SBR运行中污泥膨胀的发生原因分析朱其兆

第l卷第3期2005年9月长春理工大学学报(综合版)Cl翻创(;CHUNUN氏下Rsn飞oFSCIENCEAND兀CHNO以犯Y(Vocatioxialedtleation硒6on)Vol.1No.SepZ(X)5SBR运行中污泥膨胀的发生原因分析朱其兆(常州工程职业技术学院应用化学系,江苏常州213164)摘要:介绍了活性污泥法中污泥膨胀的常见原因;BSR工艺中污泥膨胀的原因以及控制对策。关键词:污泥膨胀;BSR工艺;丝状菌中图分类号:N39文献标识码:A一、污泥膨胀的原因及类型污泥膨胀是指活性污泥沉降性能恶化,污泥指数(VS)I不断升高,沉淀池污泥面不断上升,致使出水浑浊,污泥流失,曝气池污泥浓度降低,从而破坏污水处理系统正常运行的现象「1〕。污泥膨胀根据其原因不同可分为丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀,而实际运行中的污泥膨胀有95%以上属于丝状菌过量增殖引起的丝状菌膨胀,非丝状菌性膨胀在生产实践中比较少见。1.丝状菌膨胀丝状菌的比表面积大、沉降性能差,一般情况下在污水处理系统中丝状菌与正常的菌胶团细菌竞争中不占优势,但在特定条件下丝状菌过度繁殖而引起污泥膨胀。丝状菌的生理特性是:耐低营养、耐低氧、适合于高C/N的废水,所以丝状菌膨胀的发生主要与下列因素有关:(l)废水水质许多专家认为这是造成丝状膨胀的最主要因素。含溶解性碳水化合物的废水常发生由浮游球衣菌引起的丝状膨胀,含硫化物高的废水常发生由硫细菌引起的丝状膨胀。一般污水中碳水化合物较多,缺乏氮、磷等养料也易发生丝状膨胀。含溶解性碳水化合物高的废水往往引起了污泥沉降性能的恶化,导致污泥膨胀。(2)污泥负荷一般污泥负荷Ns偏高时,如0.5kgBODS/(k娜兀另s.d)以上,VSI急剧增加,在超过最大值之后,又逐渐降低;NS偏低时,VS工也会大幅度增加。也就是说,污泥负荷过高或过低都有可能会引起污泥膨胀,实践中可以通过对活性污泥的浓度来对SVI进行某种程度的调节。(3)溶解氧(DO)浓度当曝气量不足、溶解氧浓度偏低时,易发生丝状菌性膨胀。丝状菌比菌胶团细菌有更高的溶解氧亲和力和忍耐力,因此在低氧条件下丝状菌胶团细菌对氧有更强的竞争力。但DO浓度过高不仅造成动力浪费,而且易使污泥老化解絮,出水悬浮物ESS增加,ESS每增加10111岁L,出水的下列指标将会平均上升:BO6D.1nlg/L,COD14.2lT叮L,NTI·Zmg/L厂n气〕.2mg/L仁2]。2.非丝状菌性膨胀这种膨胀是由于菌胶团细菌活动异常,细菌外面包有粘度极高的粘性物质,污泥表面含有大量结合水,导致活性污泥沉降性能的恶化。发生膨胀时VSI值很高,污泥很难沉淀、压缩,但处理效能仍很高,上清液清澈。非丝状菌膨胀主要发生在废水水温和溶解氧含量较低而污泥负荷过高时。污泥负荷高,细菌吸收了大量营养物,但由于温度低、溶解氧浓度低,代谢速度较慢,有机物来不及代谢,就积蓄起大量高粘性的多糖类物质,这使污泥的表面附着水大大增加,VSI提高,导致污泥膨胀,通过显微镜镜检几乎没有丝状菌存在。二、SBR工艺中的污泥膨胀SBR法由于其间歇式的进水和反应方式,在时间上存在着很高的基质浓度梯度,类似于推流式曝气池,因而能有效地抑制丝状菌的生长繁殖,被认为是最不易发生污泥膨胀的活性污泥工艺。