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90%的污泥膨胀背后,原来是丝状菌“计划生育”没搞好!

前几天又听群友说自己运行的厂子污泥出了问题,火急火燎的在群里征集修理污泥膨胀的办法。鉴于很多朋友都遇到过这个麻烦,我今天就来为大家分享下污泥膨胀的知识以及解决污泥膨胀的好办法。其实污泥膨胀也不是什么大问题,但确实是很常见而且又棘手的问题。在美国60%、德国50%、意大利50%的污水处理厂存在污泥膨胀问题,我大天朝也不例外。绝大多数采用活性污泥法工艺的污水处理厂都不同程度地存在污泥膨胀现象。当然也别天真的以为污泥膨胀只存在于活性污泥法中,这货也伴随着活性污泥法的演变延续到了其他的工艺当中。遇上污泥膨胀处理不好的话后果也是相当严重的,先不说辛苦培养的污泥流失啦、BOD去除率降低啦、出水悬浮物、COD、氨氮超标啦,更为严重的可能导致整个污水处理系统瘫痪。作为一个爱国守法的良民,是绝对不会允许超标这种事情发生的!遇到污泥膨胀的麻烦,大家先不要慌,不要逃避,要去勇敢的去碰触它,了解它,才能解决它。

两大门阀之间的较量

很简单,大家平时看到的活性污泥突然体积增大,结构松散不密实,浮在二沉池的表面,不能正常沉淀的现象就是污泥膨胀了。此时SVI>200mL/g(SVI=活性污泥体积/混合液悬浮固体浓度(MLSS))并且继续上升,而正常的活性污泥SVI为50~150mL/g。

不过光知道污泥膨胀是什么怎么行?我们还要知其然,知其所以然。那么污泥膨胀是由什么原因引起的呢?
这就不得不提起活性污泥系统的两大门阀——丝状菌和活性菌胶团了。丝状菌作为活性污泥的骨架,本来是和万千细菌所组成的菌胶团系统相互制衡,和平共处的,并且二者都兢兢业业的为水处理事业效劳。但是有一天,在你毫无察觉的情况下丝状菌默默地黑化了。

丝状菌过度繁殖之后势力明显变得强大起来,实力碾压活性菌胶团。当两家处于你强我弱的态势时,活性污泥这个平衡的系统遭到破坏,就导致了污泥膨胀。这种污泥膨胀属于因丝状菌异常增殖所导致的丝状菌膨胀。还有一种就是非丝状菌膨胀,是菌胶团细菌生理活动异常导致活性污泥沉降性能的恶化?这类污泥膨胀又可分为两种:一种是由于进水中溶解性有机物太多,使污泥负荷F/M 太高,而氮、磷等营养物质又太少,或者混合液内溶解氧不足?另一种非丝状菌是进水中含有较多的毒性物质,导致活性污泥中毒(污泥中毒解决措施请参考),细菌不能分泌出足够量的粘性物质基础,形不成絮体,从而也无法在二沉池进行泥水分离最终导致污泥解体?事实上,90%以上的污泥膨胀是由丝状菌引起,只有不到10%的是由非丝状菌引起的?

丝状菌的黑化史

然而是什么原因导致丝状菌的黑化(过度繁殖)呢?一、有机物入侵,超出系统负荷。二、系统中的溶解氧过低(DO<0.7~2mg/L)。三、进水的化学条件发生变化。1、营养条件。当P含量不足,C/N升高时,丝状菌处于绝对的优势。2、硫化物的影响。过多的化粪池腐化水及粪便废水进入生物处理系统,会造成污泥膨胀。含硫化物的造纸废水,也会产生同样的问题。一般是加5~10mL/L氯加以控制或者用预曝气的方法将硫化物氧化成硫酸盐。3、碳水化合物过多会造成膨胀。4、pH和水温的影响,pH过低,温度低于5℃或高于35℃易引起丝状菌生长。

污泥膨胀那些事

大家平时遇到污泥膨胀先别急,要分析是属于哪种污泥膨胀(一般都是丝状菌膨胀),找出原因,对症下药。为了便于理解,我们讲几个案例来剖析一下。  

案例一:A/O工艺污泥膨胀现象某化工公司A/O工艺出现污泥膨胀现象,SV30高达95%以上,出水浑浊,最终导致出水SS、NH3-N超标,处理效率极低。 

病因诊断 

首先镜检发现污泥中丝状物数量多,絮体细碎。其次进水水质波动大,温度高,但含碳污染物并不是太高,仍然在A/O设计处理范围之内,废水生化处理系统温度尚未超过40℃,判定此次污泥膨胀为丝状菌引起的污泥膨胀?随后,分别从溶解氧?冲击负荷和进水化学条件的变化上进行逐步分析确定。

1、分析溶解氧数据可知,O段溶解氧大于2mg/L,A段溶解氧小于0.5mg/L,符合A/O工艺设计要求。不存在溶解氧过低引起的丝状菌过度繁殖原因;

2、从冲击负荷考虑,此厂排放的废水中极易因蒸馏不彻底醇类超标,直接排入废水调节池内(调节池有效容积600m3,停留时间12h)势必会引起废水生化阶段进水水质的波动;

3、然后再从进水化学条件变化来分析,取样分析进水中的磷含量5.96mg/L,不存在营养失调?分析进水H2S含量,最高19.8mg/L,一般在10mg/L左右,稍微高于A/O设计进水指标?

