氧化溝活性污泥膨脹原因及控制措施

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簡(jiǎn)介： 合肥琥珀山莊污水處理廠采用氧化溝工藝，以生活污水為處理對(duì)象，運(yùn)行中發(fā)生了污泥膨脹。根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析了活性污泥膨脹的原因，認(rèn)為該污水處理廠的最佳運(yùn)行條件為：溫度239—30℃，Ns值0.04—0.15kg [BOD₅]／(kg［MLSS」·d)，冬春季水中的ρ（DO）值7-13mg／L，當(dāng)進(jìn)水產(chǎn)ρ（BOD₃）為80-180mg／L，此時(shí)的污泥沉降性能良好。
關(guān)鍵字：生活污水 污水處理 氧化溝 污泥膨脹 溶解氧 污泥負(fù)荷

中圖分類號(hào)：X505
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 　　
　　文章編號(hào)：1009—2455（2003）06-0049—03

Causes of Exoansion of Activated SludQe with Oxidation Channel
Process and Measures for Its Control
PAN Ling，XU De－qian，ZHANG Le—ying
（School of Civil Engineering Hefei University of Technology Hefei 230009， China）

　　Abstract：Oxidation channel technology is used in the Huposhanzhuang Sewage Treatment Plant in Hefei for the treatment of domestic sewage.During the operation of the plant，expansion of sludge took place.Having analyzed the causes of the expansion of sludge based on the operating data，it is believed that the optimum oper－stlonalcondltlonsforthe said sewagetreatmentplantare such that under the conditions that temperature is 23.9－30℃，NS Value is 0.04－0.15 kg［BOD₅］（kg［MhhS］·d），p（DO）Value in the Water in Winter and Spring is 7～13 mg／L，whell the ρ（BOD₅）Value of the inlet water is 80－180 mg／L，he Sludge has a good performance.
　　Key words:domestic eewage; sewage treatment;oxidationchannel;expansion of ludge;dissolved oxygen;sludge load

　　琥珀山莊是合肥市著名的生活小區(qū)，小區(qū)污水處理采用氧化溝工藝。自1994年竣工投產(chǎn)到1996年運(yùn)行一直比較穩(wěn)定，出水符合或優(yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但自1997年冬以來曾多次發(fā)生污泥膨脹的異常現(xiàn)象，給生產(chǎn)運(yùn)行帶來一定的困難。本文就污泥膨脹的原因進(jìn)行分析，并對(duì)運(yùn)行管理提出幾點(diǎn)意見。

1 污水處理工藝設(shè)計(jì)概況

1.l 設(shè)計(jì)處理能力
　　進(jìn)水流量：Q＝4 000 m³／d；
　　進(jìn)水水質(zhì)：ρ （BOD₅）＝200 mg／L，ρ（SS）＝280mg／L，ρ（TKN）＝60 mg/L，ρ（CODcr）＝340 mg／L；
　　出水要求：pH＝6－9，ρ （S）＜30 mg／L，ρ（BOD₅）＜30 mg／L，ρ（TKN）＝60 mg/L，ρ（COD_cr）＜120 mg／L。
1.2 工藝流程
　　污水處理工藝流程見圖1。

1.3 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)
　　①氧化溝：轉(zhuǎn)刷曝氣環(huán)形氧化溝，分兩組共四廊道，有效水深2.5 m，總?cè)莘e2 580 m³。溝中污泥質(zhì)量濃度 3 000 mg／L，污泥負(fù)荷 0.089 kg［BOD₅」／（kg［MLSS］·d），污泥齡 20 d.
　?、诙脸兀翰捎?2座直徑為 20 m圓形輻流式沉淀池，池邊水深 2.75 m，水力停留時(shí)間 16h，回流比100％。

