低溫非絲狀菌污泥膨脹的機(jī)理特征分析及對(duì)污水處理的影響

污泥膨脹分為絲狀菌污泥膨脹和非絲狀菌污泥膨脹，非絲狀菌污泥膨脹又分為菌膠團(tuán)污泥膨脹和菌膠團(tuán)解體污泥膨脹。低溫非絲狀菌污泥膨脹屬于菌膠團(tuán)污泥膨脹。

1 機(jī)理特征分析

在低溫的環(huán)境中，微生物活性變差，在其代謝過程中不能將廢水中有機(jī)物完全氧化 降解，而以多糖類高粘性物質(zhì)儲(chǔ)存起來，并形成菌體外高粘性物質(zhì)覆蓋和積累，一是由于這種高黏 性代謝產(chǎn)物分子中具有許多氫氧基，與水的結(jié)合力很強(qiáng)，呈親水性， 是一種非常穩(wěn)定的親水凝膠體，使得活性污泥不易與水分離;二是菌體外覆蓋 的高粘性代謝物能吸附生化曝氣產(chǎn)生的細(xì)小氣泡，使其密度變小，沉降性變差，是造成低溫非絲狀菌活性污泥膨脹的主要因素。

2 對(duì)污水處理的影響

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，污泥膨脹程度輕時(shí)，二沉池泥位上升，可以看到清晰的泥水界面，上清液非常清澈，處理水質(zhì)優(yōu)良;膨脹情況較重時(shí)， 二沉池 在進(jìn)水水量高峰時(shí)段出現(xiàn)污泥隨出水流失，造成出水COD、SS、TP濃度等超標(biāo)現(xiàn)象;膨脹情況嚴(yán)重時(shí)，二沉池停留時(shí)間不能滿足泥水分離需要，大量污泥隨出水流失，造成出水COD、SS、TP濃度等超標(biāo)，系統(tǒng)運(yùn)行癱瘓。

3 低溫非絲狀菌污泥膨脹的判斷

低溫非絲狀菌活性污泥膨脹通常在我國(guó)北方污水處理廠冬季生化系統(tǒng)水溫低于12℃時(shí)發(fā)生， 隨著生化系統(tǒng)水溫下降， 污泥膨脹程度愈加嚴(yán) 重，膨脹嚴(yán)重的SVI值能達(dá)到 400mL/g左右。 隨 著氣溫的回升， 當(dāng)生化系統(tǒng)水溫達(dá)到15 ℃以上時(shí)， 污泥膨脹情況逐漸轉(zhuǎn)好; 水溫達(dá)到17℃以上時(shí)， 污泥膨脹現(xiàn)象會(huì)在3 ~ 5d內(nèi)自動(dòng)消失。

觀感特征

生化系統(tǒng)活性污泥沉降性能下降，污泥顏色異常，顆粒雖大但很松散，碰之易碎。

鏡檢特征

低溫非絲狀菌污泥膨脹鏡檢可見：菌膠團(tuán)顆粒較大但結(jié)構(gòu)松散， 存在鐘蟲、累枝蟲、輪蟲等指示 性微生物。絲狀菌很少，甚至看不到。與非絲狀菌菌膠團(tuán)解體污泥膨脹的顯著區(qū)別是：輪蟲數(shù)量的差異發(fā)生菌膠團(tuán)解體污泥膨脹時(shí)，由于細(xì)菌脫離菌膠團(tuán)的保護(hù)處于游離狀態(tài)，使得輪蟲獲得更多的食物而大量繁殖，因此鏡檢可以看到輪蟲數(shù)量較正?；钚晕勰嗝黠@增多，成為優(yōu)勢(shì)種群;而低溫非絲狀菌污泥膨脹與正?；钚晕勰噻R檢可見的輪蟲數(shù)量基本差不多。

