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污泥上浮的原因與控制措施

      目前,世界范圍內大多數城市污水處理廠(chǎng)采用活性污泥法處理工藝。普遍存在的問(wèn)題之一就是活性污泥中的微生物會(huì )受到各種內外因素的影響使活性污泥的比重降低而上浮飄走,不僅增加了出水中的懸浮固體量,而且會(huì )大大降低生物反應系統中活性污泥的活性和數量。使得污水處理廠(chǎng)的操作、運行和控制都產(chǎn)生了一定的困難,嚴重影響了出水水質(zhì)。

      一、活性污泥上浮的原因分析
      引起活性污泥上浮的原因大致可分為二類(lèi)。一類(lèi)是由進(jìn)水水質(zhì)變化引起的,一類(lèi)是由工藝運行控制引起的。

      1、進(jìn)水水質(zhì)引起活性污泥上浮

      (1)過(guò)量的表面活性物質(zhì)和油脂類(lèi)化合物

      正常污水進(jìn)入曝氣池運轉時(shí),特定表面活性劑對有機物的部分降解作用形成泡沫,并使泡沫迅速增長(cháng)。這些泡沫一般呈白色且質(zhì)輕,當活性污泥達到成熟時(shí)消失。當污水中有過(guò)量的表面活性物質(zhì)時(shí),這類(lèi)物質(zhì)可以影響細胞質(zhì)膜的穩定性和通透性,使細胞的某些必要成分流失而導致微生物生長(cháng)停滯和死亡。在曝氣時(shí)所產(chǎn)生大量泡沫(氣泡),這些氣泡很容易附聚在菌膠團上,使活性污泥的比重降低而上浮。另外,當進(jìn)水含油脂量過(guò)高時(shí),經(jīng)過(guò)曝氣與混合,油脂會(huì )附聚在菌膠團表面,使細菌缺氧死亡,導致比重降低而上浮。

      (2)pH值沖擊

      過(guò)高或過(guò)低的pH值會(huì )影響活性污泥微生物胞外酶及存在于細胞質(zhì)和細胞壁里酶的催化作用以及微生物對營(yíng)養物質(zhì)的吸收。當連續流曝氣反應池內pH<4.0或pH>11.0時(shí),多數情況下活性污泥中微生物活性受到抑制,或失去活性,甚至死亡,以致發(fā)生污泥上

      (3)水溫及鹽含量的影響

      組成活性污泥的微生物適合的溫度范圍一般為15-35℃,超過(guò)45℃時(shí)會(huì )使活性污泥中大部分微生物死亡而上?。ń?jīng)過(guò)長(cháng)期馴化的或特殊微生物除外)。
      對進(jìn)水的pH值調整不能消除堿度對活性污泥的影響。對堿性進(jìn)水調pH值,雖然中和了堿性物質(zhì),但產(chǎn)生了鹽。鹽溶液濃度不同其滲透壓也不同,滲透壓是影響微生物生存的重要因素之一。如微生物所處的溶液滲透壓發(fā)生突變,就會(huì )導致細胞死亡。

      (4)致毒性底物

      對好氧活性污泥微生物有致毒作用的底物主要包括:含量過(guò)高的COD、有機物(酚及其衍生物,醇,醛和某些有機酸等)、硫化物、重金屬及鹵化物。高底物濃度可與細胞酶活動(dòng)中心形成穩定的化合物,導致基質(zhì)不能接近,無(wú)法被降解,甚至使細胞中毒死亡。重金屬離子進(jìn)人細胞后主要與酶或蛋白質(zhì)上的-SH基結合而使之失活或變性。微量的重金屬離子還能在細胞內不斷積累最終對微生物發(fā)生毒害作用(微動(dòng)作用)。鹵化物最常見(jiàn)的是碘和氯,碘不可逆地與菌體蛋白質(zhì)(或酶)的酪氨酸結合,生成二碘酪氨酸,使菌體失活。氯與水合成次氯酸,其分解產(chǎn)生強氧化劑。而且廢水中有機物的突變,使原被馴化好的并能降解有機毒物的微生物減少或消失。

      2、工藝運行引起的活性污泥上浮

      (1)過(guò)量曝氣

      微生物處于饑餓狀態(tài)而引起自身氧化進(jìn)人衰老期,池中溶解氧濃度(DO)上升;或者由于污泥活性差,曝氣葉輪線(xiàn)速度過(guò)高,供氧過(guò)多??傊?,DO上升,短期內污泥活性可能很好,因為新陳代謝快,有機物分解也快,但時(shí)間一久,污泥被打得又輕又碎(但無(wú)氣泡),象霧花片似的飄滿(mǎn)沉淀池表面,隨水流走。這種污泥色淺,活性差,耗氧速率下降,污泥體積和污泥指數增高,處理效果明顯降低。

      (2)缺氧、反硝化引起的污泥上浮

      當廢水中有機氨化合物含量高或氨氮高時(shí),在適宜條件下可被硝酸菌和亞硝酸菌氧化為NO3-,如二沉池積泥或停留時(shí)間過(guò)長(cháng),NO3-還原產(chǎn)生的N2會(huì )被活性污泥絮凝體所吸附,使得活性污泥上浮。由于在二沉池或曝氣不足的地方會(huì )發(fā)生反硝化作用,使微小的氮氣氣泡釋放出來(lái),從而使污泥的密度減小,有利于活性污泥上浮。這種現象在二次沉淀池中表現明顯,且產(chǎn)生的懸浮泡沫通常不穩定。