2 運(yùn)行憎況

2.1 進(jìn)水水質(zhì)
　　琥珀山莊污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)比較大，進(jìn)水 BOD5 的質(zhì)量濃度最高為 499.8 mg／L，最低為44 mg／L，平均為 167 mg／L。在 100－200mg／L之間的頻率為 42.6％，在 200－300 mg／L之間的頻率為 18.5％，大于 300 mg／L的頻率約為11％。進(jìn)水SS的質(zhì)量濃度在120－240 mg/L之間的頻率為 47.7％，大于 240 mg／L的頻率為46.8％，平均質(zhì)量濃度為 289.3 mg／L。進(jìn)水 CODcr的質(zhì)量濃度最高為 1413 mg／L，最低為 198 mg／L，平均為 652.2 mg／L。油脂超標(biāo)情況時(shí)有發(fā)生，最高達(dá) 56 mg／L。
2.2 出水水質(zhì)
　　除發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象期間，污水處理基本保持較高處理效率。BOD₅ 的去除率達(dá)到90％以上，出水 BOD，低于 30 mg／L；COD_cr的去除率可達(dá)到80 ％以上，出水 COD_cr低于 120 mg／L；SS的去除率達(dá)到90％左右，出水SS低于30 mg／L。
2.3 異常膨脹現(xiàn)象
　　水廠1997年冬季至1998年初出現(xiàn)非絲狀菌污泥膨脹，最高 SV為 84％，SVI為 170 mL/g；1998的冬季至1999年初出現(xiàn)絲狀菌膨脹，最高SV為99％，SVI為441 mL/g。

3 污泥異常膨脹情況分析

　　污泥膨脹的原因較為復(fù)雜，筆者認(rèn)為該污水處理廠的污泥膨脹可歸結(jié)為以下2種類型。
3.l 絲狀菌膨脹
　　這是由絲狀菌過量發(fā)育或在不利條件下可能以絲狀菌形態(tài)生長的有機(jī)體引起的污泥膨脹，絲狀菌的大量繁殖、增長與下列因素有關(guān)：
　　①廢水水質(zhì)，許多專家認(rèn)為這是造成絲狀膨脹的最主要因素。含溶解性碳水化合物的廢水常發(fā)生由浮游球衣菌引起的絲狀膨脹，含硫化物高的廢水常發(fā)生由硫細(xì)菌引起的絲狀膨脹[1]。一般污水中碳水化合物較多，缺乏氮、磷等養(yǎng)料也易發(fā)生絲狀膨脹。圖2給出了該污水處理廠進(jìn)水BOD；質(zhì)量濃度與污泥沉降性能的關(guān)系曲線，從中可以
看出，含溶解性碳水化合物高的廢水往往引起了污泥沉降性能的惡化，導(dǎo)致污泥膨脹。

　　②曝氣池內(nèi)污泥負(fù)荷，一般污泥負(fù)荷Ns偏高時(shí)，如 0.5 kg［BOD₅」／（kg［MLSS」·b）以上，SVI急劇增加，在超過最大值之后，又逐漸降低；Ns偏低時(shí)，SVI也會(huì)大幅度增加。也就是說，污泥負(fù)荷過高或過低都有可能會(huì)引起污泥膨脹，可以通過對(duì)活性污泥的增減來對(duì)SVI進(jìn)行某種程度的調(diào)節(jié)目^[2]。污泥負(fù)荷對(duì)沉降性能的影響見圖3。1995－01－1995－02 污水廠運(yùn)行穩(wěn)定，污泥沉降性能良好，最高SV為 50％，SVI為 58 mL/g；1999－01 －1999－02出現(xiàn)異常膨脹現(xiàn)象，最高SV為75％，SVI為 312 mL/g。根據(jù)這兩個(gè)時(shí)期的污泥負(fù)荷Ns對(duì)污泥沉降性能的影響曲線可知，低負(fù)荷率是導(dǎo)致絲狀膨脹的主要原因，因?yàn)榻z狀菌比菌膠團(tuán)細(xì)菌具有更大的比表面，在低負(fù)荷下具有更強(qiáng)的捕食能力。

　?、廴芙庋鯘舛?，當(dāng)曝氣量不足、溶解氧濃度偏低時(shí)，也易發(fā)生絲狀膨脹。絲狀菌比菌膠團(tuán)細(xì)菌有更高的溶解氧親和力和忍耐力，因此在低氧條件下絲狀菌膠團(tuán)細(xì)菌對(duì)氧有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力^[3]。圖4反映了1995—01～1995—02和1999—01～1999—02曝氣池內(nèi)溶解氧濃度對(duì)污泥沉降性能的影響情況。
　　圖3和圖4均采用不同年份的同一時(shí)期進(jìn)行分析，pH值基本穩(wěn)定并排除了溫度因素的干擾。

