活性污泥池运行中常见的问题

活性污泥池运行中常见的问题(一)污泥膨胀描述污泥膨胀程度的指标有30min沉降比、污泥体积指数和污泥密度指数。大多数污泥膨胀是由于丝状体膨胀，这是由于丝状微生物大量繁殖，菌胶团的繁殖生长受到抑制的结果。丝状体对活性污泥絮体起仲架作用，如果没有足够的丝状体，形成的绒絮不牢固，在曝气池紊动水流的冲击下，容易被破碎成细小的针点体。这时，污泥沉降快，SVI低，但出水混浊，这叫做非丝状体膨胀。当丝状体过多，长出一般絮体的边界而伸入混合液时，其架桥作用妨碍了絮体间的密切接触，致使沉降较馒，密实性差和SVI高，但这时的上清液可能报清。当丝状体存在的数目足以形成适宜的絮体督架而无显著分枝伸入溶液时，絮体大而浓密、沉降性好、SVI低、上清液清净，这叫做非膨胀污泥。以沉使过的生活污水为料液的试验表明，丝状体长度小于107μm／mL者，为非膨胀污泥；反之为膨胀污泥。导致丝状体大量繁殖的原因有：(1)溶解氧浓度曝气池内溶解氧在0.7～2.0mg／L范围内，虽然都可能出现丝状微生物，但在低溶解氧条件下却能生长良好，甚至能在厌氧条件下残存而不受影响。所以城市污水厂的曝气池溶解氧最低应保持在2mg/L左右。(2)冲击负荷如果曝气池内有机物超过正常负荷，污泥膨胀程度提高，使絮体内部溶解氧消耗提高，在菌胶团内部产生了适宜丝状体生长的低溶解氧条件，从而促使丝状微生物的分枝超出絮体，伸入溶液。丝状体的分枝为细菌的聚合和较大絮体的形成提供了延伸的骨架，加剧了氧的渗透困难，从而又导致了内部丝状体的发展。(3)进水化学条件的变化一首先是营养条件变化，一般细菌在营养为BOD5：N：P＝100：5：1的条件下生长，但若磷含量不足，C／N升高，这种营养情况适宜丝状菌生活。其二是硫化物的影响，过多的化粪池的腐化水及粪便废水进入活性污泥设备，会造成污泥膨胀。含硫化物的造纸废水，也会产生同样的问题。一般是加5～10mL/L氯加以控制或者用预曝气的方法将硫化物氧化成硫酸盐。其三是碳水化合物过多会造成膨胀、。其四是有毒重金属的冲击负荷可抑制丝状菌，但不能使丝状菌消失并产生针点絮体，造成出水悬浮物提高和SVI降低。还有pH值和水温的影响，丝状菌灾在高温下生繁殖，而菌胶团则要求温度适中；丝状菌宜在嵝曰肪?pH值=4.5～6.5)中生长，菌铰团宜在pH值＝6～8的环境中生长。解决污泥膨胀的办法因产生原因而异，概括起来就是预防和抑制。预防就要加强管理，及时监测水质、曝气池污泥沉降比、污泥指数、溶解氧等，发现异常情况，及时采取措施。污泥发生膨胀后，要针对发生膨胀的原因，采取相应的制止措施：当进水浓度大和出水水质差时，应加强曝气提高供氧量，最好保持曝气池溶解氧在2mg／L以上；加大排泥显，提高进水浓度，促进微生物新陈代谢过程，以新污泥置换老污泥：曝气池中合碳高而倔碳氮比失调时，投加含氮化合物；加氯可以起凝聚和杀菌双重作用，在回流污泥中投加漂白粉或液氯可抑制丝状菌生长(加氯量按干污泥的0.3～0.4%估计)，调整pH值。(二)污泥上浮(1)污泥脱氮上浮在曝气池负荷小而供氧量过大时，出水中溶解氧可能很高，使废水中氨氮被硝化菌转化为硝酸盐，此过程称为硝化。这种混合液若在二沉池中经脚较长时间的缺氧状态(DO在0.5mg／L以下)，则反硝化菌会使硝酸盐转化成氨和氮气，此过程称为反硝化。反硝化过程中形成的氨重新溶于水，只有氮以气体形式存在于水中。当活性污泥上氮气吸附过多时，由于比重降低，污泥就随气体浮上水面。防止污泥脱氮上浮的办法有：减少曝气，防止硝化出现；及时排泥，增加回流量，减少活泥在沉淀池中的停留时间；减少曝气池进水量，以减少二沉池中的污泥量。(2)污泥腐化上浮在沉淀池内污泥由于缺氧而腐化(污泥产生厌氧分解)。产生大量甲烷及二氧化碳气体附着在行泥体上，使污泥比重变小而上浮，上浮的污泥发黑发臭。造成污泥腐化的原因有：二沉池内污泥停留时间过长；局部区域污泥堵塞。解决腐化的措施是加大曝气量，以提高出水溶解氧含量；疏通堵塞，及时排泥。