      (3)回流量太大引起的污泥上浮

      回流量突增,會(huì )使氣水分離不徹底,曝氣池中的氣泡帶到沉淀區上浮,這種污泥呈顆粒狀,顏色不變。

      (4)二沉池池底積泥引起的污泥上浮

      如果二沉池底泥發(fā)酵,產(chǎn)生的CO2和H2也會(huì )附聚在活性污泥上,使污泥比重降低而上浮。污泥腐化產(chǎn)生CH4、H2S后卜浮,首先是一個(gè)個(gè)小氣泡逸出水面,緊接著(zhù)有黑色污泥上浮。

      (5)活性污泥絲狀菌過(guò)量生長(cháng)引起的污泥上浮

      當進(jìn)水N,P不足、PH太低、混合液溶解氧太低、進(jìn)水波動(dòng)太大等各種因素影響下,造成絲狀菌和放線(xiàn)菌等微生物的異樣生長(cháng),絲狀菌的比生長(cháng)速率高于了菌膠團細菌,又由于絲狀菌的比表面積較大,因此,絲狀菌在取得污水中BOD5物質(zhì)和氧化BOD5物質(zhì)所需要的氧氣方面都比菌膠團細菌有利得多,結果曝氣池中絲狀菌成為優(yōu)勢菌種而大量增值,導致生物泡沫的產(chǎn)生。再加上這些微生物大都呈絲狀或枝狀,易形成網(wǎng),能捕掃微粒和氣泡等,并浮到水面。被絲網(wǎng)包圍的氣泡,增加了其表面的張力,使氣泡不易破碎,而引起成片污泥上浮。

      二、活性污泥上浮的控制

      根據活性污泥上浮機理及其影響因素,可采用物理化學(xué)和生物的方法對污泥上浮進(jìn)行控制。

      1、物化方法控制泡沫

      (1)噴灑水

      利用終水回流,噴灑的水流能打碎浮在二沉池水面的氣泡及上浮污泥,以減少活性污泥的上浮。但不能根本消除污泥上浮現象,是一種最常用最簡(jiǎn)便的物理方法。

      (2)調節污水pH值

      曝氣池人口設中和池及由堿池、酸池、pH檢測儀、pH自動(dòng)調節閥等組成的pH自動(dòng)調節系統,使曝氣池進(jìn)水的pH值控制在要求范圍內。 

  (3)合理投加營(yíng)養鹽

      由于工業(yè)廢水中營(yíng)養比例失調,常常碳源充分而氮、磷等營(yíng)養物不足,因此處理工業(yè)廢水時(shí)須另外補加。一般以尿素和磷酸鹽為氮源和磷源,但投加量不宜過(guò)量。

  (4)設置調節池

      進(jìn)水中含有過(guò)量的表面活性物質(zhì)、油脂類(lèi)化合物及對好氧活性污泥微生物有致毒作用的底物時(shí),應在曝氣池前設置終水回流調節池,用以稀釋、調節曝氣池進(jìn)水中的有機物濃度,使其穩定在一定范圍內,終水回流的先決條件是污水處理廠(chǎng)的處理能力必須大于實(shí)際進(jìn)水量    

      3、生物方法控制活性污泥上浮

      (1)增設生物選擇器

      生物選擇器有好氧選擇器和缺氧選擇器兩種,其目的就是使進(jìn)入曝氣池的污水先于回流污泥在其中充分混合,通過(guò)調節F/M、DO等因素,選擇性的發(fā)展絮凝體形成菌,抑制絲狀菌等的過(guò)度增殖。在設計選擇器時(shí),選擇器需要分格設置,一般多采用4~6格;盡量提高選擇器第一格的F/M值,形成F/M梯度;還要控制選擇器的水力停留時(shí)間,一般為10~15分鐘。

      (2)工藝的優(yōu)化選擇

      活性污泥的微生物組成主要依賴(lài)于廢水成分、流動(dòng)形式、運行條件和適宜的設計。由于在實(shí)際處理過(guò)程中幾乎難以控制廢水成分,因此對運行條件進(jìn)行優(yōu)化選擇來(lái)控制活性污泥上浮至關(guān)重要。

      (3)增加曝氣

      由于缺氧或污泥中毒引起的污泥上浮可以加大曝氣量,減少進(jìn)水量并清除死污泥。

      (4)降低污泥齡

      一般采用降低曝氣池中污泥的停留時(shí)間,以抑制有較長(cháng)生長(cháng)期的放線(xiàn)菌的生長(cháng)。有實(shí)踐證明,當污泥停留時(shí)間在5~6 d時(shí),以避免由其產(chǎn)生的污泥上浮問(wèn)題。

      格林環(huán)保做出總結:活性污泥上浮問(wèn)題影響出水水質(zhì),成因多樣,包括進(jìn)水水質(zhì)變化(如表面活性物質(zhì)、pH沖擊、溫度鹽度變化、致毒性物質(zhì))和工藝運行控制不當(如過(guò)量曝氣、缺氧反硝化、回流量大、絲狀菌過(guò)量生長(cháng))。需針對原因調整策略,確保處理效果。

 

      文章來(lái)源:微信公眾號 :水處理部落

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