污泥膨脹的應急管理措施
每年在這個時間段，我國北方一些地區的污水廠容易爆發污泥膨脹，也就是污水廠內俗稱的翻泥，主要表現在二沉池活性污泥基本沒有泥水分離和沉淀壓縮的效果，二沉池內沉淀泥位上升到沉淀池出水三角堰，隨水大量流入到后續處理構筑物內，造成后續深度處理設施堵塞，流程不暢，廠內溢流等事故發生。同時由于大量污泥隨二沉池出水流出，無法回流到生物池系統內，會造成生物池內的活性污泥濃度快速減少，使對濃度敏感的氨氮指標迅速超標，造成出水水質超標。
污泥膨脹的誘發原因很多，北方地區在冬季較多的爆發污泥膨脹在一定程度上與溫度和污泥排放有關，但是關聯度的數據化確定需要各個污水廠針對自身工藝進行確定。在之前的文章中有對污泥的絲狀菌膨脹進行了探討，對污泥膨脹的起因和解釋就不再繼續討論了，在這一期公眾號主要和大家進行出現污泥膨脹的應急管理的措施。
出現污泥膨脹的工況時，最大的影響主要是污泥的沉降性能嚴重變差，在二沉池的泥水分界線迅速上升，在二沉池表面三角堰的出水的帶動下，大量的活性污泥隨出水流出，造成后續的一系列的不良影響。因此自出現污泥膨脹后，主要的應急管理措施需要圍繞二沉池的污泥沉淀管理來進行。
應急管理一般會從工藝調控，加藥兩個方面進行，現場工作人員要根據現場實際的運行情況進行選擇和實施。
首先來看工藝調控，一般來說工藝調控是作用到微生物的生存環境的，通過對微生物的生存環境的改變來逐步扭轉活性污泥中膨脹的絲狀菌或非絲狀菌的大量滋生和富集，從而控制污泥膨脹的惡化。可以針對產生膨脹的原因來進行相應的工藝調控，比如溶解氧控制，增加二沉池沉淀時間，補充缺失的營養元素等。從工藝調控的角度來看，工藝調控的作用慢，是治根的做法，從微生物根源來改變污泥膨脹的情況，從運行根本來說是最佳的調整措施，也是最經濟和最符合運行原理的做法。但是在實際中，工藝調控也有一定的局限。
1、活性污泥中的微生物數量巨大，受到環境影響的因素眾多，現場在進行工藝調控的時候，需要進行膨脹的原因分析，累計和統計了大量的詳盡的運行數據，根據運行數據實際分析膨脹原因，并制定相應的應對措施。很多污水廠現階段還不具備這方面的技術和管理能力，大部分時間都在盲目的應對。
2、在實際中還有可能受到廠內實際工況的制約，比如污泥脫水能力遠遠不能滿足實際產泥量，進水量，進水濃度和設計指標相差過大，調整余地基本沒有，因此出現膨脹，工藝調控的難度大，收效低，也使工藝調控無法實施。
3、季節因素的影響，冬季氣溫低，微生物處于低活性的狀態，對外界的應激反應能力下降，通過工藝調控改變生存環境，對微生物產生的影響被溫度因素消除掉，更大幅度的改變環境因素又有可能誘發其他異常出現，工藝調控的預期只能大打折扣。
從這些方面分析，在出現膨脹后，工藝調控的可行性并不是最好，因此在污水廠內應更多的強調預期調控而不是出現異常后的調控，所以在出現膨脹后，最佳的應急措施不是工藝調控，而是加藥處理。
加藥處理一般采用的有兩種做法，一種是投加助凝劑PAC或者PAM，通過化學藥劑的輔助作用，來改變活性污泥的沉降性能；另一種就是投加消毒劑，利用消毒劑對微生物的滅殺作用，對微生物種群中占據主導絲狀菌進行滅殺，從而控制膨脹。