　　由于選用冬春季節(jié)的數(shù)據(jù)，DO值較年平均值高。由以上分析得知高的人流BOD5 值、低氧、低負(fù)荷都不同程度引起了污泥的絲狀膨脹，通過各因素對(duì)污泥沉降性能影響的曲線得到，當(dāng)溫度為 23.9－30 ℃，ρ（DO）值為 7－13 mg／L（冬春季），NS值為 0.04－0.15 kg［BOD₅」／（kg［MLSS」·d），入流ρ（BOD₅）值介于 80－180 mg／L之間時(shí)，污泥沉降性能較好。
3.2 非絲狀膨脹
　　這種膨脹是由于菌膠團(tuán)細(xì)菌活動(dòng)異常，細(xì)菌外面包有粘度極高的粘性物質(zhì)，污泥表面含有大量結(jié)合水，導(dǎo)致活性污泥沉降性能的惡化。發(fā)生膨脹時(shí)SVI值很高，污泥很難沉淀、壓縮，但處理效能仍很高，上清液清澈。
　　非絲狀菌膨脹主要發(fā)生在廢水水溫和溶解氧含量較低而污泥負(fù)荷過高時(shí)。污泥負(fù)荷高，細(xì)菌吸收了大量營養(yǎng)物，但由于溫度低、溶解氧濃度低，代謝速度較慢，有機(jī)物來不及代謝，就積蓄起大量高粘性的多糖類物質(zhì)，這使污泥的表面附著水大大增加，SVI提高，形成膨脹污泥。檢查MLSS是否降低、泥齡是否縮短、人流BOD5 是否增加、DO是否降低，這些情況之一存在，即可認(rèn)為此膨脹為非絲狀菌膨脹。
　　由于該污水廠1997年底至1998年初發(fā)生了非絲狀菌膨脹，以此期間的數(shù)據(jù)與運(yùn)行穩(wěn)定的1995年同期數(shù)據(jù)進(jìn)行比較得到表 1，從表 1可知運(yùn)行異常的1998—01 比運(yùn)行良好的1995—01 溶解氧值要偏低，進(jìn)水BOD5，值要高很多，SVI值大幅度增加，鏡檢發(fā)現(xiàn)沒有或有極少絲狀菌，上清液清澈。為預(yù)防非絲狀膨脹，冬春季一般要控制溶解氧不低于7mg／L，進(jìn)水 BOD5 的質(zhì)量濃度不高于 180 mg／L，且由于污泥濃度 MLSS與污泥負(fù)荷Ns成一定反比例關(guān)系，為控制污泥負(fù)荷范圍，MLSS值不能太低，應(yīng)保持在 3 000 mg／L左右。

表1 運(yùn)行正常與不正常時(shí)BOD5，DO與SVI的關(guān)系監(jiān)測(cè)日期ρ（BOD5）／（ms·L^-1）ρ（DO）／（mg·L^-1）SVI／（mg·g^-1）1995-01-031168.5241998-01-032125.11451995-01-061186.9261998-01-061515.21211995-01-091338.5321998-01-092555.81621995-01-121809.2271998-01-121966.31361995-01-151529.4281998-01-153014.91341995-01-18 1157.6321998-01-18 1905.81541995-01-211227.8331998-01-212434.6147注：表中數(shù)據(jù)采用3d的平均值。

4 運(yùn)行管理采用的措施

　　針對(duì)以上導(dǎo)致污泥膨脹的原因，運(yùn)行中可采取以下措施：
　?、偌訌?qiáng)日常監(jiān)控，檢測(cè)污水水質(zhì)、氧化溝內(nèi)溶解氧濃度、回流污泥濃度、SV和SVI，并做鏡檢等，防止異常情況發(fā)生。
　?、诋?dāng)人流污水的 BOD5 過高，如超過180mg／L時(shí)可以將處理后的水與原水混合來降低其人流濃度。
　　③控制污泥回流量，如污泥負(fù)荷過高，可適當(dāng)提高M(jìn)LSS值，以調(diào)整污泥負(fù)荷，一般MLSS值保持在 3000 mg／L左右。必要時(shí)還要停止進(jìn)水，進(jìn)行“悶曝”。
　　④調(diào)節(jié)曝氣量，保證充足的溶解氧（冬春季大于7mg／L）。缺氧時(shí)應(yīng)加大曝氣量，或降低進(jìn)水量以減輕負(fù)荷，或適當(dāng)降低MLSS值使需氧量減少。
　　⑤針對(duì)污泥絮體難以下沉的情況，可投加一些混凝劑如粘土、硅藻土等以助其沉降，降低污泥指數(shù)。

參考文獻(xiàn)：
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作者簡(jiǎn)介：潘玲（1978－），女，安徽安慶人，合肥工業(yè)大學(xué)土建學(xué)院碩士研究生，電話（0551）2907581。