水處理技術: 在活性污泥法城鎮污水處理廠日常運行管理中, 常易出現污泥上浮、活性污泥不增長或減少、產生大量泡沫等問題。這些問題的出現往往反映了曝氣池的運行出了問題, 若得不到及時的解決, 將直接影響系統的處理效果, 甚至直接導致處理系統的失敗。所以, 研究解決常見問題的對策, 對污水處理廠的日常運行管理至關重要。
1 常見問題產生的原因
活性污泥法污水處理廠運行管理中可能出現的問題較多, 但較常出現的有污泥上浮, 活性污泥不增長或減少, 曝氣池產生大量泡沫這 3 類,其出現的原因又不盡相同。
1.1 污泥上浮產生的原因
在活性污泥法的二沉池中, 比較容易產生污泥沉降性能不好, 大部分污泥不沉淀而隨水流出, 或者成塊從池下部浮起而隨水漂走, 極大地影響了出水的水質。這種現象的產生既有管理上的原因, 也有設計考慮不周的原因。從操作管理方面考慮, 二沉池污泥上浮的原因主要有 3 種: 污泥膨脹、污泥脫氮上浮和污泥腐化。
1.1.1 污泥膨脹
正常的活性污泥沉降性能良好, 含水率一般在 99 %左右。當活性污泥變質時, 污泥含水率上升, 體積膨脹, 不易沉淀, 二沉池澄清液減少, 此即污泥膨脹。污泥膨脹主要是由于大量絲狀細菌( 特別是球衣細菌) 在污泥內繁殖, 使泥塊松散, 密度降低所致; 也有由真菌的大量繁殖引起的污泥膨脹。與菌膠團相比, 絲狀菌和真菌生長時需要更多的碳素, 而對氮、磷的要求則較低。在對氧的要求方面, 菌膠團要求較多的氧( 一般至少 0.5mg/L) 才能很好地生長; 而真菌和絲狀菌( 如球衣菌) 在微氧( 低于 0.1 mg/L) 環境中也能較好地生長。所以, 在氧量不足時, 菌膠團將減少而絲狀菌、真菌則會大量繁殖。對毒物( 如氯) 的抵抗力, 絲狀菌不如菌膠團。另外, 菌膠團生長適宜的 pH 值范圍為 6~8, 而真菌則在 pH 值 4.5~6.5 之間生長良好, 所以 pH 值稍低時, 菌膠團生長將受到抑制, 而真菌的數量則可能大為增加。根據我國某污水廠的運行經驗, 絲狀菌在高溫季節宜于生長繁殖, 當夏季水溫在 75 ℃以上時, 常發生污泥膨脹; 而在水溫降低時, 膨脹發生的次數減少。因此, 廢水中碳水化合物較多, 溶解氧不足, 缺乏氮、磷等營養物, 水溫高, pH 值較低等都易引起污泥膨脹。
1.1.2 污泥脫氮上浮
當曝氣時間較長或曝氣量較大時, 在曝氣池中將會發生高度硝化作用而使混合液中含有較多的硝酸鹽 ( 尤其當進水中含有較多的氮化物時) , 此時, 二沉池可能發生反硝化而使污泥上浮。有試驗表明, 若使硝酸鹽含量較高的混合液靜止沉淀, 在開始的 22 min~90 min 內污泥沉降較好, 再以后則會發現由于反硝化作用而產生氮氣, 在污泥中形成小氣泡,使污泥比重降低, 整塊上升, 浮至水面。在例行的污泥沉降比試驗中, 由于只關注污泥 30 min 的沉降性能, 所以往往忽略污泥中可能發生的反硝化作用。
1.1.3 污泥腐化
若曝氣量過小, 污水在二沉池的停留時間較長或二沉池排泥不暢,二沉池可能由于缺氧而腐化, 即污泥發生厭氧分解, 產生大量氣體, 最終使污泥上升。
此外, 除上述操作管理方面的原因外, 構筑物設計不合理也會引起污泥上浮。如對曝氣和沉淀合建的構筑物, 往往會有以下兩點原因會導致污泥上浮: 一是污泥回流縫太大, 沉淀區液體受曝氣區攪拌的影響, 產生波動, 同時大量微氣泡從回流縫竄出, 攜帶污泥上升。二是導流室斷面太小, 氣水分離效果較差, 影響污泥沉淀。
