污泥膨胀
停留时间约为15min的选择器,一般能很有效的抑制丝状菌的生长。
对于间歇式进水的SBR工艺来说,反应器本身是完全混合式的,而且在时间上其污染物的基质就存在浓度梯度,所以无需再另设选择器。通常间歇式SBR工艺产生污泥膨胀的原因是,污泥浓度过高,而进水有机物浓度偏低或水量偏小而导致污泥负荷偏低。对于这种情况,降低排出比,提高基质初始浓度,并对SBR强制排泥,一般就能够对污泥膨胀现象进行有效的控制。而对于连续进水的SBR如ICEAS和CASS等工艺如果发生污泥膨胀的话,就有必要在进水端设置一个预反应区或生物反应器了。
低负荷活性污泥工艺
低负荷活性污泥工艺曝气池内基质浓度较低,丝状菌容易获得较高的增长效率,所以是最容易产生污泥膨胀。除了在水质和曝气上想办法外,最根本和有效的是将曝气池分成多格且以推流方式运行,或增设一个分格设置的小型预曝气池作为生物选择器,在这个选择器内采用高污泥负荷,吸附部分有机物并消除有机酸。这个办法不但有助于抑制污泥膨胀,并能有效的改善生化处理效果。在曝气池内增加填料的方法也同样在低负荷完全混合工艺中适用。
对于A/O和A2/O工艺可通过在在好氧段前设置缺氧段和厌氧段以及污泥回流系统,使混合菌群交替处于缺氧和好氧状态,并使有机物浓度发生周期性变化,这既控制了污泥膨胀又改善了污泥的沉降性能。而交替工作式氧化沟和UNITANK工艺等连续进水的系统因为其本身在时间和空间上就有了实际上的“选择器”,所以对污泥膨胀有着效强的控制能力。如果这两种工艺发生污泥膨胀,则可通过调整曝气控制溶氧量和控制回流污泥量来调节池内的污泥负荷及DO,通过一段时间的改善,一般能够控制住污泥膨胀现象。
污泥膨胀由于丝状菌的种类繁多,且生长适宜的环境也不尽相同。在不同工艺不同水质的情况下,微生物的生长环境非常微妙,这就要求发生污泥膨胀时,需要水处理工作者根据实际情况作大量切实的实验和分析,大胆实践,才能解决污泥膨胀问题。
丝状菌是生长处理微生物中不可缺少的一部份。污泥膨胀现象在于丝状菌的过度生长,消除污泥膨胀的根本在于使丝状菌与活性污泥菌胶团平衡生长;完全混合式较推流式更产生污泥膨胀,低污泥负荷较高污泥负荷易易产生污泥膨胀;进水水质在水温、pH、营养成份及是否有处理前的消化反应等方面是处理污泥膨胀应该首先考察的问题;高负荷下的污泥膨胀一般在于溶氧不足;低负荷下的污泥膨胀采用生物选择器是行之有效的办法。由于丝状菌的多样性,关于污泥膨胀的理论解释和实际报道仍有很多不尽一致,大胆实践不断总结并和同行广泛交流,才能更快找到行之有效地解决方法。
控制
絮凝法
膨胀活性污泥的密度一般比水小,作为应急处理措施,可考虑投加混凝剂,以改善其沉降性能。我们初步选择了常用的高分子混凝剂——阳离子型聚丙烯酰胺和无机混凝剂——硫酸亚铁进行对比试验。
聚丙烯酰胺投加量与污泥沉降性能的关系
在处理水量为50L/h的小试装置中投加阳离子型聚丙烯酰胺,使其浓度分别达到10、20、30、40、50和60mg/L,污泥的SV值变化。
聚丙烯酰胺的投加对于污泥的沉降性能的改善有一定的效果,且存在一个最佳投加量,但是,效果不是很理想。该中水回用系统采用新型淹没式复合膜生物反应器,曝气量大、水力搅拌强烈,聚集起来的絮体颗粒容易遭到破坏,从而导致混凝效果不理想;当投加量高于最佳投加量时,絮凝体除中和胶体的负电荷以外,过多的正电荷又使胶体离子带上正电荷而重新稳定。
硫酸亚铁投加量与污泥沉降性能的关系
处理水量为50L/h的小试装置中投加硫酸亚铁溶液,使其质量浓度在10至180mg/L之间变化,污泥的SV值变化;投药前后菌胶团状态。
投加硫酸亚铁溶液后污泥沉降性能得到明显改善,SV值下降了约百分之十五。但是超过60mg/L后污泥沉降性能没有进一步的改善,所以确定实际运行时硫酸亚铁的投加量为60mg/L。按照市售硫酸亚铁的价格估算,在投加应急混凝剂期间,每吨污水的处理成本增加约0.05元。
在投加硫酸亚铁(60mg/L)前后,测量混合液PH值从7.63降至7.07,对污泥活性的负面影响很小。
阳离子型聚丙烯酰胺的投加效果受水力条件等因素的限制不是十分理想,同时其单体有毒性、难降解,存在二次污染问题,经济效益较投加硫酸亚铁差。
硫酸亚铁价格便宜、使用简单,对膜及污泥没有负面影响,其对污泥密度的影响是有效的,但其不能从根本上解决营养比例失调的问题,所以只能作为应急控制措施。
营养盐调整法
在污泥膨胀问题的研究中,对污泥膨胀的恢复与控制是一个十分重要的环节。在该中水回用工程的运行过程中发现,投加硫酸亚铁后,沉降性能一度改善的活性污泥在原有有机负荷条件下如停止投加,继续进行处理,则活性污泥的沉降性能就会逐渐恶化,三日后恢复到投加前的状态。所以需要寻找一种在活性污泥膨胀后行之有效的恢复控制方法。
其他控制方法
在污泥粘性膨胀最严重的情况下(用容器装一些污泥,无论用什么方法污泥始终粘附在容器的表面),可考虑适当排掉一些膨胀的污泥,再重新取一些新泥,以减少多糖类物质对污泥的覆盖;同时增加水力停留时间,使没有被完全氧化的有机物有足够的时间被消耗掉。
由于原水中洗涤剂含量很高,加之曝气强度较大,经常出现白色、粘稠的泡沫,并且越积越多,当污泥发生膨胀时,危害较大。2002年12月29日夜,由于泡沫积累成为高达一米多高的泡沫山,致使污泥大量流失。经过这次事故以后,我们除投加消泡剂以外,采取了水力消泡的方法。在反应池上方安装喷头,用MBR反应器的出水对反应池上部进行喷淋,以控制膨胀污泥和泡沫对反应器的危害,并已取得良好的效果。
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