浅谈环境工程中污泥膨胀技术的应用
水工业网 污泥膨胀是生化处理系统较为严重的异常现象之一对出水水质产生极为重要的影响污泥膨胀控制技术在环境工程中的应用能有效改善出水水质提高污水处理效果具有积极的意义因而要对污泥膨胀类型及发生原因进行研究分析采取必要的技术措施进行处理才能保障污水厂出水水质本文就污泥膨胀技术相关内容进行分析
所谓污泥膨胀主要是指由于污泥结构过于松散质量变轻体积增大上浮难以沉降分离进而对出水水质产生影响的现象污泥膨胀时污泥压缩性能变差污泥沉降比SV值增大甚至高达90%通常情况下以污泥体积指数SVI值在50～120范围内归为良好的活性污泥若SVI值偏低则说明水体缺乏营养元素而若SVI值偏高则说明水体发生污泥膨胀当SVI值达到300以上时生化处理工作将受到影响出水水质呈现浑浊现象若不能够采取有效措施进行及时处理将使废水处理工作处于被动状态甚至引发严重水处理事故因此须引起高度重视有预见性地采取污泥膨胀技术进行处理保障出水水质及废水处理工作的正常运转
1.污泥膨胀的类型及特征
污泥膨胀的类型主要有两种即污泥丝状菌膨胀和非丝状菌性膨胀污泥丝状菌膨胀主要是由于活性污泥中大量丝状菌繁殖引起而非丝状菌性膨胀主要是由于菌胶团细菌体内大量累积高粘性物质引起其中高粘性物质主要是甘露糖葡萄糖阿拉伯糖脱氧核糖等形成的多类糖污泥膨胀的特征主要有1回流污泥的浓度下降出水浑浊伴有大量泡沫;2二沉池中污泥体积指数超过200ml/g;3二沉池难以固液分离污泥层增高
2.影响污泥膨胀的主要因素
2.1造成污泥丝状膨胀的主要因素
2.1.1来水水质因素
来水水质是造成污泥膨胀的重要因素之一主要有污水陈腐营养元素缺乏有毒物质偏高等若污水中所含的溶解性碳水化合物较高将会引发由浮游球衣细菌引起的丝状膨胀;若污水所含的硫化物较高将引发由硫细菌引起的丝状膨胀受来水水质的影响微生物不能够充分利用所吸取的营养元素将转变为多聚糖类胞外贮存物这种贮存物是高度亲水性化合物易形成结合水影响污泥的沉降性能
2.1.2环境因素
污水的水温和pH值也是影响污泥膨胀的因素通常情况下温度保持在15～30℃范围内比较适合活性污泥中微生物生长若温度过低将造成微生物活性不足反正则加快细胞中生物化学反映速率和生长速率污水温度每升高10℃生化反应速率将增加1倍同时细胞中的蛋白质核算等重要组成部分对外界温度变化极为敏感温度过高将对其造成不可逆性的破坏除此之外pH值的高低将直接关系到外酶及细胞内酶的活性同时对微生物吸收营养物质产生影响作为一个动态的微生态系统活性污泥中不同种属微生物对pH值的适应范围不同当pH值在6～8范围内时适合菌胶团菌生长而pH值在5～6.5范围内则适合丝状菌生长当pH值≤5时将极易发生丝状菌膨胀
2.1.3运转条件因素
运转条件主要是指曝气池的负荷和溶解氧浓度这也是影响污泥膨胀的重要因素污泥负荷偏低溶解氧小于1mg/L或污泥龄长传统活性污泥龄超过7天时会引发污泥膨胀若在处理过程中使得冲击负荷发生改变或者冲击负荷过大将使得原体系中正常的生态系统被打破而丝状菌易占优势也会引起污泥膨胀除此之外曝气池中DO值是一个重要的控制参数若DO浓度偏低将对大部分好氧菌的生长繁殖产生抑制作用而加速丝状菌的生长繁殖从而造成污泥膨胀的发生｜
2.2造成污泥非丝状膨胀的主要因素
在污水水温偏低但污泥负荷偏高的情况下容易发生非丝状菌性膨胀当微生物的负荷太高又加上水温偏低微生物活性不足时细菌不能及时消化所吸取的大量营养物就会造成大量大量高粘性的多糖类物质积贮这将大大增加了活性污泥的表面附着水从而造成污泥体积指数偏高最终发生污泥膨胀
3.对污泥膨胀的控制
3.1生物选择器的采用
污泥膨胀的影响因素和产生机理较为复杂且发生污泥膨胀时又常常伴有生物泡沫污泥上浮等异常现象的发生因而要针对不同情况采取适当的控制技术生物选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌让微生物通过酶的快速转移机理将污水中的大部分可溶性有机物迅速吸附从而对进水水量水质pH值和有毒物质起到较好缓冲作用同时能够有效抑制丝状菌的生长进而控制污泥的膨胀生物选择器的分布如图1所示通常情况下生物选择器在完全混合式推进式曝气池前设置进行有选择性地增值菌胶团菌利用生物竞争机制抑制丝状菌的过度繁殖达到控制污泥膨胀的目的
3.2运行工艺的调整
对污水处理运行工艺的调整其目的是改善污泥微生态系统将丝状菌群生长因子控制住从而实现污泥膨胀的有效控制可通过调节曝气池中的气量污泥回流比等参数改变曝气池中生物种群的生态关系也可以采用物化调节通过投加铁铝离子混凝剂提高污泥的沉淀性能在污泥膨胀处理过程中要以确定污泥膨胀类型为前提通过有针对性地控制措施的运用实现对污泥膨胀的处理如污泥膨胀已确定为丝状菌膨胀可投加液氯臭氧过氧化氢等消毒剂抑制丝状菌生长;污泥膨胀属于非丝状菌性膨胀可投加氮和磷化合物调整污水中的氮磷比例值得注意的是在投剂过程中一定要控制好消毒剂剂量以免影响到菌胶团细菌取得相反的处理效果
3.3其他技术
对污泥微膨胀的控制技术还包括1对pH值进行检查及时调整pH偏低的情况以免对正常的生化反应产生危害从而引起污泥膨胀同时要控制好水温避免由于水温过低导致污泥膨胀的发生2控制污水中的营养成分当污水中营养成分失衡或者缺乏营养时应适量投加氮磷化合物以维持BODNP=10051的平衡3控制曝气量通过空气扩散器向3～5米有效水深调节池曝气将曝气池中适量的溶解氧控制在有效范围内一般在1mg/L～4mg/L之间[4]使调节池的原水保持新鲜有效防止厌氧的发生4使池内保持足够的溶解氧这对高负荷的生化系统尤为重要通常情况下DO值应大于2mg/L同时及时外排或回流沉淀池内的污泥
4.小结
污泥膨胀是一个复杂的系统问题影响污泥膨胀的因素多且杂不易区分加上活性污泥的微生物由多种微生物群体构成活性污泥通过生物化学反应进而实现对底物的降解除了受到污水水质条件的影响之外还受到运行条件及环境的影响给污泥膨胀控制增加了难度在不同的角度不同研究条件得出的结论都有可能不同因而须加强重视对污泥膨胀系统进行全面系统研究只有针对不同的影响因素和发生机制采取不同的污泥膨胀技术才能保障出水达标提高污水处理的效率和回收利用率为环境工程提供强有力保障
