什么是活性污泥膨胀?污泥膨胀可分为几种?
污泥膨胀是活性污泥法系统常见的一种异常现象,是指由于某种因素的改变,活性污泥质量变轻、膨大、沉降性能恶化,sVI值不断升高,不能在二沉池内进行正常的泥水分离,二沉池的污泥面不断上升,最终导致污泥流失,使曝气池中的MLSS浓度过度降低,从而破坏正常工艺运行的污泥,这种现象称为污泥膨胀。污泥膨胀时,SVI值异常升高,有时可达以上。
污泥膨胀总体上可以分为丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀两大类。丝状菌膨胀是活性污泥絮体中的丝状菌过度繁殖而导致的污泥膨胀,非丝状菌膨胀是指菌胶团细菌本身生理活动异常、粘性物质大量产生导致的污泥膨胀。
污泥膨胀的危害有哪些?如何识别?
发生污泥膨胀后,二沉池出水的SS将会大幅度增加,直至超过国家排放标准,同时导致出水的CODc和BOD5也超标。如果不立即采取控制措施,污泥持续流失会使曝气池内的微生物数量锐减,不能满足分解有机污染物的正常需要,从而导致整个系统的性能下降,甚至崩溃。如果恢复,需要从培养、驯化活性污泥重新开始。
污泥膨胀可通过检测曝气混合液的SVI、沉降速度和生物相镜检来断和预测,而通过观察二沉池出水悬浮物和泥面的上升变化是最直观的方法。对于市政污水处理厂,SVI值在左右,活性污泥的沉降性能最好,SVI超过时,就预示着有可能或已经发生污泥膨胀。在沉降试验时,如果发现区域沉降速度低于0.6m/h,也预示着有可能或已经发生污泥膨胀。生物相镜检时发现丝状菌的丰度逐渐增大,到++级时,预示着有可能发生污泥膨胀,到+++级时,说明污泥已经处于膨胀状态。
曝气池活性污泥膨胀的原因有哪些?解决的对策有哪些?
(1)水温突然降低:对策是设法提高污水温度或降低进水负荷,使微生物逐渐适应低温环境。
(2)p阳值突然降低:对策是对含酸污水及时调整pH值使进入曝气池的污水接近中性。
(3)氮磷等营养物质比例偏低:对策是根据具体情况在进水中投加尿素、磷酸铵、磷酸钾等氮肥和磷肥,提高进水中氮磷等营养物质比例。
(4)有机负荷过高:对策是降低进水有机负荷。
(5)污泥在二沉池停留时间过长:对策是加大剩余污泥排放量,减少污泥在二沉池的停留时间。
(6)曝气充氧量不足:对策是增开风机台数或提高表曝机转速,设法提高曝气池混合液溶解氧含量,对曝气池局部曝气量不足的原因进行检查并予以排除。
(7)有毒有害物质含量突然升高:对策是通过减少曝气池进水量或增加回流污泥量,降低曝气池混合液中有毒有害物质含量到正常范围内。
丝状菌污泥膨胀的原因有哪些?
活性污泥中,丝状菌过度繁殖,会形成丝状菌污泥膨胀。在正常的环境中,菌胶团的生长速率大于丝状菌,不会出现丝状菌过度繁殖的现象,但如果活性污泥环境条件发生不利变化,丝状菌因为其表面积较大、抵抗环境变化的能力比菌胶团细菌强,丝状菌的数量就有可能超过菌胶团细菌,从而导致丝状菌污泥膨胀。引起活性污泥环境条件发生不利变化的因素主要有:
①进水中有机物质太少,曝气池内F/M太低,导致微生物食料不足;②进水中N、P等营养物质不足;③pH值太低,不利于菌胶团生长;④曝气池混合液内溶解氧太低;⑤进水水质、水量波动太大,对微生物造成冲击;⑥进入曝气池的污水“腐化”而含有较多的H2S(>1~2mg/L)时,导致丝硫菌过量繁殖;⑦进入曝气池的污水温度偏高(超过30℃)。
非丝状菌污泥膨胀的原因有哪些?