沉降比特征

在相同污泥濃度下，當(dāng)發(fā)生污泥膨脹時(shí)測(cè)得SV30、SVI值比正?；钚晕勰嗥?0%~300%不等。泥水難以分離，絮凝沉淀歷時(shí)長(zhǎng)，污泥面成層 沉降速度非常低，上清液稀少但很清澈，COD、氨氮等各項(xiàng)指標(biāo)均處于達(dá)標(biāo)狀態(tài)。做沉降比試驗(yàn)時(shí)，透過量筒壁可以看到污泥顆 粒有吸附氣泡的現(xiàn)象，SVI值越高，吸附氣泡的污泥顆粒越多、越普遍。沉淀一段時(shí)間后可以看到被污泥吸附的氣泡有重新釋放的現(xiàn)象， 當(dāng)輕輕敲動(dòng)筒 壁釋放更加明顯， 沉淀30min后輕輕攪動(dòng)沉淀污泥有更加明顯的氣泡釋放，待其再次沉降30min后測(cè)得SV30值較前有所下降。

控制措施

1 改善活性污泥組成結(jié)構(gòu)

正常的活性污泥是由大量微生物群體構(gòu)成的黃褐色絮凝體， 具有良好的沉降性能， 易于沉淀分離,比水略重，與水的相對(duì)密度介于1.002 ~ 1.006之間。 其主要有4部分物質(zhì)組成： ①具有代謝功能活性的微生物群體;②微生物代謝的殘留物;③原污水帶入的難降解的惰性有機(jī)物; ④污水帶入的無機(jī)物質(zhì)。 從活性污泥組成來看，無機(jī)物質(zhì)所占比例大小直接影響其密度,因此，通過采取物化方法適當(dāng)提高無機(jī)物質(zhì)比例， 改善活性污泥組成結(jié)構(gòu)可以提高其沉降性能。

2 利用原污水中無機(jī)物質(zhì)

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于設(shè)置初沉池一沉池或者曝氣沉砂池的污水處理廠，進(jìn)水管路設(shè)計(jì)具備 超越上述處理單元的，采取超越方式直接將原污水 引入生化系統(tǒng);對(duì)于不具備超越條件但該處理單元 是有平行多組組成的，可以采用減少投入運(yùn)行組數(shù) 提高該處理單元的運(yùn)行負(fù)荷，縮短水力停留時(shí)間提高水流速度的方式，盡可能地將原污水中密度大的無機(jī)物全部帶入生化系統(tǒng)， 增加活性污泥中無機(jī)物質(zhì)成分比例，以提高污泥沉降性，可以有效控制SVI值在200mL/g以下的污泥膨脹。

投加混凝劑

通過投加鐵鹽或鋁鹽利用混凝作用提高活性污泥的壓實(shí)性提高污泥密度，可以有效地控制污泥膨脹,

優(yōu)點(diǎn)是見效快;缺點(diǎn)是需要連續(xù)投加藥劑,運(yùn)行成本高。

藥劑選擇：三價(jià)鐵鹽優(yōu)于鋁鹽， 因?yàn)槿齼r(jià)鐵鹽是微生物的營(yíng)養(yǎng)鹽， 有利于微生物的生長(zhǎng)。

投加方式：液態(tài)投加，將固體或液體鐵鹽溶解或稀釋至6% ~ 10%(鐵鹽的有效質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

投加點(diǎn)：生化系統(tǒng)泥水混合液排放口至二沉池入口之間，需要滿足藥劑與混合液充分反應(yīng)的時(shí)間及水力攪拌條件。

投加量：先在實(shí)驗(yàn)室通過小試初步確定藥劑投加量， 藥劑投加24h后根據(jù)投加效果進(jìn)一步精確控制藥劑投加量。

實(shí)踐證明當(dāng)MLSS質(zhì)量濃度在4000mg/L， SVI值在400mL/g左右， 三價(jià)鐵鹽有效投加量在10 ~ 15mg/L時(shí)， 可將SVI值降至150mL/g， 基本能實(shí)現(xiàn)生化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 投加黃土等穩(wěn)定無機(jī)物質(zhì)

