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低温非丝状菌污泥膨胀的机理特征分析及对污水处理的影响

2018-07-03 14:32:02来源:发酵环保化工知识圈浏览:评论:0

  污泥膨胀分为丝状菌污泥膨胀和非丝状菌污泥膨胀,非丝状菌污泥膨胀又分为菌胶团污泥膨胀和菌胶团解体污泥膨胀。低温非丝状菌污泥膨胀属于菌胶团污泥膨胀。

  1 机理特征分析

  在低温的环境中,微生物活性变差,在其代谢过程中不能将废水中有机物完全氧化 降解,而以多糖类高粘性物质储存起来,并形成菌体外高粘性物质覆盖和积累,一是由于这种高黏 性代谢产物分子中具有许多氢氧基,与水的结合力很强,呈亲水性, 是一种非常稳定的亲水凝胶体,使得活性污泥不易与水分离;二是菌体外覆盖 的高粘性代谢物能吸附生化曝气产生的细小气泡,使其密度变小,沉降性变差,是造成低温非丝状菌活性污泥膨胀的主要因素。

  2 对污水处理的影响

  实践经验,污泥膨胀程度轻时,二沉池泥位上升,可以看到清晰的泥水界面,上清液非常清澈,处理水质优良;膨胀情况较重时, 二沉池 在进水水量高峰时段出现污泥随出水流失,造成出水COD、SS、TP浓度等超标现象;膨胀情况严重时,二沉池停留时间不能满足泥水分离需要,大量污泥随出水流失,造成出水COD、SS、TP浓度等超标,系统运行瘫痪。

  3 低温非丝状菌污泥膨胀的判断

  低温非丝状菌活性污泥膨胀通常在我国北方污水处理厂冬季生化系统水温低于12℃时发生, 随着生化系统水温下降, 污泥膨胀程度愈加严 重,膨胀严重的SVI值能达到 400mL/g左右。 随 着气温的回升, 当生化系统水温达到15 ℃以上时, 污泥膨胀情况逐渐转好; 水温达到17℃以上时, 污泥膨胀现象会在3 ~ 5d内自动消失。

  观感特征

  生化系统活性污泥沉降性能下降,污泥颜色异常,颗粒虽大但很松散,碰之易碎。

  镜检特征

  低温非丝状菌污泥膨胀镜检可见:菌胶团颗粒较大但结构松散, 存在钟虫、累枝虫、轮虫等指示 性微生物。丝状菌很少,甚至看不到。与非丝状菌菌胶团解体污泥膨胀的显着区别是:轮虫数量的差异发生菌胶团解体污泥膨胀时,由于细菌脱离菌胶团的保护处于游离状态,使得轮虫获得更多的食物而大量繁殖,因此镜检可以看到轮虫数量较正常活性污泥明显增多,成为优势种群;而低温非丝状菌污泥膨胀与正常活性污泥镜检可见的轮虫数量基本差不多。

  沉降比特征

  在相同污泥浓度下,当发生污泥膨胀时测得SV30、SVI值比正常活性污泥偏高50%~300%不等。泥水难以分离,絮凝沉淀历时长,污泥面成层 沉降速度非常低,上清液稀少但很清澈,COD、氨氮等各项指标均处于达标状态。做沉降比试验时,透过量筒壁可以看到污泥颗 粒有吸附气泡的现象,SVI值越高,吸附气泡的污泥颗粒越多、越普遍。沉淀一段时间后可以看到被污泥吸附的气泡有重新释放的现象, 当轻轻敲动筒 壁释放更加明显, 沉淀30min后轻轻搅动沉淀污泥有更加明显的气泡释放,待其再次沉降30min后测得SV30值较前有所下降。

  控制措施

  1 改善活性污泥组成结构

  正常的活性污泥是由大量微生物群体构成的黄褐色絮凝体, 具有良好的沉降性能, 易于沉淀分离,比水略重,与水的相对密度介于1.002 ~ 1.006之间。 其主要有4部分物质组成: ①具有代谢功能活性的微生物群体;②微生物代谢的残留物;③原污水带入的难降解的惰性有机物; ④污水带入的无机物质。 从活性污泥组成来看,无机物质所占比例大小直接影响其密度,因此,通过采取物化方法适当提高无机物质比例, 改善活性污泥组成结构可以提高其沉降性能。