4、最后分析pH和水温的影响,pH 在6~9,一般认为pH 低于6时,菌胶团生长受到限制,而丝状菌繁殖处于优势?温度低于5℃或高于35℃易引起丝状菌过度生长?此化工废水处理厂随着产量的提高,废水的温度也提高,O 段的温度在37℃左右,A 段更高,这种条件不利于菌胶团的生长,而丝状菌对于恶劣环境有较强的适应性,产生了过度繁殖,最终导致了污泥膨胀? 

对症下药 由于此次膨胀为丝状菌污泥膨胀,根据产生诱因与性质采取相应的措施加以消除。

1、首先将进水温度降低,保证生化段低于35℃。

2、投药处理,杀灭丝状菌的药剂有氯、臭氧、过氧化氢等。有效氯为10~20mg/L时,就能够有效杀灭球衣菌,贝代硫菌高于20mg/L时,会对絮体的形成产生不利,利用现有的循环水含氯杀菌剂进行投加,根据生化段有效容积3 800m3 计,应投加杀菌剂38~76kg,连续试验两次分析SV30仍在95%左右。

3、改善、提高活性污泥的絮凝性,在曝气池的入口处投加高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM),效果不太明显。

4、加大系统排泥量,MLSS由5 000mg/L左右逐步降低至3 000mg/L左右,MLVSS由3 000mg/L逐步降低至1 800mg/L左右,虽然SV30相应也有所下降,约70%左右,但SVI也在230mL/g以上,故膨胀问题并没有解决,很难在短时间内通过生化条件的调整来改善。5、接种新泥,改善生化系统中菌群结构。经过一段时间的排泥后,当MLSS降低至1000mg/L,又投加了新的活性污泥,经过一周的调整后,系统逐渐趋于正常。  

案例二:改良型SBR (活性污泥法) 工艺污泥膨胀

某化工企业污水处理站生化池出现如下情况:

1、有漂浮的污泥出现,并伴随着混合液体流进二沉池,水样中检测的COD 一直不稳定,且居高不下。

2、污泥沉降性能差,沉降速率小,污泥疏松,密度不够。

3、漂浮的污泥中微生物多为丝状菌。 

病因诊断 

结合实际情况,从进水水量及构成、溶解氧浓度、污泥浓度及污泥龄、水质营养结构、pH 值情况5个方面进行污泥膨胀原因分析。

1、溶解氧浓度曝气池溶解氧浓度经常<1.5 mg/L ,甚至有时会<1.0 mg /L。

2、污泥浓度及污泥龄由于企业污水站实际污泥处理能力达不到设计要求,故随着污水处理量的增加,污水站污泥浓度曾经处在5 000 mg /L 左右的较高水平,一段时间内高达8 000 mg/L。剩余污泥因为不能及时排出,污泥龄太长,达40d,而设计要求为21d ,故污泥龄严重超过设计要求。

3、水质营养结构污水处理中营养成分比例不平衡,远偏离C∶N∶P=100∶5∶1,且未及时补充。

4、pH值基本稳定在6~7,这是一个合理的情况。因此,排除掉此次污泥膨胀是由pH 值过高或过低造成的。

对症下药 

化学控制方法:加入适量的氯可杀死多余的丝状菌,但是采取加氯的方式需要慎重,如果氯加的太多,就会杀死污泥中的微生物,造成一些生长缓慢的微生物的流失。在废水中投加聚丙烯酰胺,短时间内可以改善污泥的沉降性能,减少COD,但不能从根本上解决问题。

调节运行工艺措施:

1、缩短污泥龄并提高污泥负荷。随着排出的活性污泥,污泥龄缩短为21 d 左右。

2、提高污泥的回流比,从原来的100%提高到200%。3、控制好进水量,减少大流量对系统的冲击破坏。

4、 提高且稳定DO 值,使曝气池DO 保持在3 mg/L 左右。提高溶解氧量,需要提高曝气系统的供氧能力或减小有机物的负荷。

5、合理投加营养物。及时观察并及时添加少量粪便等营养物质。

成大事者 未雨绸缪

能成大事的人,都是有先见之明的,擅长在问题发生之前就把它扼杀在摇篮里。预防其实是好的手段:

1、采取预曝气措施,可同时起到吹脱硫化氢等有害气体的作用,提高进水的pH。

2、加大曝气强度,提高混合液溶解氧(DO)浓度,防止局部缺氧和厌氧。若由于DO含量过低引起的丝状菌膨胀,应立即调整曝气量,增加DO 浓度,一般好氧段DO含量控制在2~4mg/L,不可低于1.5mg/L。

3、补充N、P等营养,保持系统的C、N、P等营养的平衡。

4、增加调节池停留时间,减少进水水质波动。进水水质、水量应保持相对的稳定,尽量不要有大的波动,即使是需要增加处理负荷也要慢慢加量,且增加一次负荷要稳定一周,待系统运行指标稳定后再进一步提高负荷。

5、调整pH 与水温,控制进水pH 在6~9。可以增加加酸、加碱设施和在线pH 监测仪。控制水温在5~35℃。生化处理的水温低问题一般没有好的方法解决,因为系统大,不好采取保温加热措施,但一般化工生产由于排放的废水都具有一定的温度,所以只要系统不断进水,就能保持一定的温度。另外也可以尽量采用地下式以减少冬季运行中的热损失。

6、沉淀池内的污泥应及时排出或回流,防止其发生厌氧现象。若发生厌氧现象,产生的各种气体吸附在污泥上,也会使污泥上浮,沉降性能变差。而且发生厌氧的污泥回流也会引发丝状菌的大量繁殖?这种情况时除排泥和清除沉淀池内的死角,并缩短污泥在池内的停留时间外,还应提高曝气池DO值,使出入沉淀池的水保持溶解氧不低于2mg/L,或者在污泥回流进入生化池前曝气再生。


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