淺析氧化溝污泥膨脹產(chǎn)生大量泡沫的工藝控制

重慶三峽水務(wù)長(zhǎng)壽排水公司　　 陳衛(wèi)民

　　內(nèi)容提要：改良型氧化溝工藝的污水處理廠具有管理方便，流程簡(jiǎn)單，處理水質(zhì)良好及工藝穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此近年來(lái)得到迅速發(fā)展，被越來(lái)越多的城市和地區(qū)所采用。雖然改良型氧化溝為了預(yù)防污泥膨脹在進(jìn)水端增加厭氧生物選測(cè)器，即厭氧池，但是與其它活性污泥法工藝類(lèi)似，也同樣存在一直困擾人們的最大難題——污泥膨脹產(chǎn)生褐色泡沫現(xiàn)象。本文根據(jù)長(zhǎng)壽污水處理廠污泥膨脹產(chǎn)生褐色泡沫現(xiàn)象的發(fā)生和解決的實(shí)際過(guò)程，總結(jié)了采用加藥控制和厭氧悶曝工藝控制兩種方法的經(jīng)驗(yàn)，以供氧化溝有類(lèi)似問(wèn)題的其它污水處理廠參考。
　　關(guān)鍵詞：改良型氧化溝、污泥膨脹、絲狀菌

　　長(zhǎng)壽排水公司余家灣污水處理廠采用改良型氧化溝工藝，該工藝是在卡式氧化溝基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改良的一種工藝。缺氧區(qū)進(jìn)水，高氧區(qū)出水，最顯著的特點(diǎn)是在進(jìn)水端增加厭氧池。2006年3月17日，長(zhǎng)壽污水處理廠發(fā)生很?chē)?yán)重的氧化溝污泥膨脹產(chǎn)生褐色泡沫現(xiàn)象，整個(gè)氧化溝池面全是棕褐色泡沫，厚度大概20公分，溝中活性污泥SVI達(dá)200左右，鏡檢發(fā)現(xiàn)絲狀菌大量繁殖(絲狀菌豐度至F級(jí))，氧化溝內(nèi)污泥沉降比達(dá)90左右，污泥絮體非常松散，沉降性能極差，整個(gè)活性污泥系統(tǒng)完全崩潰，二沉池出水已變?yōu)辄S色。事故發(fā)生后，我司及時(shí)向總公司進(jìn)行了匯報(bào)，并在總公司的指導(dǎo)下對(duì)事故進(jìn)行了處理，現(xiàn)將事故處理情況向各位領(lǐng)導(dǎo)及同仁交流如下：

圖1

圖2

圖3

圖4

一、污泥膨脹產(chǎn)生褐色泡沫的原因分析

　　造成污泥膨脹產(chǎn)生泡沫的因素很多，據(jù)有關(guān)資料介紹至少有與近30種不同的絲狀菌和一系列的環(huán)境與操作因素（溫度、PH值、營(yíng)養(yǎng)物、負(fù)荷、DO、沉降比、污泥指數(shù)、泥齡等）有關(guān)，所以必須根據(jù)實(shí)際情況找準(zhǔn)污泥膨脹產(chǎn)生褐色泡沫的主要原因，有針對(duì)性地改變環(huán)境條件，才能有效控制污泥膨脹產(chǎn)生的褐色泡沫。
　　通過(guò)對(duì)系統(tǒng)崩潰前的進(jìn)水量、水質(zhì)、PH、DO、污泥濃度、污泥指數(shù)、污泥負(fù)荷、泥齡等進(jìn)行分析，認(rèn)為是由于我司在冬季長(zhǎng)期采用低負(fù)荷運(yùn)行，造成污泥膨脹。理論依據(jù)是低負(fù)荷說(shuō)，低負(fù)荷說(shuō)認(rèn)為，當(dāng)污泥處于低負(fù)荷或極低負(fù)荷時(shí)，絮凝體中的菌膠團(tuán)細(xì)菌得不到足夠的營(yíng)養(yǎng)，而交織與絮凝體中的球衣菌卻形成長(zhǎng)長(zhǎng)的絲狀體從絮粒中伸出來(lái)，以增加表面積，充分吸收環(huán)境中的營(yíng)養(yǎng)，因絲狀體的伸出，造成絮粒架空，以至比重減輕，沉降困難，造成污泥膨脹。具體表現(xiàn)在污泥濃度高4000mg/l以上，污泥沉降比高80-90，污泥指數(shù)高達(dá)170-180，最高時(shí)達(dá)220左右，負(fù)荷經(jīng)常保持在0.06左右，最低時(shí)達(dá)0.04，由于2月15日晚和3月11日晚兩次下大雨進(jìn)水量突增，這個(gè)外因造成污泥負(fù)荷極劇上升，污泥濃度從4000mg/l左右，下降至2900mg/l，污泥負(fù)荷達(dá)0.2以上，依據(jù)沖擊負(fù)荷說(shuō)：即當(dāng)負(fù)荷突增時(shí)，活性污泥法系統(tǒng)中原有的正常運(yùn)行狀態(tài)遭到破壞，污泥中原有的生態(tài)體系失去平衡，生物相發(fā)生變化。這種情況下，絲狀微生物往往易于適應(yīng)，快速恢復(fù)活性，而得到大量繁殖，從而在氧化溝液面產(chǎn)生大量褐色泡沫，最多時(shí)幾乎要到人行道上。因此，氧化溝產(chǎn)生大量泡沫的原因是長(zhǎng)期的低負(fù)荷運(yùn)行，造成污泥膨脹，外加水量沖擊，絲狀菌大量繁殖造成的。

