氧化沟污泥膨胀产生大量泡沫的控制方法
氧化沟污泥膨胀产生大量泡沫的控制方法
简介：改良型氧化沟工艺的污水处理厂具有管理方便，流程简单，处理水质良好及工艺稳定可靠等优点，因此近年来得到迅速发展，被越来越多的城市和地区所采用。虽然改良型氧化沟为了预防污泥膨胀在进水端增加厌氧生物选测器，即厌氧池，但是与其它活性污泥法工艺类似，也同样存在一直困扰人们的最大难题——污泥膨胀产生褐色泡沫现象。本文根据长寿污水处理厂污泥膨胀产生褐色泡沫现象的发生和解决的实际过程，总结了采用加药控制和厌氧闷曝工艺控制两种方法的经验，以供氧化沟有类似问题的其它污水处理厂参考。
长寿排水公司余家湾污水处理厂采用改良型氧化沟工艺，该工艺是在卡式氧化沟基础上进行优化改良的一种工艺。缺氧区进水，高氧区出水，最显著的特点是在进水端增加厌氧池。2006年3月17日，长寿污水处理厂发生很严重的氧化沟污泥膨胀产生褐色泡沫现象，整个氧化沟池面全是棕褐色泡沫，厚度大概20公分，沟中活性污泥SVI达200左右，镜检发现丝状菌大量繁殖(丝状菌丰度至F级)，氧化沟内污泥沉降比达90左右，污泥絮体非常松散，沉降性能极差，整个活性污泥系统完全崩溃，二沉池出水已变为黄色。
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图１
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图２
一、污泥膨胀产生褐色泡沫的原因分析
造成污泥膨胀产生泡沫的因素很多，据有关资料介绍至少有与近30种不同的丝状菌和一系列的环境与操作因素（温度、PH值、营养物、负荷、DO、沉降比、污泥指数、泥龄等）有关，所以必须根据实际情况找准污泥膨胀产生褐色泡沫的主要原因，有针对性地改变环境条件，才能有效控制污泥膨胀产生的褐色泡沫。
通过对系统崩溃前的进水量、水质、PH、DO、污泥浓度、泥龄等进行分析，认为是由于我司在冬季长期采用低负荷运行，造成污泥膨胀。理论依据是低负荷说，低负荷说认为，当污泥处于低负荷或极低负荷时，絮凝体中的菌胶团细菌得不到足够的营养，而交织与絮凝体中的球衣菌却形成长长的丝状体从絮粒中伸出来，以增加表面积，充分吸收环境中的营养，因丝状体的伸出，造成絮粒架空，以至比重减轻，沉降困难，造成污泥膨胀。具体表现在污泥浓度高4000mg/l以上，污泥沉降比高80-90，污泥指数高达170-180，最高时达220左右，负荷经常保持在0.06左右，最低时达0.04，由于2月15日晚和3月11日晚两次下大雨进水量突增，这个外因造成污泥负荷极剧上升，污泥浓度从4000mg/l左右，下降至2900mg/l，污泥负荷达0.2以上，依据冲击负荷说：即当负荷突增时，活性污泥法系统中原有的正常运行状态遭到破坏，污泥中原有的生态体系失去平衡，生物相发生变化。这种情况下，丝状微生物往往易于适应，快速恢复活性，而得到大量繁殖，从而在氧化沟液面产生大量褐色泡沫，最多时几乎要到人行道上。因此，氧化沟产生大量泡沫的原因是长期的低负荷运行，造成污泥膨胀，外加水量冲击，丝状菌大量繁殖造成的。
表1
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二、污泥膨胀产生泡沫的控制
根据我司氧化沟污泥膨胀产生褐色泡沫的现状，采用了加药临时控制和厌氧闷曝工艺控制两种方案，具体实施如下：
1、投加Ca(OH)2-絮凝剂法
3月18日上午在庞博和曹工的指导下，我们决定对2#氧化沟系列采用投生石灰和絮凝剂来控制氧化沟内因污泥膨胀产生的褐色泡沫，投生石灰是为了杀死活性污泥中的丝状菌（利用丝状菌不能在碱性环境中生存的原理），投絮凝剂是为了增加活性污泥的沉降性能。首先做小试，确定生石灰和絮凝剂投加量，取2#氧化沟内混合液1000ml，首加0.1g生石灰，测PH值为7.7，再加0.1g生石灰搅拌，测PH为8.03，小试后确定每升混合液中加0.2g生石灰，换算为每方0.2kg;然后向混合液中加1.5‰的絮凝剂从0.1ml开始加至0.5ml时，混合液的泥水分离较好，上清液变清亮，换算为每方混合液加1.5‰的絮凝剂0.5 kg。
