污泥膨脹的應(yīng)急管理措施
每年在這個(gè)時(shí)間段，我國北方一些地區(qū)的污水廠容易爆發(fā)污泥膨脹，也就是污水廠內(nèi)俗稱的翻泥，主要表現(xiàn)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(nèi)沉淀泥位上升到沉淀池出水三角堰，隨水大量流入到后續(xù)處理構(gòu)筑物內(nèi)，造成后續(xù)深度處理設(shè)施堵塞，流程不暢，廠內(nèi)溢流等事故發(fā)生。同時(shí)由于大量污泥隨二沉池出水流出，無法回流到生物池系統(tǒng)內(nèi)，會造成生物池內(nèi)的活性污泥濃度快速減少，使對濃度敏感的氨氮指標(biāo)迅速超標(biāo)，造成出水水質(zhì)超標(biāo)。
污泥膨脹的誘發(fā)原因很多，北方地區(qū)在冬季較多的爆發(fā)污泥膨脹在一定程度上與溫度和污泥排放有關(guān)，但是關(guān)聯(lián)度的數(shù)據(jù)化確定需要各個(gè)污水廠針對自身工藝進(jìn)行確定。在之前的文章中有對污泥的絲狀菌膨脹進(jìn)行了探討，對污泥膨脹的起因和解釋就不再繼續(xù)討論了，在這一期公眾號主要和大家進(jìn)行出現(xiàn)污泥膨脹的應(yīng)急管理的措施。
出現(xiàn)污泥膨脹的工況時(shí)，最大的影響主要是污泥的沉降性能嚴(yán)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(xù)的一系列的不良影響。因此自出現(xiàn)污泥膨脹后，主要的應(yīng)急管理措施需要圍繞二沉池的污泥沉淀管理來進(jìn)行。
應(yīng)急管理一般會從工藝調(diào)控，加藥兩個(gè)方面進(jìn)行，現(xiàn)場工作人員要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際的運(yùn)行情況進(jìn)行選擇和實(shí)施。
首先來看工藝調(diào)控，一般來說工藝調(diào)控是作用到微生物的生存環(huán)境的，通過對微生物的生存環(huán)境的改變來逐步扭轉(zhuǎn)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(chǎn)生膨脹的原因來進(jìn)行相應(yīng)的工藝調(diào)控，比如溶解氧控制，增加二沉池沉淀時(shí)間，補(bǔ)充缺失的營養(yǎng)元素等。從工藝調(diào)控的角度來看，工藝調(diào)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(yùn)行根本來說是最佳的調(diào)整措施，也是最經(jīng)濟(jì)和最符合運(yùn)行原理的做法。但是在實(shí)際中，工藝調(diào)控也有一定的局限。
1、活性污泥中的微生物數(shù)量巨大，受到環(huán)境影響的因素眾多，現(xiàn)場在進(jìn)行工藝調(diào)控的時(shí)候，需要進(jìn)行膨脹的原因分析，累計(jì)和統(tǒng)計(jì)了大量的詳盡的運(yùn)行數(shù)據(jù)，根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)際分析膨脹原因，并制定相應(yīng)的應(yīng)對措施。很多污水廠現(xiàn)階段還不具備這方面的技術(shù)和管理能力，大部分時(shí)間都在盲目的應(yīng)對。
2、在實(shí)際中還有可能受到廠內(nèi)實(shí)際工況的制約，比如污泥脫水能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際產(chǎn)泥量，進(jìn)水量，進(jìn)水濃度和設(shè)計(jì)指標(biāo)相差過大，調(diào)整余地基本沒有，因此出現(xiàn)膨脹，工藝調(diào)控的難度大，收效低，也使工藝調(diào)控?zé)o法實(shí)施。
3、季節(jié)因素的影響，冬季氣溫低，微生物處于低活性的狀態(tài)，對外界的應(yīng)激反應(yīng)能力下降，通過工藝調(diào)控改變生存環(huán)境，對微生物產(chǎn)生的影響被溫度因素消除掉，更大幅度的改變環(huán)境因素又有可能誘發(fā)其他異常出現(xiàn)，工藝調(diào)控的預(yù)期只能大打折扣。
從這些方面分析，在出現(xiàn)膨脹后，工藝調(diào)控的可行性并不是最好，因此在污水廠內(nèi)應(yīng)更多的強(qiáng)調(diào)預(yù)期調(diào)控而不是出現(xiàn)異常后的調(diào)控，所以在出現(xiàn)膨脹后，最佳的應(yīng)急措施不是工藝調(diào)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(xué)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(jù)主導(dǎo)絲狀菌進(jìn)行滅殺，從而控制膨脹。
