CASS工艺中污泥沉降性能的影响因素探讨

—120—科技展望2015/04CASS工艺中污泥沉降性能的影响因素探讨王月莹（开滦能源化工股份有限公司吕家坨矿业分公司，河北　唐山　063100）【摘　要】结合开滦吕家坨矿业分公司污水处理厂的CASS工艺运行实践，对污泥负荷、PH、DO、温度等影响活性污泥沉降性能的主要因素进行探讨，对污泥膨胀问题进行原因分析和恢复的措施提出建议。【关键词】污泥沉降性能　污泥膨胀　污泥负荷　溶解氧1前言目前，活性污泥法是处理生活污水、城市废水、矿井水及有机性工业废水中最常用的污水处理方法，活性污泥的沉降性能直接影响该工艺的运行效果。开滦股份吕家坨矿业分公司结合公司的水质、水量特点，投资建设以CASS（周期循环式活性污泥法）为主体工艺的污水处理厂。污泥膨胀是活性污泥沉降性能劣化时最常出现的问题之一，污泥膨胀不仅严重危害工艺的正常运行，而且一旦发生，很难控制和恢复[1]。因此，结合吕矿污水厂的实况，研究探讨污泥沉降性能的影响因素及应对方法。2污泥沉降性能论述2.1CASS工艺简介开滦股份吕家坨矿业分公司污水处理厂处理规模2000t/d，有效地对矿内的生产和生活废水全部进行无害化处理和资源化利用，主要包括进水渠、格栅、调节池、CASS池、清水池、污泥池等主要处理构筑物。通过PLC控制系统，实现程序控制。CASS池包括预反应区和主反应区。预反应区设置在反应器的进口处，相当于一个生物选择器。污水与预反应区的大量污泥混合搅拌，充分利用活性污泥对有机污染物的快速吸附作用，加速对溶解性底物的去除。溶解氧充足的主反应区内，有机物先被氧化分解为中间产物，接着一部分合成细胞物质，用于自身增殖；一部分氧化为最终无机产物。通过沉淀、泥水分离后，最终达到废水净化的目的。因此，活性污泥不仅要有氧化和分解有机物的能力，有效地降解有机物，还必须有良好的沉降性能，保证泥水有效的分离，才能最终去除污水中的有害物质。2.2污泥沉降性能CASS法运行中，需要定期检测污泥沉降比SV、污泥体积指数SVI、MLVSS/MLSS以及进水水质等指标，及时地掌握污泥的性状和沉降性能，必要时，通过调整泥龄、污泥负荷和曝气时间等运行参数，确保反应池中的污泥浓度、吸附性能和沉降性能，保证系统的正常、稳定运行。污泥沉降比（SV）是控制活性污泥法运行的重要指标。污泥沉降比大致反映了反应器中的污泥量，可用于控制污泥排放；它的变化还可以及时的反映污泥膨胀等异常情况。一般曝气池中SV正常值为20%~30%。污泥体积指数SVI能较好地反映出活性污泥的松散程度和凝聚沉降性能[2]。SVI过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物多，微生物数量少，此时污泥缺乏活性和吸附能力。SVI过高则说明污泥结构松散，难于沉淀分离，即将膨胀或已经发生膨胀，可通过停止曝气，让污泥沉降。如因丝状菌过度繁殖所致，则应投加相应的消毒剂，必要时要抽干好氧池重新培养好氧污泥。良好的活性污泥SVI常在50～120之间，SVI在200以上，标志着活性污泥膨胀已发生。MLSS（混合液悬浮固体浓度）是衡量反应器中活性污泥数量多少的指标。MLSS浓度也不能过高，否则会导致氧气供应不足。一般城市污水处理中，MLSS保持在2000~3000mg/L，工业废水处理中，MLSS保持在3000mg/L，高浓度工业废水处理中，MLSS保持在3000~5000mg/L。MLVSS（混合液挥发性悬浮固体浓度）能比较确切地反映反应器中微生物的数量。活性污泥法运行过程中，一般将MLVSS/MLSS作为运行控制参数，处理生活污水的活性污泥的MLVSS/MLSS一般控制在0.75左右。3污泥沉降性能劣化的原因分析3.1污泥膨胀问题污泥膨胀是污泥与水无法进行有效分离的直接原因，是CASS工艺运行中常遇到且控制和恢复困难的问题之一。丝状菌是污泥膨胀的主要菌种，有机物含量低、溶氧含量低或厌氧、高硫化物、PH不平衡（偏酸性）等是丝状菌生长的有利环境，且对主体微生物的生长极其不利，这样，丝状菌形成菌种优势，消耗水中的营养物质，大量增殖，进一步限制主体微生物的生长增殖。