1.2 活性污泥不增長或減少
在活性污泥法污水處理廠的運行管理中, 有時會發生污泥不增長或減少的現象, 其主要原因可能有: 第一, 污泥由于上浮而隨水流出。第二,活性污泥所需養料不足, 尤其是進水中的有機物含量少。
1.3 泡沫問題
在活性污泥法污水處理廠的運行管理中, 有時會發現曝氣池中產生大量泡沫, 其主要原因可能是由于進水中含有大量合成洗滌劑或其他氣泡物質。泡沫的大量產生, 會給污水廠的日常操作管理帶來諸如影響操作環境, 帶走污泥等困難; 當采用機械表面曝氣時, 大量的泡沫還會影響曝氣葉輪的充氧能力。
2 常見問題的技術對策
克服上述問題, 首先必須加強操作管理, 力求嚴格規范操作, 科學管 理, 盡可能做到預防措施到位, 避免問題的出現; 在此基礎上還要做到當 出現問題后, 立即分析原因, 及時正確地加以解決, 避免對污水廠的正常 生產造成損失。
2.1 控制污泥上浮的技術對策
2.1.1 污泥膨脹
預防絲狀菌性污泥膨脹可采取以下一些措施: 一是結合進水濃度和 處理效果, 變更曝氣量, 使有機物和曝氣量維持適當的比例。二是嚴格控 制排泥量和排泥時間。
抑制絲狀菌性污泥膨脹可采取以下一些措施: 一是加強曝氣, 使廢 水中保持足夠的溶解氧( 一般不少于 1 mg/L~2 mg/L) 。二是若進水中含有 工業廢水, 則可能引起 C/N 比的失調。此時, 可根據水質適當投加氮化物 或磷化物。三是在回流污泥中投加漂白粉或液氯以消除絲狀菌, 加氯量 可按干污泥質量的 0.3 %~0.6 %投加考慮。四是調整 pH 值。
2.1.2 污泥脫氮上浮
防止污泥脫氮上浮的措施如下: 一是增加污泥回流量或及時排泥, 以減少二沉池中的污泥量。二是減少曝氣量或縮短曝氣時間, 以減弱硝 化作用。三是減少二沉池進水量, 以減少二沉池的污泥量。
2.2 活性污泥不增長或減少的解決辦法
解決活性污泥不增長或減少有以下 3 種辦法: 第一, 提高污泥沉淀 效率, 防止污泥隨水流出。第二, 加大進水量或投加營養物。第三, 若營養 物少, 則可減少曝氣量, 否則將可能引起污泥的“ 過氧化”; 若營養物多, 則可加大曝氣量, 使活性污泥快速增長。
2.3 控制泡沫的措施
控制泡沫問題可采取如下措施: 第一, 用自來水或處理后的出水噴灑曝氣池水面。此法效果較好, 價格低廉又易于操作, 被廣泛采用。但采用自來水時, 浪費水資源, 采用處理后出水時, 影響操作環境。第二, 投加消泡劑, 如柴油、煤油等。此法效果也較好, 可采用廢機油等, 價格低廉,但投量較多時將污染水體。從節約油量、減少油類物質進入水體造成污染的角度考慮, 應慎用此法。第三, 增加曝氣池中活性污泥的濃度。此法是控制泡沫大量產生的最有效的治本之法, 但在實際運行中可能沒有足夠的回流污泥以加大曝氣池的污泥濃度。
3 結語
在活性污泥法城鎮污水處理廠的日常運行管理中, 由于水質、水量水溫的隨時變化以及微生物生長繁殖條件的變化, 再加上操作不當或設計本身存在缺陷, 都可能引起諸如污泥上浮、活性污泥不增長或減少、氣池中產生大量泡沫等問題, 這些問題的出現將直接影響污水處理廠的正常運行, 嚴重時將導致污水處理廠的處理效果下降, 出水水質變差以至于出水不達標, 使污水處理廠的運行失敗。所以, 在日常運行管理中,應嚴格規范管理, 例行檢測需要測定的項目, 加強預防, 避免問題的出現。當問題出現后, 應及時分析原因, 及早正確而徹底地排除, 以免造成更大的損失。