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活性污泥系统异常问题对策

2016-08-10 14:13:34来源:水博网浏览:评论:0

湖北块三是怎么开奖的 www.c8bi2.cn   由于工艺控制不当,进水水质变化以及环境因素变化等原因会导致污泥膨胀、生物相异常、污泥上浮、生物泡沫出现等生物异常现象,这些问题如不立即解决,最终都会导致出水质量的降低。

  1.污泥膨胀及其控制

  污泥膨胀是活性污泥常见的一种异常现象,系指活性污泥由于某种因素的改变,产生沉降性能恶化,不能在二沉池内进行正常的泥水分离,污泥随出水流失。发生污泥膨胀以后,流出的污泥会使出水SS超标,如不立即采取控制措施,污泥继续流失会使曝气池的微生物量锐减,不能满足分解污染物的需要,从而最终导致出水BOD5也超标?;钚晕勰嗟腟VI值在100左右时,其沉降性能最佳,当SVI超过150时,预示着活性污泥即将或已经处于膨胀状态,应立即予以重视。在沉降试验中,如发现区域沉降速度低于0.6m/h,也应引起重视。在活性污泥镜检中,如发现丝状菌的丰度逐渐增大,至(d)级时,应予以重视,至(e)级时,污泥处于膨胀状态。丝状菌丰度至(f)级,说明污泥处于严重膨胀状态。

  污泥膨胀总体上分为两大类:丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀。前者系活性污泥续絮体中的丝状菌过度繁殖,导致的膨胀;后者系菌胶团细菌本身生理活动异常产生的膨胀。

 ?。?)丝状菌膨胀的存在条件及成因  正常的活性污泥中都含有一定量的丝状菌,它是形成活性污泥絮体的骨架材料?;钚晕勰嘀兴孔淳刻倩蛎挥?,则形不成大的絮体,沉降性能不好;丝状菌过度繁殖,则形成丝状菌污泥膨胀。在正常的环境中,菌胶团的生长速率大于丝状菌,不会出现丝状菌过度繁殖;如果环境条件发生变化,丝状菌由于其表面积较大,抵抗环境变化的能力比菌胶团细菌强,其数量超过菌胶团细菌,从而过度繁殖导致丝状菌污泥膨胀。引起环境条件变化的因素有以下几个方面:

  1) 进水中有机物质太少,导致微生物食料不足;

  2)  进水中氮、磷营养物质不足;

  3) pH值太低,不利于细菌生长;

  4) 曝气池内F/M太低,微生物食料不足;

  5) 混合液内溶解氧DO太低,不能满足需要;

  6) 进水水质或水量波动太大,对微生物造成冲击。

  出现以上情况之一,均可为丝状菌过度繁殖提供必要条件,导致丝状菌污泥膨胀。另外,丝状菌大量繁殖的适宜温度在25~30℃,因而夏季益发生丝状菌污泥膨胀。以上所述的丝状菌指球衣菌,当入流污水“腐化”、产生出较多的H2S(超过1~2mg/L)时,还会导致丝状菌硫磺细菌(丝硫菌)的过量繁殖,导致丝硫菌污泥膨胀。

 ?。?)非丝状菌膨胀的存在条件及成因  非丝状菌膨胀系由于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二种,一种是由于进水口含有大量的溶解性的有机物,使污泥负荷F/M太高,而进水中又缺乏足够的氧、磷等营养物质,或者混合液内溶解氧不足。高F/M时,细菌会很快把大量的有机物吸入体内,而由于缺乏氮、磷或DO不足,又不能在体内进行正常的分解代谢。此时,细菌会向体外分泌出过量的多聚糖类物质。这些物质由于分子式中含有很多氢氧基而具有较强的亲水性,使活性污泥的结合水高达400%(正常污泥结合水为100%左右),呈粘性的凝胶状,使活性污泥在二沉池内无法进行有效的泥水分离及浓缩。这种污泥膨胀有时称为粘性膨胀。

  另一种丝状菌膨胀是进水中含有较多的毒性物质,导致活性污泥中毒,使细菌不能分泌出足够量的粘性物质,形不成絮体,从而也无法在二沉池内进行泥水分离。这种污泥膨胀称为低粘性膨胀或污泥的离散增长。

