工業廢水處理|控制曝氣池污泥膨脹的三類措施
工業廢水處理|控制曝氣池污泥膨脹的三類措施
工業廢水處理|污泥膨脹簡介
污泥膨脹是活性污泥工藝中常見的一種病態現象，是指活性污泥由于某種因素的改變，活性污泥質量變輕膨大，產生沉降性能惡化，不能在二沉池內正常進行泥水分離，污泥隨出水流失。發生污泥膨脹以后，流失的污泥會使出水SS超標，如不采取控制措施，污泥繼續流失會使曝氣池的微生物銳減，不能滿足氧化分解污染物質的需要，最終導致出水BOD5也超標。活性污泥的SVI值在100左右時，其沉降性能最佳。當SVI值超過150時，預示著活性污泥即將或已經牌膨脹狀態，應立即采取控制措施。
污泥膨脹總體上可以分為絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹兩大類。絲狀菌膨脹是活性污泥絮體中的絲狀菌過度繁殖而導致的污泥膨脹，非絲狀菌膨脹是指菌膠團的細菌本身生理活動異常，粘性物質大量產生導致的污泥膨脹。
導致絲狀菌膨脹的條件及成因：
正常的活性污泥中都含有一定量的絲狀菌，它是形成活性污泥絮體的骨架材料。如果活性污泥中絲狀菌數量太少，則形不成大的絮狀體，沉降性能不好；如果絲狀菌過度繁殖，則形成絲狀菌污泥膨脹。在正常的環境中，菌膠團的生長率遠大于絲狀菌，不會出現絲狀菌過度繁殖的現象。但如果活性污泥環境條件發生不利變化，絲狀菌因其表面積較大，抵抗環境變化能力比菌膠團的細菌強，絲狀菌的數量就有可能超過菌膠團細菌，從而導致絲狀菌污泥膨脹。引起活性污泥中絲狀菌膨脹的環境條件有：
1、進水中有機物質太少，曝氣池內F/M低，導致微生物食料不足。
2、進水中氮、磷等營養物質不足。
3、PH太低，不利于微生物生長。
4、曝氣池混合液內溶解氧太低，不能滿足微生物需要。
5、進水水質或水量波動太大，對微生物造成沖擊。
6、進入曝氣池的污水因“腐化”產生出較多的H2S（超過1-2mg/l）時，還會導致絲狀硫磺菌的過量繁殖，使絲硫磺菌污泥膨脹。
7、絲狀菌大量繁殖的適宜溫度在25℃～30℃，因而夏季易發生絲狀菌污泥膨脹。
導致非絲狀菌膨脹的條件和成因：
非絲狀菌膨脹是由于菌膠團細菌本身生理活動異常，導致活性污泥沉降性能惡化。可分為兩種。
一種是由于進水中含有大量的溶解性有機物，使污泥負荷F/M太高，而進水中缺乏足夠的氮、磷等營養物質，或者混合液內溶解氧不足。高F/M時，細菌會把大量的有機物質吸入體內，而由于缺乏氮、磷或溶解氧不足，又不能在體內進行正常的分解代謝。此時細菌會向體外分泌出過量的多聚糖類物質。這些物質由于分子式中含很多羥基而具有較強的親水性。使活性污泥的結合水高達400%（正常污泥結合水為100%左右）以上。呈粘性的凝膠狀，使活性污泥在二沉池內無法進行有效的泥水分離及濃縮。這種污泥膨脹稱為粘性膨脹。
另一種非絲狀菌膨脹是由于進水中含有大量的有毒物質，導致污泥中毒。使細菌不能分泌出足夠的粘性物質，形不成絮體，因此也無法在二沉池進行有效的泥水分離及濃縮。這種污泥膨脹有時又稱為非粘性膨脹或離散性膨脹。
控制曝氣池污泥膨脹的措施
控制曝氣池污泥膨脹措施大體可分成三類。一類是臨時控制措施，第二類是工藝運行控制措施，第三類是永久性控制措施。
一、控制曝氣池污泥膨脹的臨時控制措施
臨時控制措施主要用于控制由于臨時原因造成的污泥膨脹，防止污泥流失，導致出水SS超標或污泥的大量流失。臨時控制措施包括絮凝劑助沉法和殺菌劑殺菌法兩種。絮凝劑助沉法一般用于非絲狀菌引起的污泥膨脹，而殺菌法適用絲狀菌引起的污泥膨脹。
1、絮凝劑助沉法是指向發生污泥膨脹的曝氣池中投加絮凝劑，增強活性污泥的凝聚性能，使之容易在二沉池實現泥水分離。混凝處理中的絮凝劑一般都可以在此時應用，常用的絮凝劑有聚合氯化鋁、聚合氯化鐵等無機絮凝劑和聚炳烯酰胺等有機高分子絮凝劑。絮凝劑可加在曝氣池的進口，也可投在曝氣池的出口，但投加量不可太多，否則有可能破壞細菌的生物活性降低處理效果。使用絮凝劑時，藥劑投加量摻合三氧化二鋁為10mg/l左右即可。