非丝状菌膨胀是由于菌胶团细菌本身生理活动异常,导致活性污泥沉降性能恶化的现象,可分为两种:
第一种非丝状菌膨胀是由于进水日含有大量的溶解性栅类有把大量的有机物吸入体内,而由于缺乏N、P或D0,就不能作体内进行正常的分解代谢,此时细菌会向体外分泌出过量的多聚制类物质。这些多聚糖类物质由于分子中含有很多羟基而具有较强的亲水性,使活性污泥的结合水高达%以上,远远高于%左右的正常水平。结果使活性污泥呈粘性的凝胶状,在二沉池内无法进行有效的泥水分离及浓缩,因此这种污泥膨胀有时又称为粘性膨胀。
第二种非丝状菌膨胀是由于进水中含有大量的有毒物质,导致活性污泥中毒,使细菌不能分泌出足够的粘性物质,形不成絮体,因此也无法在二沉池进行有效的泥水分离及浓缩。这种污泥膨胀有时又称为非粘性膨胀或离散性膨胀。
曝气池污泥膨胀有哪些控制措施?
1.临时控制措施。
临时控制措施主要用于控制临时原因造成的污泥膨胀,防止出水SS超标和污泥的大量流失,主要方法有絮凝剂助沉法和杀菌法两种。絮凝剂助沉法一般用于非丝状菌引起的污泥膨胀,而杀菌法适用于丝状菌引起的污泥膨胀。①絮凝剂助沉法是指向发生膨胀的曝气池中投加絮凝剂,增强活性污泥的凝聚性能,使之容易在二沉池实现泥水分离。混凝处理中的絮凝剂一般都可以在此时应用,常用的絮凝剂有聚合氯化铝、聚合氯化铁等无机絮凝剂和聚丙烯酰胺等有机高分子絮凝剂。絮凝剂可加在曝气池的进口,也可投加在曝气池的出口,但投加量不可太多,否则有可能破坏细菌的生物活性,降低处理效果。使用PAC时,药剂投量折合三氧化二铝为10mg/L即可。②杀菌法是指向发生膨胀的曝气池中投加化学药剂,杀灭或抑制丝状菌的繁殖,从而达到控制丝状菌污泥胞学药剂,示灭明的杀菌剂如液氯、二氧化氯、次氯酸钠、漂白粉、双氧水等都可以使用。
实际加氯过程中,应由小剂量到大剂量逐渐进行,并随时观察生物相和测定SV值。一般加氯量为污泥干固体重量的0.3%~0.6%,当发现SV/值低于最大允许值或镜检观察到丝状菌菌丝溶解,应当立即停止加氯。投加H2O2对丝状菌有持续的抑制作用,H2O2投加量一般应控制在20~mg/L,过低不起作用,过高会导致污泥氧化解体。
2.调节运行工艺控制措施。
调节运行工艺控制措施对工艺条件控制不当产生的污泥膨胀非常有效。具体方法有:
①在曝气池的进口处投加粘土、消石灰、生污泥或消化污泥等,以提高活性污泥的沉降性和密实性;②使进入曝气池的废水处于新鲜状态,如采取预曝气措施,使废水处于好氧状态,避免形成厌氧状态,同时吹脱硫化氢等有害气体;③加强曝气强度,提高混合液DO浓度,防止混合液局部缺氧或厌氧;④补充N、P等营养盐,保持混合液中C、N、P等营养物质的平衡;⑤提高污泥回流比,降低污泥在二沉池的停留时间,避免在二沉池出现厌氧状态;⑥对废水进行预曝气吹脱酸气或加碱调节,以提高曝气池进水的pH值;⑦利用在线仪表的手段加强和提高化验分析的时效性,充分发挥调节池的作用,保证曝气池的污泥负荷相对稳定;⑧控制曝气池进水的温度,对温度较高的小流量工业废水进行降温处理。
3.永久性控制措施。
永久性控制措施是指对现有曝气处理设施进行改造,避免产生污泥膨胀的因素出现。常用的永久性控制措施是在曝气池前设置生物选择器。通过选择器对微生物进行选择性培养,即在其中创造菌胶团细菌增长繁殖的条件,有效抑制丝状菌的大量繁殖,从而避免生物处理系统丝状菌污泥膨胀的发生。比如好氧微生物选择器就是在回流污泥进入曝气池前进行再生性曝气,减少回流污泥中高粘性物质的含量,使其中微生物进入内源呼吸阶段,提高菌胶团细菌摄取有机物的能力和与丝状微生物的竞争能力,从而使丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀均能得到抑制。为加强微生物选择器的效果,可以在再曝气过程中投加足量的氮、磷等营养物质,提高污泥的活性。