表1

二、污泥膨脹產(chǎn)生泡沫的控制

　　根據(jù)我司氧化溝污泥膨脹產(chǎn)生褐色泡沫的現(xiàn)狀，采用了加藥臨時(shí)控制和厭氧悶曝工藝控制兩種方案，具體實(shí)施如下：
1、投加Ca(OH)₂-絮凝劑法
　　3月18日上午在龐博和曹工的指導(dǎo)下,我們決定對(duì)2#氧化溝系列采用投生石灰和絮凝劑來(lái)控制氧化溝內(nèi)因污泥膨脹產(chǎn)生的褐色泡沫,投生石灰是為了殺死活性污泥中的絲狀菌（利用絲狀菌不能在堿性環(huán)境中生存的原理），投絮凝劑是為了增加活性污泥的沉降性能。首先做小試,確定生石灰和絮凝劑投加量,取2#氧化溝內(nèi)混合液1000ml,首加0.1g生石灰,測(cè)PH值為7.7,再加0.1g生石灰攪拌,測(cè)PH為8.3,小試后確定每升混合液中加0.2g生石灰,換算為每方0.2kg;然后向混合液中加1.5‰的絮凝劑從0.1ml開(kāi)始加至0.5ml時(shí),混合液的泥水分離較好,上清液變清亮,換算為每方混合液加1.5‰的絮凝劑0.5 kg。