但刘大鹏等在土豆食品加工废水处理的BSR工程实例「3」、王福珍在BSR法实验中均发现污泥膨胀的现象〔4〕。为此,笔者在实验室中进行了BSR工艺实,作者简介:朱其兆(1974.11)男,江苏泅阳人,工学学士,讲师,从事环境保护教学与科研。第3期朱其兆:SBR运行中污泥膨胀的发生原因分析121验以考察污泥负荷、DO等因素对污泥性能的影响。实验方法及结果以本单位食堂污水为水样,在有效容积为0.lm3的曝气池中按照SBR方式连续运行一个月,每个运行周期为8小时:进水o.hs,曝气h5,沉淀h2,闲置o.hs,实验过程中通过调节原水的稀释倍数调节污泥负荷、改变供气量调节DO的方式进行考察。实验发现:1.在负荷Ns为0.2一O.4kgCOD/(kgM巧s.d),DO4一6.2nlg/1运行一段时间后,虽未发生明显的污泥膨胀,但VSI由120上升至17511方g,通过显微镜检查发现丝状菌数量不断增加,污泥沉降性能恶化,出水中ESS增加,平均达60n娜L。笔者分析其原因,认为在低负荷下混合液中营养物浓度长时间都很低,尤其是在沉淀和闲置阶段,由于缺少足够的营养物,并且较高的DO水平,使絮状菌的生长受到抑制,而丝状菌具有较大的比表面积,耐受低营养,在此条件下其生长速率高于絮状菌,从而不断繁殖,活性污泥SVI升高,沉降性能恶化。2.在负荷Ns为0.8一l.6k酮OD/(kgMI上石.d)条件下运行一段时间后发现,活性污泥VSI下降至105一114ml/g,沉降性能改善,出水ESS较少,处理效果良好。分析认为较高负荷有利于絮状菌的增殖,丝状菌在竞争中受到抑制,污泥沉降性能得到改善。3.在负荷Ns为0.8一1.6k邪OD/(kgMI另s.d)条件下运行一段时间后由于曝气头堵塞,供氧能力下降,Do水平在反应的初始阶段仅为111娜L左右,发现污泥vSl升高至150nd/g左右。分析认为,高负荷下由于耗氧速率(OU)R提高,而供氧能力下降,使DO浓度在反应初期较低,而丝状菌能耐受低DO,因而在竞争中居于优势,导致VSI升高。三、结论(1)sBR工艺由于其本身的特点一般不会发生污泥膨胀,但在一定条件下,尤其低负荷条件下,耐受低营养的丝状菌容易繁殖而发生膨胀。(2)相对较高的负荷能抑制丝状菌的繁殖。(3)较高的负荷条件下,DO成为污泥膨胀的控制性因素,应保持较高的DO水平以抑制丝状菌的繁殖。只要充分认识到丝状菌与絮状菌的生理差异,控制好负荷以及DO,BSR工艺的污泥膨胀问题完全可以解决。参考文献:[l]王凯军.活性污泥膨胀的机理与控制〔M].北京:中国环境科学出版社,1992:19一31.〔2〕上海环境保护局.废水生化处理〔M].上海:同济大学出版社,l性联〕:195一196.〔3〕刘大鹏等.SBR处理废水中的污泥膨胀与控制〔J」.环境工程,2X()3,21(5):17一18.[4]王福珍污泥膨胀问题与序列间歇式活性污泥法〔J].中国环境科学,1995,15(2):131一134.AcitvatedSludgeBulik雌inSBRProcessZhUOIZhaoAbS住.ct:hTen句or~causignslu妙bulkigneausi嗯sludgebulki嗯inSBRpcoressandsolutionsKey解.rds:slu妙bu加gn;sBRpcoress;m一oust~int戏xluede.nAexpe~tawsdoneotifdnhet~othtepobrlenl.1〕aeetira