兩種做法各有相應(yīng)的優(yōu)勢和缺點(diǎn)，投加助凝劑，可以改善活性污泥在二沉池內(nèi)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(xiàn)象減少，從而避免出現(xiàn)水質(zhì)惡化的情況，但是在投加化學(xué)助凝劑后，在系統(tǒng)內(nèi)會產(chǎn)生更多的剩余污泥，而在一些污水廠內(nèi)的膨脹原因是由于污泥脫水能力不足的情況下，系統(tǒng)內(nèi)的更多剩余污泥無法被有效脫水外運(yùn)，重新回到生物池內(nèi)，形成污泥系統(tǒng)內(nèi)的惡行循環(huán)，繼續(xù)誘發(fā)和保持污泥膨脹。因此在進(jìn)行化學(xué)助凝劑的投機(jī)同時(shí)，要做好污泥的系統(tǒng)脫水排出的保障，這樣才能逐步將膨脹的污泥排出系統(tǒng)，最終改善污泥的沉淀效果。
強(qiáng)化污泥沉淀的化學(xué)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的燒杯實(shí)驗(yàn)，比較各種藥劑的優(yōu)劣，通過沉淀效果，投加量，實(shí)際人工操作的可行性上進(jìn)行優(yōu)化對比，最終確定相應(yīng)的化學(xué)藥劑。要注意的是燒杯實(shí)驗(yàn)只是理想狀態(tài)下的沉淀模擬，二沉池的現(xiàn)場比燒杯結(jié)構(gòu)要復(fù)雜的多，水力條件也復(fù)雜多變，因此燒杯實(shí)驗(yàn)確定的數(shù)值只能是最低的投加量，要想在實(shí)際中達(dá)到燒杯實(shí)驗(yàn)效果，需要對燒杯實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行系數(shù)放大，一般在1.5~3倍的投加量進(jìn)行實(shí)地投加。實(shí)際投加過程中，不能一次性全部投加，需要逐步跟隨進(jìn)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(qiáng)每日對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控，加強(qiáng)脫泥，并根據(jù)污泥沉降性能的變化，調(diào)整藥劑的投加量和投加速度。
另一種消毒劑的投加，需要嚴(yán)格謹(jǐn)慎的進(jìn)行，現(xiàn)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(jìn)行消殺，在投加消毒劑的時(shí)候，如果不加控制往往會滅殺降解有機(jī)物和營養(yǎng)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(jìn)行氧化，造成污泥絮凝體分散，沉降更加困難，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。
因此在投加消毒劑時(shí)，一定要謹(jǐn)慎和適宜，投加點(diǎn)一般要選擇在回流污泥完全混合的區(qū)域，比如好氧區(qū)等，最大程度的使藥劑分散作用，投加時(shí)一定要從低劑量開始，并實(shí)時(shí)進(jìn)行鏡檢觀察，根據(jù)微生物的變化及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。從低劑量逐步提升到高劑量，直至出現(xiàn)絲狀菌微絲出現(xiàn)斷裂，沉降比開始明顯改善后，就及時(shí)下調(diào)加藥量，并配合系統(tǒng)排泥等工藝調(diào)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的燒杯實(shí)驗(yàn)，通過是實(shí)驗(yàn)室小試確定化學(xué)藥劑的投加量，然后根據(jù)藥劑濃度密度計(jì)算實(shí)際投加量。
舉個(gè)例子來做一個(gè)化學(xué)簡單的投加量的計(jì)算：
污水廠平均日進(jìn)水量Q為：20000ｍ3/d，
外回流比為100%，回流污泥量q為：20000ｍ3/d，
根據(jù)燒杯實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)投加量m：80mg/L
計(jì)算投加量為：
混合液流量QH＝Ｑ＋q
＝20000+20000
＝20000ｍ3
所需的化學(xué)藥劑的量qh＝QH×ｍ×放大系數(shù)（1.5）
＝40000×80×1.5
＝4800kg
根據(jù)化學(xué)藥劑的濃度計(jì)算出液體的投加量QL＝qh/ρ
＝4800÷1.3
＝3692l
≈3700L
實(shí)際投加也就是需要投加3700L，假定進(jìn)水水量日夜均衡，每小時(shí)投加量在154L。
需要注意的是，無論采用那種化學(xué)藥劑，都是從外部使用強(qiáng)硬手段對微生物進(jìn)行扭轉(zhuǎn)改造，這些措施都是治標(biāo)措施，不是治本的方法，對微生物和系統(tǒng)的破壞都非常大。在實(shí)際運(yùn)行中，一定要有預(yù)防控制的工藝管理理念，通過多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)的積累，預(yù)判可能的工藝異常，并及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)控，這才是污水廠穩(wěn)定運(yùn)行的工藝保證體系，也希望能有更多的運(yùn)行人員深入思考工藝管理的方式和途徑。
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