通過投加黏土\硅藻土等穩(wěn)定無機(jī)物可以改變活性污泥的組成結(jié)構(gòu)，提高無機(jī)物質(zhì)比例，增大污泥顆粒密度,改變污泥壓實(shí)性，達(dá)到控制污泥膨脹目的。優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行成本低;缺點(diǎn)是投加量大,需要連續(xù)投加藥劑，投加過量會(huì)影響污泥活性。

黃土的選擇：不含或少含砂子、石子，與水混合后易形成泥漿的黃土。

投加方式：過篩后固體投加即可。

投加點(diǎn)：細(xì)格柵前，可以實(shí)現(xiàn)細(xì)格柵對(duì)其中大 塊物質(zhì)的清理，又能達(dá)到污水對(duì)黃土的混合均勻效果。

投加量：先在實(shí)驗(yàn)室通過小試初步確定黃土投加量，投加24h后根據(jù)投加效果進(jìn)一步控制確定投加量。

4 控制適當(dāng)?shù)腗LSS

SVI值相同時(shí)，MLSS越高SV30值越大，反映相同的工況下二沉池的污泥泥位就越高， 為保證生化系統(tǒng)正常運(yùn)行要求污泥外回流比就越大。

因此，在滿足生物硝化反應(yīng)完全及對(duì)有機(jī)碳的去除所需生物量和污泥齡的條件下， 盡量控制生化系統(tǒng)較低的污泥濃度。一般工藝冬季MLSS質(zhì)量濃度控制在2500mg/L(如果為控制污泥膨脹投加黃土等穩(wěn)定無機(jī)物，則要扣除投加無機(jī)物部分對(duì)MLSS 的貢 獻(xiàn)值)左右， 污泥齡控制在12d左右即可達(dá)到工藝要求。

5 控制均勻穩(wěn)定的進(jìn)水量、 回流比

穩(wěn)定的進(jìn)水量和回流比不僅是控制生化系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)行負(fù)荷、適中的DO、 MLSS、 ORP等工藝參數(shù)， 使活性污泥保持高效活性的先決條件，更是二沉池高效穩(wěn)定運(yùn)行的保證。二沉池污泥流失僅在每天進(jìn)水高峰或回流量突然大幅度降低的時(shí)段發(fā)生，其原因是污泥膨脹使得二沉池泥位已上升到工藝設(shè)計(jì)的上限，當(dāng)進(jìn)水發(fā)生明顯增加或回流量大幅度減少時(shí), 二沉池水力條件的變化破壞了已形成的穩(wěn)定狀態(tài)，泥位隨進(jìn)水量增加而上升，超過了出水堰口的高度致使污泥隨出水流失。經(jīng)驗(yàn)證明在系統(tǒng) 運(yùn)行負(fù)荷達(dá)到70%以上，污泥膨脹的SVI值介于150 ~ 200mL/g時(shí)， 通過控制系統(tǒng)穩(wěn)定的進(jìn)水量和回流比就可以保持系統(tǒng)正常運(yùn)行。

6 控制曝氣量

由于低溫非絲狀菌污泥膨脹時(shí)菌體外覆蓋高粘性物質(zhì)會(huì)吸附曝氣氣泡，使得活性污泥的沉降性更差，因此在滿足硝化反應(yīng)所需總氧量的情況下合理控制好氧區(qū)曝氣強(qiáng)度區(qū)域，在距離內(nèi)回流和混合液由好氧區(qū)排向二沉池點(diǎn)的水流相反方向的一定距離內(nèi)關(guān)閉或減小曝氣量，盡量減少污泥對(duì)氣泡的吸附。該段如果裝有推流或攪拌器可以將其開啟，攪動(dòng)活性污泥促進(jìn)污泥對(duì)已吸附氣泡的釋放，可以有效降低污泥膨脹程度。

來源:發(fā)酵環(huán)?；ぶR(shí)圈  作者:上善若水

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