2、殺菌法是指向發生膨脹的曝氣池中投加化學藥劑，殺死或抑制絲狀菌的繁殖。從而達到控制絲狀菌污泥膨脹的目的。常用的殺菌劑如液氯、二氧化氯、次氯酸鈉、漂白粉、雙氧水等都可以使用。實際加氯過程中，應由小劑量到大劑量逐漸進行，并隨時觀察生物相和測定SVI值，一般加氯是為污泥干固體重的0.3%～0.6%，當發現SVI值低于最大允許值或鏡檢觀察到絲狀菌菌絲溶解，應當立即停止加藥。投加雙氧水（H2O2）對絲狀菌有持續的抑制作用，過低不起作用，過高會導致污泥氧化解體。
二、控制污泥膨脹的調節運行工藝措施
調節運行工藝控制措施對工藝條件控制不當產生的污泥膨脹非常有效。具體方法有：
1、在工業廢水處理曝氣池的進口加粘土、消石灰、生污泥或消化污泥等，以提高活性污泥的沉降性能和密實性。
2、使進入曝氣池的污水處于新鮮狀態，如采取預曝氣措施，使污水盡早處于好氧狀態，避免形成厭氧狀態，同時吹脫硫化氫等有害氣體。
3、加強曝氣強度，提高混合液溶解氧濃度，防止混合液局部缺氧或厭氧。
4、補充氮、磷等營養鹽，保持混合液中碳、氮、磷等營養物質的平衡。在不降低污水處理功能的前提下，適當提高F/M。
5、提高污泥回流比，降低污泥在二沉池的停留時間，避免在二沉池出現厭氧狀態。
6、當PH值低時應加堿性物質調節，提高曝氣池進水的PH值。
7、利用在線儀表的手段加強和提高化驗分析的時效性，充分發揮預處理系統的作用，保證曝氣池的污泥負荷相對穩定。
三、控制污泥膨脹的永久性控制措施
永久性控制措施是指對工業廢水處理現有設施進行改造或設計擴建、新建工程時予以充分考慮。使污泥膨脹不發生，或發生污泥膨脹時有預防性設施。常用的永久性措施是在曝氣池前設生物選擇器。通過選擇器對微生物進行選擇性培養，即在系統內只有利用菌膠團細菌的增長繁殖，不利于絲狀菌的大量繁殖增長。從而避免生物處理系統絲狀菌污泥膨脹的發生。選擇器有三種，好氧選擇器、厭氧選擇器、缺氧選擇器。
1、好氧選擇器的機理是提供一個溶解氧充足、食料充足的高負荷區，讓菌膠團細菌率先搶占有機物，不給絲狀菌過度增長的機會。例如在活性污泥法工藝的選擇器就是在回流污泥進入曝氣池前進行再生性曝氣，減少回流污泥中高粘結性物質的含量，使其中微生物進入內源呼吸段，提高菌膠團細菌攝取有機物的能力和與絲狀菌生物的競爭能力，從而使絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹均能得到抑制。為加強微生物選擇器的效果，可以在再曝氣過程中投加足量的氮、磷等營養物質，提高污泥的活性。
2、缺氧選擇器控制污泥膨脹的原理是：大部分菌膠團細菌能利用選擇器內硝酸鹽中化合態氧做氧源，進行生物繁殖，而絲狀菌（球衣菌）沒有這種功能，因而在選擇器內受到抑制，增殖落后于菌膠團菌種，大大降低了絲狀菌膨脹發生的可能。
3、厭氧選擇器控制污泥膨脹的原理是：經大部分種類的絲狀菌（球衣菌）都是好氧的，在厭氧條件下將受到抑制。而菌膠團細菌有一大部分為兼性菌，在厭氧狀態下短時間內進行厭氧代謝，繼續增殖。但是厭氧選擇器的設置，會導致產生絲狀菌中絲硫菌污泥膨脹的可能性，因為菌膠團的厭氧代謝會產生硫化氫，從而為絲狀菌的繁殖提供條件。因此，厭氧選擇器的水力停留時間不宜過長。
在工業廢水處理實際運行中，以上述三類方法應根據實際情況優先采取臨時控制措施，防止污泥大量流失導致系統的失敗。同時還應認真分析化驗污泥膨脹產生的原因，從根本查因，采取工藝運行調節手段，控制膨脹的發生。對于污泥膨脹發生次數較多，程度較嚴重的工業廢水處理廠，應采取永久性措施及時改造，避免長期出現超標的現象發生。
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