  2 利用原污水中无机物质

  根据实践经验,对于设置初沉池一沉池或者曝气沉砂池的污水处理厂,进水管路设计具备 超越上述处理单元的,采取超越方式直接将原污水 引入生化系统;对于不具备超越条件但该处理单元 是有平行多组组成的,可以采用减少投入运行组数 提高该处理单元的运行负荷,缩短水力停留时间提高水流速度的方式,尽可能地将原污水中密度大的无机物全部带入生化系统, 增加活性污泥中无机物质成分比例,以提高污泥沉降性,可以有效控制SVI值在200mL/g以下的污泥膨胀。

  投加混凝剂

  通过投加铁盐或铝盐利用混凝作用提高活性污泥的压实性提高污泥密度,可以有效地控制污泥膨胀,

  优点是见效快;缺点是需要连续投加药剂,运行成本高。

  药剂选择:三价铁盐优于铝盐, 因为三价铁盐是微生物的营养盐, 有利于微生物的生长。

  投加方式:液态投加,将固体或液体铁盐溶解或稀释至6% ~ 10%(铁盐的有效质量分数)。

  投加点:生化系统泥水混合液排放口至二沉池入口之间,需要满足药剂与混合液充分反应的时间及水力搅拌条件。

  投加量:先在实验室通过小试初步确定药剂投加量, 药剂投加24h后根据投加效果进一步精确控制药剂投加量。

  实践证明当MLSS质量浓度在4000mg/L, SVI值在400mL/g左右, 三价铁盐有效投加量在10 ~ 15mg/L时, 可将SVI值降至150mL/g, 基本能实现生化系统的正常运行。

  3 投加黄土等稳定无机物质

  通过投加黏土\硅藻土等稳定无机物可以改变活性污泥的组成结构,提高无机物质比例,增大污泥颗粒密度,改变污泥压实性,达到控制污泥膨胀目的。优点是运行成本低;缺点是投加量大,需要连续投加药剂,投加过量会影响污泥活性。

  黄土的选择:不含或少含砂子、石子,与水混合后易形成泥浆的黄土。

  投加方式:过筛后固体投加即可。

  投加点:细格栅前,可以实现细格栅对其中大 块物质的清理,又能达到污水对黄土的混合均匀效果。

  投加量:先在实验室通过小试初步确定黄土投加量,投加24h后根据投加效果进一步控制确定投加量。

  4 控制适当的MLSS

  SVI值相同时,MLSS越高SV30值越大,反映相同的工况下二沉池的污泥泥位就越高, 为保证生化系统正常运行要求污泥外回流比就越大。

  因此,在满足生物硝化反应完全及对有机碳的去除所需生物量和污泥龄的条件下, 尽量控制生化系统较低的污泥浓度。一般工艺冬季MLSS质量浓度控制在2500mg/L(如果为控制污泥膨胀投加黄土等稳定无机物,则要扣除投加无机物部分对MLSS 的贡 献值)左右, 污泥龄控制在12d左右即可达到工艺要求。

  5 控制均匀稳定的进水量、 回流比

  稳定的进水量和回流比不仅是控制生化系统相对稳定的运行负荷、适中的DO、 MLSS、 ORP等工艺参数, 使活性污泥保持高效活性的先决条件,更是二沉池高效稳定运行的保证。二沉池污泥流失仅在每天进水高峰或回流量突然大幅度降低的时段发生,其原因是污泥膨胀使得二沉池泥位已上升到工艺设计的上限,当进水发生明显增加或回流量大幅度减少时, 二沉池水力条件的变化破坏了已形成的稳定状态,泥位随进水量增加而上升,超过了出水堰口的高度致使污泥随出水流失。经验证明在系统 运行负荷达到70%以上,污泥膨胀的SVI值介于150 ~ 200mL/g时, 通过控制系统稳定的进水量和回流比就可以保持系统正常运行。

  6 控制曝气量

  由于低温非丝状菌污泥膨胀时菌体外覆盖高粘性物质会吸附曝气气泡,使得活性污泥的沉降性更差,因此在满足硝化反应所需总氧量的情况下合理控制好氧区曝气强度区域,在距离内回流和混合液由好氧区排向二沉池点的水流相反方向的一定距离内关闭或减小曝气量,尽量减少污泥对气泡的吸附。该段如果装有推流或搅拌器可以将其开启,搅动活性污泥促进污泥对已吸附气泡的释放,可以有效降低污泥膨胀程度。

 

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