丝状菌虽然交联的网状结构发达，但是结构松散，颗粒细碎，絮凝性能极差，沉降性能差，不能很好的进行泥水分离，悬浮SS多，出水水质差。3.2污泥负荷的波动进水水质的波动，必然导致污泥负荷的波动。用餐时间前后和井下工人的换班时间，食堂和浴室的有机废水水量明显增大，雨天时，水量会急剧增加。其他运行参数不变的情况下，进水水质的有机物含量增高，污泥负荷必然增高；雨水量增大时，污泥负荷降低。污泥负荷低有利于丝状菌的生长繁殖，丝状菌的大量繁殖使得污泥膨胀的可能性增大，而且污泥处于饥饿状态，会导致絮凝体解体，污泥沉降性能下降，影响出水水质[3]；污泥负荷高，曝气时间短，主反应区中会残留大量的有机物，泥水没有良好的界面，可能导致出水带泥。3.3运行参数差异较大，污泥性能差异明显系统运行过程中，PH、温度、MLSS、溶氧DO、污泥龄θc等基础数据及运行状态差异较大，污泥性能差异明显。温度和PH是活性污泥中微生物生长繁殖的重要影响因素。一般控制PH的范围为6~9，PH长时间处于小于6的状态，丝状菌就会优先增殖，造成污泥膨胀。PH为8.0时，污泥的沉降速度最快，沉降体积最好，为34.5%。丝状菌膨胀的致因菌—浮游球衣菌的最适宜增殖温度为30℃，因此，在气候炎热或者季节交替温差大的地区，温度可能是污泥膨胀的主要原因；溶氧DO的含量直接影响厌氧菌和好氧菌的增殖和对底物的利用[4]。溶氧的差异导致污泥性能变化时，可以通过改变曝气时间，调整DO浓度。DO值小于2mg/L时，易滋长丝状菌。在负荷基本不变的情况下，随着污泥龄θc的缩短系统内的污泥浓度降低。MLSS与θc直接相关，一般情况下，θc越长，MLSS越大；反之，亦然。故运行过程中，一般通过控制θc调整反应池的污泥浓度。4活性污泥沉降性能劣化的应对措施4.1污泥膨胀的应对措施污泥膨胀一旦发生，必须立即采取有效措施，尽快使其恢复正常。若是由于低污泥负荷发生的污泥膨胀，在一定高污泥负荷下运行便能使膨胀得到控制并使污泥的沉降性能恢复到良好状态，但是恢复的时间与膨胀程度有关；DO是影响污泥沉降性能能否恢复的重要因素，DO不足的情况下提高污泥负荷不仅不能使膨胀污泥的沉降性能得以恢复，反而会加剧污泥膨胀；若是PH不稳定导致的污泥膨胀，PH的调整要循序渐进，调整幅度不易过大，同时可以借助药物抑制丝状菌的生长。4.2污泥负荷波动的应对措施污泥负荷波动会导致污泥中的微生物营养过剩或者营养缺乏而饥饿，要从两个方面入手：一是设置调节，有效的稳定水质，缓解水质波动；二是，在CASS池前增设生物选择器，优化微生物菌种，提高它们的抗负荷冲击能力。吕矿污水处理厂设有调节池，CASS主反应池前的预反应—121—技术与应用测试项目输出/V输出/V是否记录人员进入0.034.9记录人员外出50.01记录测试人员出入电压变化控制表2.4防盗的住宅系统的报警器功能控制过程由于会发生非法的入侵问题，及时的报警器控制可以有效的完成警告；采用相关的防盗传感器控制、红外线或振动化信息传递控制可以加深整体的使用效益，加深报警问题的有效控制；报警器采用类似蜂鸣声一样的控制，保证对于出事点的快速定位；采用双接口的电源技术控制完善总体的相关主副电源的有效控制，从而完善被动电路数据的自动化控制过程。3基于单片机的防盗报警系统控制防盗系统的控制可以有效的减少经济财产的相关损失，加深综合性的相关管理过程，完善整体安全防护的有效控制，基于单片机的相关防盗系统控制设计会大大的加深整体系统技术的快速发展过程，从而呈现出更加智能化的系统发展方向。即稳定性的、可靠的完善电磁波、雷电的干扰，从而有效的适应各个恶劣的经济环境。采用调频探测器可以有效的加深防护遮挡作用的控制，有效的防止系统遭到破坏。采用合理的设计集成控制系统可以保证合理的时尚控制管理过程，从而有效的加深计算机系统的合理化普及过程，加深更加强大的互联网控制管理，从而实现综合性的智能化住宅管理过程控制。