污水处理厂丝状菌膨胀的成因及对策

孔令刚 王岩 大庆石化公司水气厂 163714

污水处理厂丝状菌膨胀的成因及对策

孔令刚 王岩 大庆石化公司水气厂 163714

通过对生化系统发生污泥膨胀前后的运行参数及污泥膨胀可能的原因的研究和分析,认为该系统发生污泥膨胀，主要是由于进水水中的有机物质太少、曝气池内F/M太低引起的丝状菌膨胀。通过调节污泥负荷、溶解氧、泥龄以及加强曝气池的运行管理等运行参数可成功地控制丝状菌引起的污泥膨胀。

丝状菌；污泥负荷；溶解氧；泥龄

自1914年在英国建成活性污泥水处理试验厂以来，活性污泥法已有八十多年的历史。随着生产上广泛应用，对其生物反应、净化机理，特别在运行管理都进行了深入的研究[1]。大庆石化公司化工污水处理厂设计处理能力2.4万m3/d,设计工艺为普通活性污泥法。在某季度的下旬,该化工厂发生了污泥丝状菌膨胀现象,通过对来水水质和影响因素的分析，采取降低污泥负荷、投加消石灰、营养盐等措施来控制污泥膨胀[2],十几天后该污泥系统膨胀现象消失，逐渐恢复正常。

1、相关参数分析

1.1 进水状况

该厂处理的污水主要来自于化工厂含油污水、洗槽装置废水、厂前废水、丙烯腈、废碱液、电厂废水、塑料厂污水等工业废水。其中，主要含有乳化油、OH-、不饱和烃类以及一些较难降解的悬浮物和有毒物质。污泥膨胀期间来水BO D5值极低，平均值263mg/L，且波动幅度较大，水温在20～25℃之间。pH值保持在8.0左右。

1.2 曝气池参数

（1）污泥浓度：该厂某月份一段时间内该污水处理厂污泥浓度大部分处在较高的范围,维持在7300mg/L左右 ,最高值达18000mg/L，可见污泥膨胀到如此大的地步。（2）污泥负荷（F/M）：污泥负荷基本都在0 .1kgBOD/(kgMLS S·d)以下,最低曾达到0.02kgBOD/(kgMLSS·d)。通常生化系统的污泥负荷基本在0 .1～0.5kgBOD/(kgM LSS·d)。（3）污泥龄：9～11d，泥龄过长,表明污泥已部分老化,抗冲击能力差。（4）该月生化系统溶解氧普遍偏低,平均在1.8mg/L以下。（5）污泥沉降比（SV）：最高达36%（正常范围为15%～30%），说明污泥沉降性能变差。（6）污泥指数： SVI的平均值在250左右。可以看出污泥即将发生膨胀。（7）沉淀池反映现象。在沉淀池池面上先出现零散的片状上浮污泥,并陆续蔓延至全池,该上浮污泥呈浅褐色,伴有大量细微泡沫,不易打散,加水稀释搅拌后仍不沉淀,无异常气味。出水较为浑浊。（8）曝气池池面有细微的暗褐色泡沫,从污泥沉降中,发现絮凝体沉速变慢,活性污泥的压缩性能变差。污泥容积指数急剧上升,缺氧段漂浮大量深褐色污泥,致使溶解氧测定无法进行。回流污泥面上由于搅拌产生的气泡大(乒乓球大小),且不易破碎。

1.3 微生物镜检

在进行微生物观察时,发现大量的菌丝伸出菌胶团,菌丝形状稍弯,无分枝,长度在50～200μm之间,直径在0.7～1.4μm之间,菌丝上有部分附着物,内有横隔,污泥结构变差,其它指标微生物数量很少。