此外，曝气池结构尺寸不合理，也能引起污泥上浮，主要是污泥回流缝太大，使大量微气泡从缝隙中窜出，携带污泥上浮；还有导流区断面太小，气水分离较差，影响污泥沉淀。(三)污泥的致密与减少污泥体积指数减少会使污泥失去活性。在运行中，虽不及前一问题重要，但也应引起足够重视。引起污泥致密、活性降低的原因有：进水中无机悬浮物突然增多；环境条件恶化，有机物转化率降低；有机物浓度减小。造成污泥减少的原因有：有机物营养减少；曝气时间过长；回流比小而剩余污泥排放量大；污泥上浮而造成污泥流失等。解决上述问题的方法有：投加营养料；缩短曝气时间或减少曝气量矿调整回流比和污泥排放量；防止污泥上浮，提高沉淀效果。(四)泡沫问题当废水中含有合成洗涤剂及其它起袍物质时，就会在曝气池表面形成大量泡沫，严重时泡沫层可高达1m多。泡沫的危害表现为：表面机械曝气时，隔绝空气与水接触，减小以至破坏叶轮的充氧能力；在泡沫表面吸附大量活性污泥固体时，影响二沉池沉淀效率，恶化出水水质；有风时随风飘散，影响环境卫生。抑制泡沫的措施有：在曝气池上安装喷洒管网，用压力水(处理后的废水或自来水)喷洒，打破泡沫；定时投加除沫剂(如机油、煤油等)以破除泡沫。油类物质投加量控制在0.5～1.5mg／L范围内，油类也是一种污染物质，投量过多会造成二次污染，且对微生物的活性也有影响；提高曝气池中活性污泥的浓度，这是一种比较有效的控制泡沫的方法。如果袍沫十分严重，在设计时，应考虑用鼓风曝气式活性污泥法系统。三、活性污泥法运行中需要测定的主要项目(1)反映污泥情况的项目污泥沉降比--最好2～4h测定一次，一般而言，以SV＜30%为好；污泥指数--在标准活性污泥法里，以SVI＝50～150为理想，达到200以上则认为污泥可能膨胀；曝气池混合液悬浮固体浓度MLSS或MLVSS--标准活性污泥法中，通常MLSS＝1500～2000mg/L。生物相的显微镜观察--好的活性污泥在显微镜下看不到或很少看到分散在水中的细菌，看到的是一团团结构紧密的污泥块；不太好的活性污泥，在显微镜下可以看到丝状菌，亦可看到一团团污泥块；很差的活性话泥，则丝状菌很多；鞭毛虫和游动型纤毛虫只能在有大量细菌时才出现；固着型纤毛虫(如钟虫)，存在于有机物很少，BOD5在5～10mg／L左右的废水中；轮虫在水质十分稳定、溶解氧充分时才出现。(2)反映污泥营养的项目属于污泥营养的测定项目有：BOD5；出水氨氮(至少1mg／L)；出水磷(至少1mg／L)；溶解氧(不低于l～2mg／L)；二沉池出水DO不低于0.5mg／L。(3)反映污泥环境条件及处理效果的项目水温、pH值、生化需氧量。化学需氧量、有毒物质。调试过程中遇到的问题及解决方法①污泥膨胀一般体现在两个方面：一是好氧池内的污泥负荷较低，丝状菌的比表面积比菌胶团大，在营养料受到限制和控制的状态下，比表面积大的丝状菌在取得底物的能力方面要比菌胶团微生物强，导致污泥膨胀。解决办法：适当增加进水量、减少好氧池内的污泥量、向好氧池内补加碳、氮、磷。二是好氧池内的污泥负荷较高，很容易造成好氧池缺氧，在缺氧的条件下，有利于丝状菌的优势生长，导致污泥膨胀。解决办法：增加好氧池的污泥浓度、曝气量，适当减少进水量。②沉淀池出现大块污泥上浮，上浮污泥带有淡铁锈色、不臭并附有小气泡，经分析为污泥反硝化所致。解决办法：加大回流比、缩短泥龄、增加污泥负荷、多排泥。在污水生物处理系统中，一种有机物能否得到降解以及降解率高低取决于系统内是否存在相应的能够降解该有机物的微生物及其数量。而系统中相应微生物的存在与否及数量取决于系统的固体停留时间(泥θc)及微生物的比生长速率μi。如果处理系统的θc/μi1，则该有机物在处理系统中得不到降解。θc/μi越大，该有机物的降解率越高。在污水处理系统的进水中存在多种有机物，其对应的降解微生物的比生长速率和降解速率也不同。长泥龄的延时曝气系统正是利用上述原理，使活性污泥微生物生态系统具有生物种类多、稳定性好的特点，强化慢速和难生物降解有机物的去除，从而提高COD和色度的去除率。