BIOLAK工藝活性污泥膨脹的發生與控制
提要： 結合活性污泥法處理蔗渣漿廢水時污泥膨脹的工程實例， 詳細介紹了非絲狀菌污泥膨脹的發生和控制過程， 指出營養比例失衡是造成膨脹的主要原因， 并對膨脹的機理加以探討。
關鍵詞： 活性污泥； 污泥膨脹； 多糖類物質； 高粘性膨脹
活性污泥法治理廢水， 具有處理出水水質好， 工藝比較穩妥可靠的優點。 但污泥膨脹問題是在運行管理中一直困擾人們的難題之一。 目前， 雖然對污泥膨脹的成因及其控制措施已有較多的研究， 但由于引起污泥膨脹的原因是多方面的， 而這些因素又是相互影響、 相互聯系、相互制約的， 所以至今仍未徹底解決此問題。 本文通過介紹南寧糖業股份有限公司蒲廟造紙廠BIOLAK污水處理系統污泥膨脹的發生、 分析和控制， 提出了針對活性污泥膨脹的相應控制措施， 以供有類似問題的污水處理廠參考。
南寧糖業股份有限公司蒲廟造紙廠污水處理系統，由中國輕工業上海設計院承擔工程設計， 采用德國馮·諾頓西工程技術公司的BIOLAK生化處理工藝技術(一種具有除磷脫氮功能的多級活性污泥處理系統),于2001年通過廣西自治區環保局廢水治理達標驗收。 該污水處理系統采用的是活性污泥法治理蔗渣漿中段廢水。
污水站設計處理量15000t/d， 原水COD為1200mg/l。污水處理工藝： 設計污泥負荷為0.15kgBOD/(kgMLSS ·d)， MLSS為3000mg/l， 采用移動式曝氣鏈進行曝氣，生化曝氣池曝氣時間為24h。
工藝流程如圖1。
1 污泥膨脹的發生和原因分析
1.1原污泥膨脹的發生
2002年7月中旬， 污水處理站發生了污泥膨脹。 期間粘有較多細碎污泥絮體的高粘性泡沫彌漫于池面， 整個曝氣階段都沒有衰減， 污泥沉降性能變差， SVI （污泥體積指數） 高達400ml/g以上， 二沉池有細小污泥不斷外漂，出水渾濁， 水質變差。 在顯微鏡下觀察， 污泥解絮， 細碎的污泥絮體散落各處， 有較多的草履蟲和豆形蟲等原生動物散落其中。
1.2原污泥膨脹的原因分析
每天的工作記錄表明， 進水pH值在6.0～8.0； 曝氣池的DO值在2.0mg/l以上； 進水COD濃度在800～1200mg/l （見圖2）， 亦不可能造成負荷沖擊。 鏡檢沒有發現絲狀菌，污泥內部也沒有缺氧跡象， 即解體的污泥絮體呈黃褐色 （中心無缺氧變黑的區域）， 輪蟲和鐘蟲等后生動物活躍， 說明溶解氧的傳遞和滲透性良好， 不存在微觀狀態中的缺氧。 可見上述因素不是引起污泥膨脹的主要原因。
查閱資料得知， 這種沒有大量的絲狀菌存在的活性污泥的膨脹稱為非絲狀菌污泥膨脹。 這種膨脹是由于在活性污泥菌體外積蓄高粘性多糖類物質而形成的。 對高粘性膨脹的研究， 在一些專業書籍中只是作了簡單的討論， 未能得到更多的啟示。 該污水處理系統是如何發生高粘性膨脹呢？ 蔗渣漿廢水中， 磷的平均含量為1.50mg/l，氨氮含量未檢出。 從表1中可以看出， 進水BOD5波動范圍較大， 而且我們是按照生化系數CODcr近似計算BOD5。
投加氮、 磷的比例是BOD∶N ∶P=100∶5∶1。 在連續進水，連續投加氮、 磷的過程中， 由于無法及時掌握BOD5的波動數值， 是造成整個生化系統缺乏氮、 磷狀態下運行的原因之一。 所使用化肥含氮、 磷量的準確含量及其溶解性能， 是造成高粘度膨脹的原因之二。 另外， 在夏季的7月，氣溫很高， 進水溫度達到了35～41℃。 據有關經驗介紹，在高溫情況下， 也可能發生非絲狀菌污泥膨脹。 這是因為， 廢水中含糖類碳水化合物較多時， 微生物在代謝過程中來不及將有機物完全氧化消耗， 而以多糖類高粘性物質貯存起來， 并形成菌體外高粘性物質覆蓋和積累， 從而導致了污泥的高粘性膨脹。 而蔗渣漿廢水中含纖維素、 糖類較多， 易造成高粘性膨脹， 進水溫度高是原因之三。
2 控制污泥膨脹的方法和過程
污泥膨脹的控制從7月22日開始， 由于膨脹的惡化，此時的SVI已達到1200ml/g。 開始采取以下措施：
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