低溫非絲狀菌污泥膨脹的機理特征分析及對污水處理的影響

污泥膨脹分為絲狀菌污泥膨脹和非絲狀菌污泥膨脹，非絲狀菌污泥膨脹又分為菌膠團(tuán)污泥膨脹和菌膠團(tuán)解體污泥膨脹。低溫非絲狀菌污泥膨脹屬于菌膠團(tuán)污泥膨脹。

1 機理特征分析

在低溫的環(huán)境中，微生物活性變差，在其代謝過程中不能將廢水中有機物完全氧化 降解，而以多糖類高粘性物質(zhì)儲存起來，并形成菌體外高粘性物質(zhì)覆蓋和積累，一是由于這種高黏 性代謝產(chǎn)物分子中具有許多氫氧基，與水的結(jié)合力很強，呈親水性， 是一種非常穩(wěn)定的親水凝膠體，使得活性污泥不易與水分離;二是菌體外覆蓋 的高粘性代謝物能吸附生化曝氣產(chǎn)生的細(xì)小氣泡，使其密度變小，沉降性變差，是造成低溫非絲狀菌活性污泥膨脹的主要因素。

2 對污水處理的影響

實踐經(jīng)驗，污泥膨脹程度輕時，二沉池泥位上升，可以看到清晰的泥水界面，上清液非常清澈，處理水質(zhì)優(yōu)良;膨脹情況較重時， 二沉池 在進(jìn)水水量高峰時段出現(xiàn)污泥隨出水流失，造成出水COD、SS、TP濃度等超標(biāo)現(xiàn)象;膨脹情況嚴(yán)重時，二沉池停留時間不能滿足泥水分離需要，大量污泥隨出水流失，造成出水COD、SS、TP濃度等超標(biāo)，系統(tǒng)運行癱瘓。

3 低溫非絲狀菌污泥膨脹的判斷

低溫非絲狀菌活性污泥膨脹通常在我國北方污水處理廠冬季生化系統(tǒng)水溫低于12℃時發(fā)生， 隨著生化系統(tǒng)水溫下降， 污泥膨脹程度愈加嚴(yán) 重，膨脹嚴(yán)重的SVI值能達(dá)到 400mL/g左右。 隨 著氣溫的回升， 當(dāng)生化系統(tǒng)水溫達(dá)到15 ℃以上時， 污泥膨脹情況逐漸轉(zhuǎn)好; 水溫達(dá)到17℃以上時， 污泥膨脹現(xiàn)象會在3 ~ 5d內(nèi)自動消失。

觀感特征

生化系統(tǒng)活性污泥沉降性能下降，污泥顏色異常，顆粒雖大但很松散，碰之易碎。

鏡檢特征

低溫非絲狀菌污泥膨脹鏡檢可見：菌膠團(tuán)顆粒較大但結(jié)構(gòu)松散， 存在鐘蟲、累枝蟲、輪蟲等指示 性微生物。絲狀菌很少，甚至看不到。與非絲狀菌菌膠團(tuán)解體污泥膨脹的顯著區(qū)別是：輪蟲數(shù)量的差異發(fā)生菌膠團(tuán)解體污泥膨脹時，由于細(xì)菌脫離菌膠團(tuán)的保護(hù)處于游離狀態(tài)，使得輪蟲獲得更多的食物而大量繁殖，因此鏡檢可以看到輪蟲數(shù)量較正?；钚晕勰嗝黠@增多，成為優(yōu)勢種群;而低溫非絲狀菌污泥膨脹與正常活性污泥鏡檢可見的輪蟲數(shù)量基本差不多。

沉降比特征

在相同污泥濃度下，當(dāng)發(fā)生污泥膨脹時測得SV30、SVI值比正?；钚晕勰嗥?0%~300%不等。泥水難以分離，絮凝沉淀歷時長，污泥面成層 沉降速度非常低，上清液稀少但很清澈，COD、氨氮等各項指標(biāo)均處于達(dá)標(biāo)狀態(tài)。做沉降比試驗時，透過量筒壁可以看到污泥顆 粒有吸附氣泡的現(xiàn)象，SVI值越高，吸附氣泡的污泥顆粒越多、越普遍。沉淀一段時間后可以看到被污泥吸附的氣泡有重新釋放的現(xiàn)象， 當(dāng)輕輕敲動筒 壁釋放更加明顯， 沉淀30min后輕輕攪動沉淀污泥有更加明顯的氣泡釋放，待其再次沉降30min后測得SV30值較前有所下降。

控制措施

1 改善活性污泥組成結(jié)構(gòu)

正常的活性污泥是由大量微生物群體構(gòu)成的黃褐色絮凝體， 具有良好的沉降性能， 易于沉淀分離,比水略重，與水的相對密度介于1.002 ~ 1.006之間。 其主要有4部分物質(zhì)組成： ①具有代謝功能活性的微生物群體;②微生物代謝的殘留物;③原污水帶入的難降解的惰性有機物; ④污水帶入的無機物質(zhì)。 從活性污泥組成來看，無機物質(zhì)所占比例大小直接影響其密度,因此，通過采取物化方法適當(dāng)提高無機物質(zhì)比例， 改善活性污泥組成結(jié)構(gòu)可以提高其沉降性能。

2 利用原污水中無機物質(zhì)