通过往曝气池中投加铝盐、铁盐或粉末活性炭的方法可提高曝气池对有机物特别是对难降解有机物的去除率。其原理一是絮凝作用，既提高曝气池的污泥浓度和生物滞留性能，又提高了生物种群的多样性；二是吸附作用，直接吸附部分难降解有机物。但对投加铁盐来说，除絮凝作用外，还有增强污泥活性的作用(能提高污泥中的微生物对有机物的降解速率)以及可能转化部分难降解有机物的作用。试验结果表明，生物铁法用于处理难生物降解的印染废水，有机物去除率高于普通活性污泥法，COD去除率提高10%～15%，并且因其MLSS高而具有良好的抗冲击负荷能力，其剩余污泥沉降性能好、含水率低、便于处理。从经济和处理效果上考虑，投加铁盐的生物铁法是首选。微生物的共代谢作用是近几年的最新研究成果，当存在或加入易降解物后，难降解的有机物可与易降解物构成微生物的共代谢关系，从而提高脱色和有机物去除率。投加比例适当时，像活性黑K—BR这种典型的生物难降解染料脱色的时间可缩短一半。共代谢的结果甚至可将部分难降解物在厌氧时也彻底分解。慢速和快速生物降解有机物的水解酸化(发酵)过程有助于形成难降解有机物转化与水解所需的厌氧还原性环境，可提供剩余还原力(NADH+H+)和电子，使芳香族化合物为代表的难降解有机物的可生物处理性得到明显改善，这也是厌氧水解(酸化)能够改善污水可生物处理性的本质原因之一。在实际应用上的另一个重要问题是尽量提高反应器中活性生物浓度、加长污泥泥龄和改善微生物的滞留能力，厌氧活性污泥与生物膜两种生物处理法的结合可较好地完成这一作用在设计中，还设置回流设施，将好氧段的一部分剩余污泥送到厌氧区，增加厌氧区易生物降解有机物的产生能力，以进一步促进厌氧区的生物共代谢作用和厌氧还原作用。在二段好氧池中，增加生物铁法作为备用(投加硫酸亚铁或氢氧化铁)，起增强微生物滞留能力和处理效果的作用。当进水水质发生变化，或污水处理厂所承担的污染负荷高于设计负荷时，在不需改动原有设计的基础上，向好氧池中投加铁盐。由于铁盐对活性污泥的絮凝和催化作用，可提高有机物特别是难降解有机物的色度去除率。活性污泥法是目前城市污水处理厂应用最为广泛的生物处理方法之一。据报道，采用活性污泥法的污水处理厂普遍存在泡沫问题，使得污水处理厂的操作、运行和控制都产生了一定的困难，严重影响了出水水质。对澳大利亚昆士兰州的调查显示，50个采用活性污泥法的污水处理厂中有46个受到不同程度的泡沫问题的影响[1]；美国108家采用活性污泥法的污水处理厂中有56%受到泡沫问题的困扰[2]。法国的调查显示，6013个污水处理厂中有20%受到泡沫问题的长期影响，而采用延时曝气方式的污水厂中更是有87%受到泡沫问题影响[3]。据不完全统计，在我国采用活性污泥法的城市污水处理厂中有近50%出现过不同程度的泡沫问题[4]。泡沫问题已成为近年来活性污泥法运行操作中较为突出的问题。采用活性污泥法处理污水过程中，在曝气池与二沉池内出现的泡沫问题很早就引起人们的关注。早在1969年，Anon就对活性污泥法处理过程中的生物泡沫进行了报道[5]。近30年来，关于好氧生物处理过程中的泡沫形成问题有大量的报道。多数研究者认为，当污泥中微丝菌和诺卡氏菌大量存在时会形成稳定的泡沫[6～8]。然而，对于为何污泥中微丝菌和诺卡氏菌会占优势以及这些菌种是如何形成稳定的泡沫等问题至今仍存在着一定的争议[9]。另外，目前关于活性污泥法处理污水过程中泡沫问题的研究主要集中于曝气池与二沉池泡沫上，对污泥厌氧消化池中发生的泡沫问题的研究则相对较少。本文讨论了活性污泥过程中泡沫的产生原因、引起生物泡沫的微生物、发泡影响因素、泡沫的危害及常用的泡沫控制方法，同时也对污泥消化过程中的厌氧泡沫作了一定的介绍。1活性污泥工艺中泡沫的产生选择性浮选理论能较好地对活性污泥过程中的发泡现象进行解释[10]。曝气系统的连续运行使得曝气池内气液两相得以充分的接触，在液相中产生大量的气泡。进水中带入的或者微生物自身所产生的生