4结语综上所述，采用合理的智能住宅报警集成控制系统可以有效的控制相关数据的有效话检测和控制，保证相关工作状态的检测、管理以及存储。通过对特定问题的情况控制，采用声鸣系统控制整体报警系统，采用时钟数据控制时间状态情况数据的记录，完成综合性的系统化的装置防盗控制系统保证合理化的单片机系统内部主从控制状态的管理，加强综合性的控制，对声音、温度、动作、视频、时间数据以及其他可能参与的相关状态进行合理有效话的监控过程控制，完善综合性的生产生活水平的有效提高，提高快速化的、智能化的住宅报警系统控制管理过程，从而逐步的完善综合性的生产生活控制管理过程的有效实现。建立起良好的住宅环境保护控制系统，加深综合性的报警管理系统控制，实现全方位的，具有较强个性化特征的智能化住宅监控管理系统，加深合理化的防盗报警，实现住宅内部智能化设备控制、计算机电脑远程控制、住宅内部智能数据记载监控管理，从而有效的完善综合性的红外线系统报警控制管理系统，实现各个关键用途设备的合理化管理和控制过程。参考文献：[1]信息产业部电子工程标准定额站.安全防范、道路交通、停车场、住宅小区及楼宇建筑设备监控管理系统安装工程[M].北京:中国计划出版社,2005,0401：5-107.[2]黄继昌,程宝平,王芳,张竹青,李瑞.传感器检测及控制集成电路应用210例[M].北京:中国电力出版社,2012,1101：9-98.[3]台湾欧姆龙股份有限公司FAPLAZA编著小组.OMRON传感器与温度控制器[M].北京:科学出版社;2011,0101：18-116.池作用与生物选择器相似，运行稳定，处理效果良好。4.3运行参数差异较大的应对措施废水处理过程中，经过培养和驯化的活性污泥，对PH和温度的适应范围基本稳定，处理效果良好[5]。因此，必须对进水的PH定期检测，在季节交替、气温骤变时加强对水温的监测，及时掌握其变化趋势，采取有效地处理措施。进水水质不变的情况下，改变MLSS也可以调节污泥负荷。运行中，一般通过SV和SVI掌握污泥的浓度和形状，必要时，调整污泥龄θc。吕矿污水处理厂虽然长期以来运行稳定，且处理效果良好，但是可以将曝气时间适时地做合理的调整，保证微生物溶氧需求的前提下，降低曝气的能量消耗，使污泥更充分的沉淀，提高出水质量。4.4镜检对水质监测的作用镜检的主要监测对象是原生动物，使用显微镜肉眼观察水中的原生动物和后生动物活动情况，可以大致了解出水水质，这在常规检测因特殊原因不能正常运行时，非常实用和可靠，而且投资少，操作方便。原生动物对废水有净化作用，可以吞噬游离的细菌和悬浮颗粒，促进生物絮凝作用，使活性污泥具有良好的沉降性能[6]。它还可以作为污水处理的指示生物。固着型纤毛虫或轮虫出现，则水体自净程度高，污水处理效果好；吸管虫一般在污水处理效果一般时出现；游泳型纤毛虫出现，则污水处理效果较差；鞭毛虫或线虫大量出现，则污水处理效果差；若镜检中观察到胞囊，就可以判断污水处理不正常，必须及时采取措施。此外，浮游甲壳动物中的水蚤，血液中含有血红素，其含量常随环境溶氧含量的高低而变化。水中溶氧含量高，水蚤的血红素含量低；反之，水蚤的血红素含量高。5结语CASS工艺在吕矿污水处理厂运行效果良好，但是对电动闸阀、泵、滗水器、鼓风机等关键动力设备的定期检修和维护还是必须的，为其要求的运行参数提供可靠保障。此外，通过镜检关注微生物相的变化很有必要。导致活性污泥沉降性能下降的原因很多，污泥沉降性能还与碳源、氮源、磷源、生长因子等因素有关，是活性污泥沉降性能的研究方向。参考文献：[1]李志明.CASS工艺处理城市污水[J].广东化工,2011,38(3):168-169.[2]秦俊芳,石玮.CASS工艺水力停留时间的实验研究[J].北方环境,2010,22(1):76-78.[3]秦俊芳,杨晓丽.CASS工艺污泥负荷的实验研究[J].环境科学与管理,2008,33(11):113-114.[4]霍国友,花勇刚.溶解氧对CASS工艺影响的研究[J].山西建筑,2009,35(1