兩種做法各有相應的優勢和缺點，投加助凝劑，可以改善活性污泥在二沉池內的沉淀效果，降低二沉池的污泥泥位，拉低泥水分界線，使出水帶泥的現象減少，從而避免出現水質惡化的情況，但是在投加化學助凝劑后，在系統內會產生更多的剩余污泥，而在一些污水廠內的膨脹原因是由于污泥脫水能力不足的情況下，系統內的更多剩余污泥無法被有效脫水外運，重新回到生物池內，形成污泥系統內的惡行循環，繼續誘發和保持污泥膨脹。因此在進行化學助凝劑的投機同時，要做好污泥的系統脫水排出的保障，這樣才能逐步將膨脹的污泥排出系統，最終改善污泥的沉淀效果。
強化污泥沉淀的化學藥劑PAC，聚合氯化鐵，PAM都一定的作用，在選擇投加藥劑之前，首先要進行實驗室的燒杯實驗，比較各種藥劑的優劣，通過沉淀效果，投加量，實際人工操作的可行性上進行優化對比，最終確定相應的化學藥劑。要注意的是燒杯實驗只是理想狀態下的沉淀模擬，二沉池的現場比燒杯結構要復雜的多，水力條件也復雜多變，因此燒杯實驗確定的數值只能是最低的投加量，要想在實際中達到燒杯實驗效果，需要對燒杯實驗數據進行系數放大，一般在1.5~3倍的投加量進行實地投加。實際投加過程中，不能一次性全部投加，需要逐步跟隨進水量逐步投加，讓藥劑均勻分布到活性污泥中，這樣可以使藥劑的作用最大化釋放，開始投加后，要加強每日對生產數據的監控，加強脫泥，并根據污泥沉降性能的變化，調整藥劑的投加量和投加速度。
另一種消毒劑的投加，需要嚴格謹慎的進行，現階段主流的氯族的消毒劑，都是廣譜消毒，對所有的微生物的影響都是劇烈的，不分種類的對活性污泥中的微生物進行消殺，在投加消毒劑的時候，如果不加控制往往會滅殺降解有機物和營養物的有益微生物，也有過量的氯化物會對污泥的絮凝體也進行氧化，造成污泥絮凝體分散，沉降更加困難，嚴重時導致系統崩潰。
因此在投加消毒劑時，一定要謹慎和適宜，投加點一般要選擇在回流污泥完全混合的區域，比如好氧區等，最大程度的使藥劑分散作用，投加時一定要從低劑量開始，并實時進行鏡檢觀察，根據微生物的變化及時進行調整。從低劑量逐步提升到高劑量，直至出現絲狀菌微絲出現斷裂，沉降比開始明顯改善后，就及時下調加藥量，并配合系統排泥等工藝調控措施，最終停止投加消毒劑。
無論消毒劑和助凝劑，在投加前必須進行實驗室的燒杯實驗，通過是實驗室小試確定化學藥劑的投加量，然后根據藥劑濃度密度計算實際投加量。
舉個例子來做一個化學簡單的投加量的計算：
污水廠平均日進水量Q為：20000ｍ3/d，
外回流比為100%，回流污泥量q為：20000ｍ3/d，
根據燒杯實驗確定的投加量：
氯化鐵：純度30%，溶液的密度ρ為1.3Kg/L，燒杯實驗投加量m：80mg/L
計算投加量為：
混合液流量QH＝Ｑ＋q
＝20000+20000
＝20000ｍ3
所需的化學藥劑的量qh＝QH×ｍ×放大系數（1.5）
＝40000×80×1.5
＝4800kg
根據化學藥劑的濃度計算出液體的投加量QL＝qh/ρ
＝4800÷1.3
＝3692l
≈3700L
實際投加也就是需要投加3700L，假定進水水量日夜均衡，每小時投加量在154L。
需要注意的是，無論采用那種化學藥劑，都是從外部使用強硬手段對微生物進行扭轉改造，這些措施都是治標措施，不是治本的方法，對微生物和系統的破壞都非常大。在實際運行中，一定要有預防控制的工藝管理理念，通過多年的運行經驗和數據的積累，預判可能的工藝異常，并及時采取措施進行調控，這才是污水廠穩定運行的工藝保證體系，也希望能有更多的運行人員深入思考工藝管理的方式和途徑。
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