 ?。?)污泥膨胀的控制措施  污泥膨胀控制措施大体可分成三大类,一类是临时控制措施,另一类是工艺运行调节控制措施,第三类是永久性控制措施。

  临时控制措施主要用于控制由于临时原因造成的污泥膨胀,防止污泥流失,导致SS超标。临时控制措施包括污泥助沉法和灭菌法二类。污泥助沉法系指向发生膨胀的污泥中加入助凝剂,增大活性污泥的密度,使之在二沉池内易于分离。常用的助凝剂有聚合氯化铁、硫酸铁、硫酸铝和聚丙烯酰胺等有机高分子絮凝剂。有的小处理厂还加粘土或硅藻土作为助凝剂。助凝剂投加量不可太多,否则易破坏细菌的生物活性,降低处理效果。FeCl3常用的投加量为5~10mg/L。灭菌法系指向发生膨胀的污泥中投加化学药剂,杀灭或抑制丝状菌,从而达到控制丝状菌污泥膨胀的目的。常用的灭菌剂有NaClO,ClO2,Cl2,H2O2和漂白粉等种类。由于大部分处理厂都设有出水加氯消毒系统,因而加氯量控制丝状菌污泥膨胀成为最普遍的一种方法。具体操作步骤如下:

  1)运行实践及历史数据积累,确定一个临界SVI值。当污泥指数低于该临界值时,不影响二沉池的泥水分离及出水水质。该临界值为最大允许污泥指数SVIm。

  2)持续测定SVI超过SVIm的次数和程度,决定是否采取控制措施。

  3)选择最佳加氯点。首先应考虑到氯能在污泥中充分均匀混合,并尽快与丝状菌接触。其次尽量选择有机物含量较低的部位做投加点,以便降低投药量。因此,最佳加氯点是在回流污泥泵上,如果渠道上有搅拌设备,则投加点设在搅拌设备附近,如无搅拌设备,则宜设在回流泵附近。

  4)氯量的计算。一般按系统内的污泥总量计算加氯量:

  m=K·M

  式中  K--单位污泥每日加氯量,8~10kgkgCl2/(kg·d);

  M--系统活性污泥总量。

  5)核算加氯点污泥中氯的浓度。氯是对微生物无选择性的杀伤剂既能杀灭丝状菌,也能杀伤菌胶团细菌。因此,应严格控制投加点氯的浓度。一般控制在35mg/L以下。

  6)实际加氯过程中,应由小剂量逐渐进行,并随时观察SVI值及生物相。当发现SVI值低于SVIm或镜检观察到丝状菌菌丝溶液,应立即停止加氯??技勇攘靠扇∮桑╩=K·M)式计算出的加氯量的1/5,然后每日逐渐增大,一般需持续3倍泥龄长的时间能控制住。

  最后需要强调,灭菌法适用于丝状菌污泥膨胀,而助沉法一般用于非丝状菌污泥膨胀。

  工业运行调节控制措施用于运行控制不当产生的污泥膨胀。例如,由DO太低导致的污泥膨胀,可以增加供氧来解决;由于pH值太低导致的污泥膨胀,可以通过增加预曝气来解决;由于氮磷等营养物质的缺乏导致的污泥膨胀,可以投加应用物质;由于低负荷导致的污泥膨胀,可以在不降低处理功能的前提下,适当提高F/M。另外,对混合液进行适当的搅拌,也有利于丝状菌污泥膨胀的控制。

  永久性控制措施系指对现有处理措施进行改造,或设计新厂时予以充分考虑,使污泥膨胀不发生,以防为主。常用的永久性措施是曝气池前设生物选择器。通过选择器对微生物进行选择培养,即在系统内只允许菌胶团细菌的增长繁殖,不允许丝状菌大量繁殖。选择器有三种:好氧选择器、缺氧选择器和厌氧选择器。这些所谓的选择器一般只是在曝气池首端划出一格进行搅拌,使污泥与污水充分混合接触,污水在选择器中的水力停留时间一般为5~30min, 常采用20min左右。好氧选择器内需对污水进行曝气充氧,使之处于好氧状态,而缺氧选择器和厌氧选择器只搅拌不曝气。好氧选择器防止污泥膨胀的机理是提供一个DO充足,食料充足的高负荷区,让菌胶团率先抢占有机物,不给丝状菌过度繁殖的机会。在完全混合活性污泥工艺的曝气池前段,设一个好氧选择器,其控制污泥膨胀的效果是非常明显的。缺氧选择器与厌氧选择器的设施和设备完全一样,它们发挥什么样的功能完全取决于活性污泥的泥龄。当泥龄较长时,会发生较完全的硝化,选择器内会含有较多硝酸盐,此时为缺氧选择器。当泥龄较短时,选择器内既无溶解氧,也无硝酸盐,此时为厌氧选择器。缺氧选择器控制污泥膨胀的原理,是绝大部分菌胶团细菌能利用选择器内硝酸盐中的化合态氧作氧源,进行生物繁殖,而丝状菌(球衣菌)没有这个功能,因而在选择器内受到抑制,增殖落后于菌胶团细菌,大大降低了丝状菌膨胀发生的可能。厌氧选择器控制污泥膨胀的原理是,绝大部分种类的丝状菌(球衣菌)都是绝对好氧,在绝对厌氧状态下将受到抑制。而绝大部分的菌胶团细菌为兼性菌。在厌氧状态下将进行厌氧代谢,继续增殖。但是,厌氧选择器的设置,会导致产生丝硫菌污泥膨胀的可能性,因为菌胶团细菌厌氧代谢会产生硫化氢,从而为丝状菌的繁殖提供条件。因此,厌氧选择器的水力停留时间不宜太长。将现有传统活性污泥系统稍加改造成一些变形工艺,如吸附工艺,逐点进水工艺等形式,也能有效地防止污泥膨胀地发生。另外,近年来出现的一些新工艺,如A2-O、A-B、SBR等工艺也能有效地防止污泥膨胀。