2、污泥膨胀成因及性质分析

2.1 污泥膨胀产生的研究理论

1）.来水水质因素：主要包括:①污水腐化；②营养物缺乏。

2）.环境因素：主要包括:①流量变化大,产生较大的水力冲击负荷；②适宜水温在25～30℃之间。

3）.运转条件因素：主要包括:①污泥负荷偏低,小于0.1kgBOD/(kgMLS S·d)②低溶解氧,小于1mg/L；③污泥龄长,传统活性污泥龄超过7d。

2.2 污泥膨胀成因及性质

从生物镜检可知,该污水厂的污泥膨胀是就是由于污泥负荷低、溶解氧浓度高诺卡氏菌膨胀导致的。由分析可知,此次膨胀是由来水营养物缺乏,进而导致污泥负荷偏低[小于0.1kgBOD/(kgMLSS·d)] ,污泥龄过长(9d),正常微生物溶解氧过底，食料缺乏,缺少活性,而丝状菌过度繁殖造成的。根据丝状菌菌丝长度,认为此次污泥膨胀属中度膨胀。

3、控制措施及变化过程

3.1 控制措施

（1）缩短污泥龄：主要是通过加大剩余污泥排放量来实现,由原来的每天排6000 m3加大到13000m3,回流比仍控制在50%,使污泥龄由9d左右缩短到5d左右,从而加快活性污泥更新速度。（2）提高污泥负荷：由于加大了剩余污泥排放量,必然导致曝气池污泥浓度降低,由原来的7300m g/L左右,降到6000mg/L左右,从而有效地提高了污泥负荷,从原来的0. 1kgB OD/(kgMLSS·d)以下,提高到0 .25kgBOD/(kgMLSS·d)以上。（3）降低溶解氧：从原来1500m3/min的供气量调整至2500m3/min的供气量,使溶解氧由原来的1.8mg/L降至2.5mg/L。（4）补充N、P等营养盐：向曝气池的前端按C ：N ：P=100：5：1的比例投加磷酸氢二钠和尿素。（5）向曝气池里投加适量的粘土和消石灰：在曝气池的入口处投加粘土和消石灰，以提高活性污泥的沉降性和密实性。

3.2 采取控制措施后变化过程

（1）污泥浓度变化：污泥浓度由原来的7000mg/L左右降至4000～6000m g/L之间。（2）污泥负荷及泥龄变化：从0. 1kgBOD/(kgMLSS·d)逐步上升到0.25kgBOD/(kgML SS·d)左右,之后达到0. 35kgBO D/(kgMLSS·d)。采取措施后，污泥龄一直控制在5～6d左右。（3）溶解氧变化：曝气池溶解氧在污泥膨胀期间普遍偏低于 2.0mg/L以下,在污泥发生膨胀后由于池面漂浮大量污泥,致使无法测定溶解氧值,恢复后在2.5mg/L左右。（4）沉降比变化：污泥沉降比从最高40%左右,稳定到22%左右。（5）污泥指数变化：从污泥膨胀的过程中可以看到，在膨胀高峰期,污泥指数突然上扬到239mL/g以上,之后随着控制措施的作用,呈现缓慢下降趋势,至正常时保持在50mL/g左右。（6）污泥症状：大量暗褐色泡沫,不易破碎,易堆积,表明污泥膨胀仍在惯性发生,上述相关工艺调整过后,暗褐色泡沫明显减少,这与曝气池M LSS降低有直接关系。

4. 结论

（1）通过对生化系统的污泥膨胀的现象和调整措施判断得出两个参数对于污泥膨胀发生趋势的提前判断非常重要:一个就是污泥负荷是否连续两周以上时间维持在0.1kgBOD/(kgMLSS·d)以下,另一个就是污泥指数是否连续两周以上保持上升趋势,两者要同时参考以及曝气池和沉淀池的表象观察。（2）通过观察和调整，对污泥膨胀的控制措施不会立刻见到效果,而是有一定滞后期,该滞后期为污泥龄(9天)的2倍时间。污泥膨胀控制措施见效后的治愈期(1.5倍泥龄)应快于其滞后期(2倍泥龄)。（3）利用生物镜检对判断污泥膨胀类型办法简洁高效。以上结论仅供污水处理单位的普通污泥运行管理方面参考。

[1] 徐亚同，等.废水生物处理的运行管理与异常对策[M].北京：化学工业出版社.2004：91-91.

[2] 纪轩，等.废水处理技术问答[M].北京：中国石化出版社.2003：166-166.

[3] 张自杰，等.活性污泥生物学与反应动力学.北京：中国环境科学出版社.1989：32-33.

[4] 顾夏声，等.水处理微生物学.北京：中国建筑工业出版社.2000：107-108.