淺析氧化溝污泥膨脹的控制方法
淺析氧化溝污泥膨脹的控制方法
一、概述
氧化溝工藝的污水處理廠具有管理方便，流程簡單，處理水質良好及工藝穩定可靠等優點，因此近幾年來得到迅速發展，被越來越多的城市和地區所采用。但是與其他活性污泥法工藝類似，也同樣存在一直困擾人們的最大難題---污泥膨脹現象。本文根據郎郭市東污水處理廠污泥膨脹現象的發生和解決的實際過程，總結了采用加藥控制和工藝調整控制兩種方法的經驗，以供氧化溝有類似問題的其他污水處理廠參考。
二、污泥膨脹的原因分析
污泥膨脹存在原因很多，至少與近 30 種不同的絲狀菌和一系列的環境與操作因素(溫度、PH 值、營養物、負荷、DO、泥齡等)有關，所以因根據實際情況，找出污泥膨脹主要原因，有針對性地改變環境條件，才能有效控制污泥膨脹。
98 年 8 月，那郭污水廠發生了較為嚴重的氧化溝污泥膨脹現象，溝中活性污泥 SVI 值由 60 猛增至 280，鏡檢發現絲狀菌大量繁殖(主要為諾卡式菌)，氧化溝表面上有大量多脂狀褐色泡沫，污泥絮體非常松散。
通過對膨脹前的進水水量、水質、污泥負荷、PH 值、泥齡、溶解氧、污泥濃度等運行數據進行分析(見表1)，認為由于雨季進水量增大，在一周的時間內氧化溝污泥負荷持續為0.1kgBOD/KgMLSS.d左右(設計值為0.m5kgBOD/kgMLSS-d)是導致污泥膨脹的主要原因。
三、污泥膨脹的控制
根據目前氧化溝污泥膨脹的現狀， 采用了臨時控制措施和工藝運行調整控制措施兩種方案，具體實施如下:
1、投加絮凝劑-Ca(OH)2 法
由于污泥過度膨脹， 沉淀區污泥易隨出水流失， 因此必須采取臨時控制措施。臨時措施包括殺菌和助沉法，在二級出水設有加知肖毒裝置的處理廠，可利用現成的消毒設備投氯來抑制絲狀菌過度繁殖，從而控制污泥膨脹。但對于無消毒設備的污水廠，如再投資設備并不現實;另一方面由于加氯可無選擇性地殺死各種微生物，投氯過程要求非常嚴格，稍有不慎就會嚴重破壞微生物生存環鏡和影響出水水質:單獨采用絮凝劑則費用很高。因此郎郭污水廠決定采用投加本廠生產的高分子絮凝劑聚丙烯酷膠和價格低廉的 Ca(OH)2 相結合控制氧化溝的污泥膨脹，并進行試驗和分析。
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(1) 試驗裝置與方法
試驗裝置采用 1000m1 量筒作為曝氣反應器，曝氣裝置為雙速(高速和低速)氣泵，反應周期為曝氣 3小時，沉淀 1 小時后將上清液灣出，充水后進入下一個周期，并同時對 SV30 出水水質、鏡檢等進行觀察。
試驗在進水水質、運行模式、運行周期等外界條件上盡量模仿實際生產，以便在生產中應用，由于條件所限，試驗時將實際生產的連續進水排水改為周期性進水與排水， 曝氣方式由轉刷表面曝氣改為曝氣頭深度曝氣， 試驗期間不排泥。
上清液由 1000ml 燒杯貯存， 用采樣瓶從分配井取進水按周期給曝氣反應器充水，曝氣裝置為雙速(高速和低速)氣泵。曝氣結束后，應先將曝氣頭取出，以防影響沉淀后渾水，曝氣周期與實際生產一致，為反應弛，沉淀 1h 后將上清液海出，充水后進入下一個周期，并同時對SV30 出水水質、鏡檢等進行觀察。
試驗過程為向盛有水樣的曝氣反應器內分別技加不同量的絮凝劑(陽離子聚丙烯酷膠)和 Ca(OH)2，考慮到 Ca(OH)2 對各種微生物的影響，應先加絮凝劑，后加石灰。并同時做空白照。
(2) 試驗結果
表2列出了加不同量絮凝劑和Ca(OH)2后相應每個水樣的活性污泥指標的變化及處理水質情況。
表 2
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注:
I 上述數據為觀察數周期后的穩定值;
II 所計算 SVI 值忽略新增污泥;
III 原水樣 SV"為 98%，SW 值為 213。
(3)、討論與結果
