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思考:污泥膨胀的成因及其解决办法

时间:2018-11-05 10:17

来源:《基层建设》

作者:张文霞

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摘要:污泥膨胀指污泥结构松散、体积增大、SV值增大,难于沉降分离影响出水水质的现象。活性污泥膨胀可分为:由于污泥中丝状菌过量增殖引起的丝状菌性污泥膨胀和无大量丝状菌存在的非丝状菌性污泥膨胀。通常多数情况下是丝状菌性污泥膨胀。

关键词:污泥膨胀;水质

非丝状菌性污泥膨胀

非丝状菌膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷太高的时候,此时细菌吸附了大量有机物,来不及代谢,在胞外积聚大量高粘性的多糖物质,使得表面附着物大量增加,很难沉淀压缩。而当氮严重缺乏时,也有可能产生膨胀现象。因为若缺氮,微生物不能充分利用碳源合成细胞物质,过量的碳源被转换为多糖类胞外贮存物,这种贮存物是高密度亲水型化合物,易形成结合水,从而影响污泥的沉降性能,产生高粘性的污泥膨胀。非丝状菌污泥膨胀发生时其生化处理效果仍较高,出水也还比较清澈,镜检也看不到过量增殖的丝状菌,在实际工作中我曾见到过非丝状菌污泥膨胀,在第二天活性污泥恢复正常,非丝状菌污泥膨胀发生情况较少,且危害并不十分严重。

丝状菌性污泥膨胀

丝状菌过度增殖引起的污泥膨胀在日常实际工作中较为常见,成因也十分复杂。影响丝状菌污泥膨胀的因素有很多,但我们首先应该认识到的是活性污泥是一个混合培养系统,其中至少存在着30种可能引起污泥膨胀的丝状菌。而丝状菌在与活性菌胶团系统共生的关系中是不可缺少的一类重要微生物,它的存在对净化污水起着很好的作用;它对保持污泥的絮体结构,保持生化处理的净化效率,及在沉淀中起着对悬浮物的过滤作用等都有很重要的意义。当丝状菌与菌胶团细菌平衡时是不会产生污泥膨胀,只有当丝状菌生长超过菌胶团细菌时,才会出现污泥膨胀现象。对正常的活性污泥来说,它们两者之间有一个适当的比例关系。如果丝状菌生长繁殖过多,菌胶团的生长繁殖将受到抑制,过度增殖的丝状菌伸出污泥表面之外,使得絮体松散,沉淀性能恶化,污泥体积膨胀,污泥沉降比和污泥体积指数都很高,这就是丝状菌性污泥膨胀。伴随着污泥膨胀出水氨氮随之升高,污泥膨胀严重时,显微镜下可观察到大量的丝状菌伸出菌胶团表面。污泥膨胀不但发生率高,发生普遍,而且一旦发生难以控制,通常需要很长的时间来调整。

成因

废水水质

在废水生物处理中,废水本身就是微生物的培养基。因此,废水水质和微生物的生理活动关系十分密切。从上面提到的两种污泥膨胀来看,无不与微生物的生理活动有关。即污泥膨胀或是和微生物增殖有关(如丝状菌性污泥膨胀),或者是由于代谢产物积蓄之故(如非丝状菌性污泥膨胀)。由此可见,废水水质是污泥膨胀成因中极为重要的因素。

关于废水水质问题,可以从以下几个方面进行分析:

(1)有机物

对碳源的争夺上,丝状菌较菌胶团细菌更具有优势。当水中碳源充足,菌胶团细菌和丝状菌都能得到足够的食物;而当水中的碳源较为缺乏时,由于丝状菌有巨大的表面积,丝状菌能更容易的争夺到食物,丝状菌膨胀往往发生在有机负荷偏低的活性污泥系统中。

(2)氮和磷营养物质

活性污泥微生物为了进行正常的生长、繁殖,除了需要碳源外,还需氮、磷等营养物质。氮、磷和碳之间应有适当的比例,一般经验提出的比例通常为:BOD5:N:P=100:5:1。当废水中氮、磷含量不足时,亦易发生污泥膨胀。如在活性污泥中,丝状菌的表面积相对其他微生物来说要大些易于摄取底物。故当氮、磷含量相对BOD5的比例不足时,由于具有上述特点丝状菌比其他微生物较易利用底物,仍能正常生活进行生长繁殖。而在这种情况下,活性污泥中其他微生物,由于氮、磷得不到满足以致逐渐衰退,于是丝状菌大量增加,导致了丝状菌性污泥膨胀的发生。

另外,当废水中氮、磷源不足时,相对而言就是碳源较多。在这种情况下如果糖类物质较多,代谢产物多糖类高黏性物质增加,使得活性污泥易于发生非丝状菌性膨胀。

溶解氧

在曝气池运行中,混合液的溶解氧浓度亦是个重要的问题,因为不同的微生物对溶解氧的要求亦是不同的。从以往的实践经验来看曝气池中若溶解氧浓度太低是不利的,容易发生污泥膨胀的现象,虽然丝状菌是好氧性细菌,但是它们和活性污泥中的其他好氧菌不同,在活性污泥的低溶解氧条件下大部分好氧菌几乎不能继续生长繁殖,但丝状茵仍能适应这种环境并继续生长繁殖,从而使得丝状菌性污泥膨胀易于发生。而且即使将它们保持在相当长时间的厌氧状态下,也不会失去活力,如一旦恢复好氧状态,它们就会重新生长繁殖。据实际经验一般应将溶解氧控制在不低于2 mg/L的水平,如2~4 mg/L,过高亦是没有必要的。

污泥膨胀解决办法

应急措施

临时应急主要方法是投加药物增强污泥沉降性能或是直接杀死丝状菌。投加铁盐铝盐等混凝剂可以直接提高污泥的压密性保证沉淀出水。另外,投加一些化学药剂如氯气加在回流污泥中也可以达到消除污泥膨胀现象。

采用这种方法一般能较快降低SVI值,但这些方法并没有从根本上控制丝状菌的繁殖,一旦停止加药,污泥膨胀现象可以又会卷土重来。而且投药有可能破坏生化系统的微生物生长环境,导致处理效果降低,所以这种办法只能做为临时应急时用。

编辑:赵凡

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