  2.生物泡沫及其控制

  泡沫是活性污泥法处理厂中常见的运行现象。泡沫分为两种,一种是化学泡沫,另一种是生物泡沫?;菽怯捎谖鬯械南吹蛹烈约耙恍┕ひ涤帽砻骰钚晕镏试谄仄慕涟韬痛低炎饔孟滦纬傻?。在活性污泥培养初期,化学泡沫较多,有时在曝气池表面会形成高达几米的泡沫山。这主要是因为初期活性污泥尚未形成,所有产生泡沫的物质在曝气作用下都形成了泡沫。随着活性污泥的增多,大量洗涤剂或表面物质会被微生物吸收分解掉,泡沫也会逐渐消失。正常运行的活性污泥系统中,由于某种原因造成污泥大量流失,导致F/M剧增,也会产生化学泡沫?;菽斫先菀?,可以用水冲消泡,也可加消泡剂。较难处理的是生物泡沫,它是由称作诺卡氏菌的一类丝状菌形成的?;菽嗜榘咨?,而生物泡沫呈褐色,可在曝气池上堆积很高,并进入二沉池随水流走,产生一系列卫生问题。首先,生物泡沫蔓延至走道板上,使操作人员无法正常维护。另外,生物泡沫在冬天能结冰,清理起来异常困难。夏天生物泡沫会随风飘荡,形成不良气味。目前,预防医学还认为诺卡氏菌极有可能成为人类的病原菌。如果采用表明曝气设备,生物泡沫还能组织正常的曝气充氧,使混合液DO降低。生物泡沫还能随排泥进入泥区,干扰浓缩池及消化池的运行。用水冲无法冲散生物泡沫,消泡剂作用也不大。有的处理厂曾尝试用加氯解决,但收效不大,因为诺卡氏菌产生于活性污泥絮体内部。增大排泥,降低SRT,有时稍有效果,但不能从根本上解决问题。因为已发现诺卡氏菌有很多种,绝大部分的世代期长,而有的世代期仅2d,采用增大排泥方法,只能去除世代期长的那部分诺卡氏菌。综上所述,生物泡沫控制的根本措施是从根源上入手,以防为主。

  已经知道,诺卡氏菌是形成生物泡沫的主要原因。这种丝状菌为树枝状丝体,其细胞中蜡质的类脂化合物含量可高达11%,细胞质和细胞壁中都含有大量类脂物质,具有极强的疏水性,密度较小。在曝气作用下,菌丝体能伸出液面,形成泡沫。诺卡氏菌在温度较高(>20℃)、富油脂类物质的环境中易大量繁殖。因此,入流污水中含油及脂类物质较多的处理厂(入大量宾馆饭店污水排入)或初沉池浮渣去除不彻底的处理厂易产生生物泡沫。在上述处理厂中,夏天又比冬天易产生生物泡沫。虽然诺卡氏菌世代期有长有短,但绝大部分都在9d以上,因而超低负荷的活性污泥系统中更易产生生物泡沫。

  3.污泥上浮问题及其控制

  污泥上浮广义上泛指污泥在二沉池内上浮,但在运行管理中,专指由于污泥在二沉池内发生酸化或反硝化导致的污泥上浮。发生污泥上浮的污泥,本身不存在质量问题,其生物活性和沉降性能都很正常。当这些正常的污泥在二沉池内停留时间太长时,由于缺乏溶解氧而发生酸化,产生H2S气体附在污泥絮体上,使其密度减小,造成污泥上浮。当系统的SRT较长,发生硝化以后,进入二沉池的混合液中会有大量的硝酸盐,污泥在二沉池内由于缺乏溶解氧而发生反硝化,造成污泥上浮,大量流失,导致运行彻底失败。

  污泥上浮的控制措施,一是保持及时排泥,不使污泥在二沉池内停留时间太长,二是在曝气池末端增加供氧,使进入二沉池的混合液内有足够的溶解氧,保持污泥不处理于污泥状态。对于反硝化造成的污泥上浮,还可以增大剩余污泥的排放,降低SRT,控制硝化,以达到控制反硝化的目的。

 

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