1、工程概況
寧波某印染廢水處理工程，設(shè)計(jì)處理能力為4200m3/d，其工藝流程見(jiàn)圖1。進(jìn)水水質(zhì)如下：CODcr400mg/L～600mg/L，色度300～500倍，pH值8～10。出水水質(zhì)要求如下：CODcr100mg/L，色度70倍，pH值6～9。
主要工藝參數(shù)如下：調(diào)節(jié)池停留時(shí)間4h，采用穿孔管曝氣攪拌;冷卻塔設(shè)計(jì)進(jìn)出水溫度45℃和35℃。初沉池采用斜管沉淀池，表面負(fù)荷2.5m3/m2•h；水解酸化池停留時(shí)間8.5h，池內(nèi)系掛填料，采用潛水?dāng)嚢铏C(jī)攪拌；曝氣池分為兩組，可串聯(lián)、并聯(lián)切換運(yùn)行，停留時(shí)間分別為9.3h和5.6h；二沉池為輻流式沉淀池，表面負(fù)荷0.87m3/m2•h；終沉池為輻流式沉淀池，表面負(fù)荷1.0m3/m2•h。
2、污泥膨脹的現(xiàn)象
工程自投入運(yùn)行開(kāi)始，曝氣池經(jīng)常性出現(xiàn)泡沫，并伴有黑色浮泥;二沉池出現(xiàn)跑泥、漂泥問(wèn)題，最終導(dǎo)致出水透明度降低和水質(zhì)變差。從日常的運(yùn)行記錄來(lái)看，SVI值常在300mL/g以上，有時(shí)高達(dá)600mL/g。從鏡檢情況來(lái)看，污泥絮體細(xì)碎，絲狀菌縱橫交錯(cuò)，構(gòu)成相互連接的稀疏網(wǎng)狀，由此判斷是由絲狀菌引起的污泥膨脹。
3、污泥膨脹的成因
根據(jù)絲狀菌對(duì)環(huán)境條件和底物種類(lèi)要求的不同，可將污泥的絲狀菌膨脹分為5種類(lèi)型：低底物濃度型，低DO濃度型，營(yíng)養(yǎng)缺乏型，高硫化物型，pH不平衡型。從每天水質(zhì)檢測(cè)記錄來(lái)看，pH值在8～10，曝氣池溫度在23～36℃之間，可排除pH值和溫度的影響。為了解硫化物對(duì)污泥膨脹的影響，對(duì)水解池出水的S2-濃度進(jìn)行為期5天的水質(zhì)檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)表明可排除硫化物的影響。從運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，曝氣池曝氣均勻，DO在1.5mg/L以上，不存在缺氧現(xiàn)象。
現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)取樣測(cè)定：BOD/N/P為100/3/0.4。通常來(lái)說(shuō)，N、P在污水中的合適比例為BOD/N/P=100/5/1。按BOD/N/P要求投加足量N、P營(yíng)養(yǎng)物后，污泥膨脹問(wèn)題沒(méi)有得到明顯改善。因此認(rèn)為，N、P的缺乏不是誘發(fā)污泥膨脹的主要因素。
根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)，經(jīng)核算污泥負(fù)荷為0.15kgCOD/(kgMLSS•d)左右，污泥負(fù)荷較低。根據(jù)動(dòng)力學(xué)選擇理論，在底物濃度低的情況下絲狀菌相對(duì)于菌膠團(tuán)會(huì)優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)，低負(fù)荷容易導(dǎo)致污泥膨脹發(fā)生。因此認(rèn)為，誘發(fā)污泥膨脹主要因素是污泥負(fù)荷過(guò)低。
4、污泥膨脹的控制措施
污泥膨脹發(fā)生期間，通過(guò)投加絮凝劑促進(jìn)污泥凝聚，增加排泥等措施，能暫時(shí)性控制污泥膨脹，但無(wú)法得到徹底解決，污泥膨脹依舊間歇性發(fā)生。為了從根本上消除污泥膨脹問(wèn)題，2009年底對(duì)污水處理工程進(jìn)行了技術(shù)改造。技改從污泥膨脹的成因著手，參照環(huán)境調(diào)控控制和代謝機(jī)制控制的理念，為菌膠團(tuán)細(xì)菌生長(zhǎng)創(chuàng)造有利條件，通過(guò)生物競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制抑制絲狀菌的過(guò)度生長(zhǎng)和繁殖，將絲狀菌控制在合理的范圍。
技改措施包括：
(1)在曝氣池前增設(shè)缺氧生物選擇器，停留時(shí)間為45min;
(2)關(guān)閉停留時(shí)間短的那組曝氣池，以這組曝氣池作為調(diào)節(jié)池的備用，同時(shí)可減少?zèng)_擊負(fù)荷;
(3)初沉池停止投加藥劑。
5、微膨脹運(yùn)行可行性分析
從2015年3月份開(kāi)始，曝氣池泡沫有所好轉(zhuǎn)，鏡檢顯示絲狀菌數(shù)量較技改前有所減少，污泥膨脹問(wèn)題得到明顯改善。圖2為2015年3月至10月的SVI值、COD的變化。
由圖2可知，SVI值維持在100～250mL/g之間，曝氣池活性污泥長(zhǎng)期處于絲狀菌微膨脹狀態(tài)，但從二沉池出水水質(zhì)來(lái)看，COD保持在60～130mg/L之間，生化系統(tǒng)的處理效率較為穩(wěn)定。從運(yùn)行效果上看，污泥微膨脹有別于通常意義上污泥膨脹，主要區(qū)別是污泥在微膨脹狀態(tài)下，控制了絲狀菌的增殖速度，使SVI值維持一定范圍內(nèi)(100～250mL/g)，不影響二沉池的泥水分離，曝氣池能夠維持住所需的污泥濃度。
有研究表明，適當(dāng)?shù)慕z狀菌有助于形成網(wǎng)狀污泥，在污泥沉降過(guò)程中充分利用絲狀菌所形成的污泥絮體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)捕、吸附和截留水中細(xì)小的懸浮顆粒和游離細(xì)菌，達(dá)到較好的出水水質(zhì)。筆者認(rèn)為污泥膨脹發(fā)生后，除了關(guān)注出水水質(zhì)外，最關(guān)鍵在于有沒(méi)有出現(xiàn)污泥流失問(wèn)題，其關(guān)系到曝氣池是否能夠維持住足夠的污泥濃度，從而保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。從該工程的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，在絲狀菌微膨脹下，沒(méi)有發(fā)生污泥流失現(xiàn)象。因此，印染廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行控制采用活性污泥微膨脹是可行的。
6、結(jié)論
對(duì)于印染廢水處理工程因污泥負(fù)荷過(guò)低誘發(fā)的絲狀菌污泥膨脹，可通過(guò)環(huán)境調(diào)節(jié)控制和代謝機(jī)制控制等調(diào)控措施有效地控制污泥膨脹。在污泥絲狀菌微膨脹狀態(tài)下，曝氣池只要維持足夠污泥濃度，二沉池就能夠得到滿(mǎn)意的出水效果。從本工程實(shí)際情況來(lái)看，印染廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行控制采用活性污泥微膨脹是可行的。( >
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