表2

　　3月18日2#氧化溝停止進(jìn)水,照小試應(yīng)對(duì)氧化溝投生石灰1.2噸(0.2 kg/m³×6000 m³=1.2噸)。實(shí)際投加1.5噸，將PH調(diào)至8.03，然后加90kg高聚鐵將PH調(diào)至中性，然后加1.5‰絮凝劑溶液1噸；3月19日觀察氧化溝內(nèi)泡沫明顯減少，然后將2#二沉池污泥回流至2#氧化溝，再加生石灰將PH調(diào)至8.0-8.5，然后加1.5‰絮凝劑，如此循環(huán)直至氧化溝泡沫消失，從我們的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看最多投藥三天即可消除溝內(nèi)泡沫，這個(gè)步驟的關(guān)鍵是PH要調(diào)至8-8.5，才能將絲狀菌殺死（混合液PH值低于6.0時(shí)，有利于絲狀菌生長(zhǎng)，而菌膠團(tuán)的生長(zhǎng)受到抑制，PH值低于4.5時(shí)，真菌將完全占優(yōu)勢(shì)，原生動(dòng)物大部分消失），投絮凝劑是為提高活性污泥的沉降性能，但不宜超過(guò)小試總量(6000x0.5=3噸)。
　　氧化溝內(nèi)泡沫消除之后，逐步加大進(jìn)水量，第一天進(jìn)水不宜超過(guò)100m³/h,以后逐步增加，觀察氧化溝內(nèi)是否再產(chǎn)生泡沫，如一次進(jìn)水量過(guò)大，超過(guò)500m³/h溝內(nèi)又將產(chǎn)生大量泡沫，前面的努力將付之東流，在投藥和進(jìn)水時(shí)，均應(yīng)兩小時(shí)一次測(cè)PH值和鏡檢，觀察污泥的生物相、絲狀菌是否減少(絲狀菌至減少到C級(jí))、污泥結(jié)構(gòu)是否松散等。
　　對(duì)氧化溝內(nèi)投生石灰、絮凝劑只是一種臨時(shí)性的控制措施，待開(kāi)始進(jìn)水之后，還是只有加強(qiáng)脫泥，降低溝內(nèi)MLSS，才能根本控制污泥膨脹產(chǎn)生的褐色泡沫。
2、厭氧悶曝法
　　3月18日晚開(kāi)始1#氧化溝停止進(jìn)水，厭氧兩天，待氧化溝內(nèi)有大量死污泥上浮之后，測(cè)PH值為7.6，然后推流器和三臺(tái)曝氣機(jī)全開(kāi)，開(kāi)始悶曝氣時(shí)將1#二沉池污泥回流至1#氧化溝，悶曝時(shí)60小時(shí)后，氧化溝內(nèi)污泥變?yōu)樽攸S色，測(cè)溝內(nèi)混合液的PH為7.43、混合液上清液COD為57.39、污泥鏡檢，絲狀菌為C級(jí)，觀察溝內(nèi)泡沫基本消除之后，開(kāi)始進(jìn)水，進(jìn)水仍然是第一天進(jìn)水150m³/h,然后逐步加大，直至恢復(fù)正常進(jìn)水。
　　此種方法的關(guān)鍵是：首先氧化溝內(nèi)污泥厭氧要徹底，必須見(jiàn)有大量死污泥上浮之后才可進(jìn)行曝氣(原理是在厭氧條件下污水中的有機(jī)物經(jīng)大量微生物的共同作用，被最終轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨，因氨是堿性，它使混合液的PH值升高，抑制了絲狀菌的生長(zhǎng))；其次，必須觀察溝內(nèi)污泥變成棕黃色，鏡檢絲狀菌豐度等級(jí)為C級(jí)之后才可進(jìn)水；最后，進(jìn)水必須逐步增加。
　　進(jìn)水一次超過(guò)600m³/h,溝內(nèi)又將產(chǎn)生大量泡沫，鏡檢絲狀菌一下只會(huì)從B級(jí)長(zhǎng)到D級(jí)，如出現(xiàn)此情況，向氧化溝投加生石灰將混合液調(diào)至8-8.5，投加適量的絮凝劑一次即可消除泡沫。

三、結(jié)論

　　1、投加生石灰及適量的絮凝劑，能夠有效的控制氧化溝污泥膨脹產(chǎn)生 的大量褐色泡沫，且成本低，投加方便，但應(yīng)注意生石灰投加量不宜一次性過(guò)大，要分次投加，以免嚴(yán)重破壞微生物生存和生長(zhǎng)環(huán)境，導(dǎo)致溝內(nèi)活性污泥全部死亡。
　　 2、用厭氧悶曝，重新培養(yǎng)活性污泥，這本是培養(yǎng)活性污泥的一種方法，但用來(lái)對(duì)付污泥膨脹產(chǎn)生的褐色泡沫，也不失為一種有效方法。
　　 3、對(duì)于絲狀菌大量繁殖引發(fā)的氧化溝污泥膨脹產(chǎn)生的大量褐色泡沫問(wèn)題，采取加大排泥，降低溝內(nèi)污泥濃度，縮短泥齡至絲狀菌世代周期以下，才能從根本上解決污泥膨脹產(chǎn)生的褐色泡沫問(wèn)題。

參考資料：

1.城市污水處理廠運(yùn)行控制與維護(hù)管理　　 王洪臣主編　　 楊向平、涂兆林主審
2.現(xiàn)代環(huán)境微生物技術(shù)　　 張?zhí)m英　 劉娜　　 孫立波　 等編著