a、從上表 1 號空白樣和原水樣相比，在沒有采取任何措施的情況下，污泥膨脹程度不僅沒有繼續惡化，而且污泥指數(SVI)值還略有些降低，這可能與試驗采用了類似 SBR 工藝(間歇進水、間歇排水)有關，該樣品通過鏡檢觀察，絲狀菌與其它微生物總體變化不大，菌膠團仍然較少且小而分散。
b、4 號、5 號樣未加 Ca(OH)2，只用絮凝劑來控制污泥膨脹，但絮凝劑用量相對較少，在試驗過程中觀察到，在進行曝氣反應的第一個周期，污泥沉降比(SV30)降低較多，從而污泥指數(SVI)值也大幅度降低，但經 2-4 個周期(時間長短與絮凝劑用量有關)后，污泥沉降比(SV 到)又逐漸上升而恢復到接近原水樣狀態，SW值也相應升高， 并且數周期穩定后的4號和5號水樣的SV30到與SVI值基本相當，與絮凝劑用量大小基本無關，這是由于隨著曝氣與攪拌及微生物等作用，加入水樣中的高分子絮凝劑分子鏈斷裂而逐漸失去作用， 包括絲狀菌在內的微生物又恢復到接近初始狀態，這可通過鏡檢觀察到，因此SVI 值仍相對較高，這說明只加一定量的絮凝劑，只能起到暫緩污泥膨脹作用，并不能從根本上解決污泥膨脹問題。
c、7號水樣采取的控制措施是投加絮凝劑與Ca(OHh 相結合的辦法，一次性加入2.0%。的陽離子聚丙烯酷膠1ml 與 0.15gCa(OH)2，進行曝氣反應，一個周期后，由于一次性Ca(OH)2 用量太大，沉淀后上清液渾濁，由于微生物生存環境嚴重破壞，因此通過鏡檢觀察到絲狀菌及其它微生物幾乎滅絕，并且活性污泥結構也破壞嚴重，菌膠團極分散而細碎，該樣品作廢。
d、由于上述 7 號水樣原因，3 號、6 號、8 號水樣分別采取了將 Ca(OH)2 在不同運行周期分次加入的方法， 取得了較好的效果， 污泥沉降比(sv30及污泥指數(SVI)都有大幅度降低，污泥膨脹得到了有效控制。這是由于一方面加入的絮凝劑改善了污泥結構，另一方面由于所加入的Ca(OH)2 不僅可增加活性污泥絮體比重，改善沉降性能，而且由于所加 Ca(OHb 可調節環境的 PH 值，從而改善微生物的生存環境，而作為相對比表面積較大的絲狀菌在這種狀態下首先受到抑制與傷害，而其它微生物被包裹在由于絮凝劑的加入并由絲狀菌作骨架形成的較大的菌膠團中，相對傷害較小，從而控制了由于絲狀菌過度繁殖而造成的污泥膨脹。通過微生物鏡檢觀察到水樣中 絲狀菌數量明顯減少，菌膠團數量較多較大，活性污泥狀況向良好方向轉化。
e、由于試驗過程元排泥，如果采取絮凝劑加 Ca(OH)2 控制污泥膨脹的同時，增加排泥量，縮短泥齡，效果會更理想，并可從根本上解決污泥膨脹問題。這可從后來的生產試驗中得到印證。
2、縮短活性污泥齡法
上述試驗結束后，我們模仿小試在氧化溝上做了生產性試驗，污泥膨脹得到了臨時控制。為根本上解決污泥膨脹問題，在工藝運行上進行了調整。因為諾卡式菌的世代周期為12 天左右， 采取增加排泥量將氧化溝污泥齡由設計的 26 天縮短到 10 天左右，經過 ω 余天的時間，中間溝污泥指數(SVI)降到了80以下，邊溝也降到了 100 左右(中間溝 SIV 降低程度相對邊溝幅度大主要是因我廠氧化溝剩余污泥通過中間溝排放，中間溝污泥排放及時，相對泥齡短所致)，活性污泥菌膠團基本恢復到正常狀態，污泥膨脹得到了控制，并且氧化溝表面大量棕褐色泡沫也隨之消失。
四、結論
1、投加適量絮凝劑及 Ca(OH)2 可有效地控制氧化溝的 W 類污泥膨脹，且Ca(OH)2 成本低，投加簡單，但 Ca(OHb 應分次投加，且一次投加量不易過大，以免嚴重破壞微生物生存與生長環境，從而導致水質惡化。
2、對于以諾卡式菌為主的絲狀菌大量繁殖引發的氧化溝污泥膨脹，采取增加排泥，縮短泥齡至絲狀菌世代周期以下，可從根本上解決污泥膨脹問題。
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