式而不是完全混合式曝氣池。在曝氣池前端通過設(shè)置高負(fù)荷接觸區(qū)(也稱生物選擇器),池中混合液呈推流狀態(tài),形成一個明顯的底物濃度梯度來克服污泥膨脹。
·選擇器可分為好氧選擇器、缺氧選擇器和厭氧選擇器等形式。L.Prendl 等人對制糖和造紙廢水實驗研究證明,好氧選擇器可以有效的控制021N 型、0041 型和1701 型絲狀菌的生長,數(shù)十天后污泥SVI 可從300~600ml/g 降為6~90ml/g。 設(shè)置調(diào)節(jié)池,對進(jìn)水水質(zhì)、水量進(jìn)行均衡,使曝氣池的負(fù)荷保持在一個比較穩(wěn)定的范圍內(nèi),這可在一定程度上防止污泥膨脹的發(fā)生。
※工藝運行控制措施
在污水處理廠運行過程中也會出現(xiàn)污泥膨脹的問題,經(jīng)過長期生產(chǎn)實踐逐漸找到一些控制方法:
·降低初沉池的去除率,將部分污水直接引入曝氣池。
·控制適宜的污泥負(fù)荷、回流比、污泥齡,調(diào)節(jié)污水的PH 值、水溫、溶解氧等。
·在日常維護(hù)管理過程中,定期測定碳、氮、磷濃度,檢驗其比例是否合理;若比例不當(dāng),可適當(dāng)補(bǔ)充營養(yǎng)元 ,缺氮時可從污泥消化池中回流上清液。改變污水的進(jìn)水方式,將連續(xù)進(jìn)水改為間歇進(jìn)水可控制浮游球衣細(xì)菌引起的污泥膨脹。這是因為從進(jìn)水時高底物濃度到停止進(jìn)水時的低底物濃度之間存在時間上的濃度梯度,有利于抑止絲狀菌的生長。
·沉淀池及時排泥,以避免污水的早期消化,對已產(chǎn)生消化的污水進(jìn)行預(yù)曝氣等。投加一些填料,主要作為載體來吸附、凝聚絲狀菌和污染物,增加比重,從而提高分離速率。例如:荷蘭的Bodegraven 污水處理廠的污泥膨脹問題,通過投加特殊形狀的滑石粉(5~150μm)得以解決。
綜上所述,由于污泥膨脹的原因錯綜復(fù)雜,受多種因素影響,這給人們對污泥膨脹的深入研究造成了一定的困難。近十多年來關(guān)于污泥膨脹的研究各國在理論和實用技術(shù)上取得很多成果,但目前有關(guān)污泥膨脹的理論還不完善,如表面積/ 容積比(A/V)假說,動力學(xué)理論,饑餓假說理論、NO 假設(shè)等僅是特定條件下解釋污泥膨脹問題。所以,我們還需要進(jìn)一步完善污泥膨脹理論,在此基礎(chǔ)上制定出一套經(jīng)濟(jì)有效的污泥膨脹控制技術(shù)。 來源:水世界-中國城鎮(zhèn)水網(wǎng)