表2
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3月18日2#氧化沟停止进水，照小试应对氧化沟投生石灰1.2吨(0.2 kg/m3×6000 m3=1.2吨)。实际投加1.5吨，将PH调至8.3，然后加90kg高聚铁将PH调至中性，然后加1.5‰絮凝剂溶液1吨；3月19日观察氧化沟内泡沫明显减少，然后将2#二沉池污泥回流至2#氧化沟，再加生石灰将PH调至8.0-8.5，然后加1.5‰絮凝剂，如此循环直至氧化沟泡沫消失，从我们的经验来看最多投药三天即可消除沟内泡沫，这个步骤的关键是PH要调至8-8.5，才能将丝状菌杀死（混合液PH值低于6.0时，有利于丝状菌生长，而菌胶团的生长受到抑制，PH值低于4.5时，真菌将完全占优势，原生动物大部分消失），投絮凝剂是为提高活性污泥的沉降性能，但不宜超过小试总量(6000x0.5=3吨)。
氧化沟内泡沫消除之后，逐步加大进水量，第一天进水不宜超过100m3/h，以后逐步增加，观察氧化沟内是否再产生泡沫，如一次进水量过大，超过500m3/h沟内又将产生大量泡沫，前面的努力将付之东流，在投药和进水时，均应两小时一次测PH值和镜检，观察污泥的生物相、丝状菌是否减少(丝状菌至减少到C级)、污泥结构是否松散等。
对氧化沟内投生石灰、絮凝剂只是一种临时性的控制措施，待开始进水之后，还是只有加强脱泥，降低沟内MLSS，才能根本控制污泥膨胀产生的褐色泡沫。
2、厌氧闷曝法
3月18日晚开始1#氧化沟停止进水，厌氧两天，待氧化沟内有大量死污泥上浮之后，测PH值为7.6，然后推流器和三台曝气机全开，开始闷曝气时将1#二沉池污泥回流至1#氧化沟，闷曝时60小时后，氧化沟内污泥变为棕黄色，测沟内混合液的PH为7.43、混合液上清液COD为57.39、污泥镜检，丝状菌为C级，观察沟内泡沫基本消除之后，开始进水，进水仍然是第一天进水150m3/h，然后逐步加大，直至恢复正常进水。
此种方法的关键是：首先氧化沟内污泥厌氧要彻底，必须见有大量死污泥上浮之后才可进行曝气(原理是在厌氧条件下污水中的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨，因氨是碱性，它使混合液的PH值升高，抑制了丝状菌的生长)；其次，必须观察沟内污泥变成棕黄色，镜检丝状菌较少之后才可进水；最后，进水必须逐步增加。
进水一次超过600m3/h，沟内又将产生大量泡沫，镜检丝状菌一下只会从B级长到D级，如出现此情况，向氧化沟投加生石灰将混合液调至8-8.5，投加适量的絮凝剂一次即可消除泡沫。
三、结论
1、投加生石灰及适量的絮凝剂，能够有效的控制氧化沟污泥膨胀产生 的大量褐色泡沫，且成本低，投加方便，但应注意生石灰投加量不宜一次性过大，要分次投加，以免严重破坏微生物生存和生长环境，导致沟内活性污泥全部死亡。
2、用厌氧闷曝，重新培养活性污泥，这本是培养活性污泥的一种方法，但用来对付污泥膨胀产生的褐色泡沫，也不失为一种有效方法。
3、对于丝状菌大量繁殖引发的氧化沟污泥膨胀产生的大量褐色泡沫问题，采取加大排泥，降低沟内污泥浓度，缩短泥龄至丝状菌世代周期以下，才能从根本上解决污泥膨胀产生的褐色泡沫问题。
参考资料：
1.城市污水处理厂运行控制与维护管理 王洪臣主编 杨向平、涂兆林主审
2.现代环境微生物技术 张兰英 刘娜 孙立波 等编著
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