根據(jù)實踐經(jīng)驗，對于設(shè)置初沉池一沉池或者曝氣沉砂池的污水處理廠，進(jìn)水管路設(shè)計具備 超越上述處理單元的，采取超越方式直接將原污水 引入生化系統(tǒng);對于不具備超越條件但該處理單元 是有平行多組組成的，可以采用減少投入運行組數(shù) 提高該處理單元的運行負(fù)荷，縮短水力停留時間提高水流速度的方式，盡可能地將原污水中密度大的無機物全部帶入生化系統(tǒng)， 增加活性污泥中無機物質(zhì)成分比例，以提高污泥沉降性，可以有效控制SVI值在200mL/g以下的污泥膨脹。

投加混凝劑

通過投加鐵鹽或鋁鹽利用混凝作用提高活性污泥的壓實性提高污泥密度，可以有效地控制污泥膨脹,

優(yōu)點是見效快;缺點是需要連續(xù)投加藥劑,運行成本高。

藥劑選擇：三價鐵鹽優(yōu)于鋁鹽， 因為三價鐵鹽是微生物的營養(yǎng)鹽， 有利于微生物的生長。

投加方式：液態(tài)投加，將固體或液體鐵鹽溶解或稀釋至6% ~ 10%(鐵鹽的有效質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

投加點：生化系統(tǒng)泥水混合液排放口至二沉池入口之間，需要滿足藥劑與混合液充分反應(yīng)的時間及水力攪拌條件。

投加量：先在實驗室通過小試初步確定藥劑投加量， 藥劑投加24h后根據(jù)投加效果進(jìn)一步精確控制藥劑投加量。

實踐證明當(dāng)MLSS質(zhì)量濃度在4000mg/L， SVI值在400mL/g左右， 三價鐵鹽有效投加量在10 ~ 15mg/L時， 可將SVI值降至150mL/g， 基本能實現(xiàn)生化系統(tǒng)的正常運行。

3 投加黃土等穩(wěn)定無機物質(zhì)

通過投加黏土\硅藻土等穩(wěn)定無機物可以改變活性污泥的組成結(jié)構(gòu)，提高無機物質(zhì)比例，增大污泥顆粒密度,改變污泥壓實性，達(dá)到控制污泥膨脹目的。優(yōu)點是運行成本低;缺點是投加量大,需要連續(xù)投加藥劑，投加過量會影響污泥活性。

黃土的選擇：不含或少含砂子、石子，與水混合后易形成泥漿的黃土。

投加方式：過篩后固體投加即可。

投加點：細(xì)格柵前，可以實現(xiàn)細(xì)格柵對其中大 塊物質(zhì)的清理，又能達(dá)到污水對黃土的混合均勻效果。

投加量：先在實驗室通過小試初步確定黃土投加量，投加24h后根據(jù)投加效果進(jìn)一步控制確定投加量。

4 控制適當(dāng)?shù)腗LSS

SVI值相同時，MLSS越高SV30值越大，反映相同的工況下二沉池的污泥泥位就越高， 為保證生化系統(tǒng)正常運行要求污泥外回流比就越大。

因此，在滿足生物硝化反應(yīng)完全及對有機碳的去除所需生物量和污泥齡的條件下， 盡量控制生化系統(tǒng)較低的污泥濃度。一般工藝冬季MLSS質(zhì)量濃度控制在2500mg/L(如果為控制污泥膨脹投加黃土等穩(wěn)定無機物，則要扣除投加無機物部分對MLSS 的貢 獻(xiàn)值)左右， 污泥齡控制在12d左右即可達(dá)到工藝要求。

5 控制均勻穩(wěn)定的進(jìn)水量、 回流比

穩(wěn)定的進(jìn)水量和回流比不僅是控制生化系統(tǒng)相對穩(wěn)定的運行負(fù)荷、適中的DO、 MLSS、 ORP等工藝參數(shù)， 使活性污泥保持高效活性的先決條件，更是二沉池高效穩(wěn)定運行的保證。二沉池污泥流失僅在每天進(jìn)水高峰或回流量突然大幅度降低的時段發(fā)生，其原因是污泥膨脹使得二沉池泥位已上升到工藝設(shè)計的上限，當(dāng)進(jìn)水發(fā)生明顯增加或回流量大幅度減少時, 二沉池水力條件的變化破壞了已形成的穩(wěn)定狀態(tài)，泥位隨進(jìn)水量增加而上升，超過了出水堰口的高度致使污泥隨出水流失。經(jīng)驗證明在系統(tǒng) 運行負(fù)荷達(dá)到70%以上，污泥膨脹的SVI值介于150 ~ 200mL/g時， 通過控制系統(tǒng)穩(wěn)定的進(jìn)水量和回流比就可以保持系統(tǒng)正常運行。

6 控制曝氣量

由于低溫非絲狀菌污泥膨脹時菌體外覆蓋高粘性物質(zhì)會吸附曝氣氣泡，使得活性污泥的沉降性更差，因此在滿足硝化反應(yīng)所需總氧量的情況下合理控制好氧區(qū)曝氣強度區(qū)域，在距離內(nèi)回流和混合液由好氧區(qū)排向二沉池點的水流相反方向的一定距離內(nèi)關(guān)閉或減小曝氣量，盡量減少污泥對氣泡的吸附。該段如果裝有推流或攪拌器可以將其開啟，攪動活性污泥促進(jìn)污泥對已吸附氣泡的釋放，可以有效降低污泥膨脹程度。

來源:發(fā)酵環(huán)保化工知識圈  作者:上善若水

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