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污泥膨胀原因分析和解决办法

作者:进口压滤机专用泵   来源:未知

  污泥膨胀原因剖析息争决法子

  废水生物处理是行使有关微生物的代谢过程,是对废水中有机物进行降解或转化的过程。微生物在降解有机物的同时其自己也获得了增殖。

  污泥膨胀有两种类型,一是因为活性污泥中大量丝状菌的滋生而引起的污泥丝状菌膨胀,二是因为菌胶团细菌体内大量累积高粘性物质(如葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖和脱氧核糖等形成的多类糖)而引起的非丝状菌性膨胀。

  污泥丝状菌膨胀可按照丝状微生物对情况前提和基质种类要求的分歧而划分为五类类型:

  (1)低基质浓度型;

  (2)低消融氧浓度型;

  (3)营养缺乏型;

  (4)高硫化物型;

  (5)pH不服衡型。在实际运行中,一样以污泥丝状菌膨胀为主,占90%以上。

  发生污泥膨胀时,首要有以下特征:

  (1)二沉池中污泥的SVI值大于200ml/g;

  (2)回流污泥浓度下降;

  (3)二沉池中污泥层增高。

  一、污泥膨胀相关理论

  1、A/V假说:当夹杂液中基质收到限制或节制时,因为比皮相积大的丝状菌获取基质的能力要强于菌胶团,因而菌胶团受到按捺,丝状菌大量滋生。

  2、动力选择性理论:以微生物生长动力学为根本,按照分歧种类微生物具有分歧的最大比生长速度和饱和常数,剖析丝状菌与菌胶团的竞争状况。

  3、饥饿假说:将活性污泥中微生物分为三类,第一类是菌胶团细菌,第二类是具有高基质亲和力但生长迟缓的耐饥饿丝状菌,第三类是对消融氧有高亲和力、对饥饿高度敏感的快速生长丝状菌。

  4、存储选择理论:在底物风度的状况下,非丝状菌具有贮存底物的能力,而被贮存物质在底物匮乏时可以被代谢发生能量或合成卵白质。可是一些丝状菌也具有底物贮存能力,底物贮存能力不克完全用来注释污泥膨胀机理。

  5、氮氧化氮假说:CASEY提出低负荷生物脱氮除磷工艺的污泥膨胀假说,假如缺氧区的反硝化不充实,导致好氧区存在亚硝酸氮,那中心产品NO、N2O就会按捺菌胶团的好氧细胞色素,进而按捺其好氧环境下的基质行使,相反一些丝状菌只能将硝酸氮还原为亚硝酸氮,是以不会在反硝化前提下胞内积聚NO和N2O,丝状菌就不会在好氧段被按捺,因而更具竞争优势。

  亚硝酸与SVI有必然的正相关性。沉淀机能良俦的污泥粒径分布较广,且以球菌为主,膨胀污泥的粒径大都在10μm以内,污泥较为细碎。

  二、影响污泥膨胀的因子

  1、温度

  低温有利于丝状菌生长,Daigger等人发现10℃轻易导致丝状菌性污泥膨胀,而污水温度提高到22℃则不轻易发生污泥膨胀现象。

  2、pH

  活性污泥微生物适宜pH规模为6.5——8.5,pH小于6时,菌胶团活性削弱,生长受到按捺,但丝状菌能大量滋生,庖代菌胶团成为优势种群,污泥的沉降机能较着变差并发生污泥膨胀。pH值低于4.5时,真菌完全占优势。

  3、DO

  低DO是引起丝状菌污泥膨胀的首要原因之一,若DO成为限制因子,菌胶团生长受按捺,而丝状菌因具有宏大的比轮廓积,更易获得消融氧进行生长滋生,在竞争中处于优势地位。

  具有低Ks的丝状菌在低基质浓度下,具有比菌胶团高的比生长速度,这能够说明基质限制、消融氧限制和营养物质限制引起的污泥膨胀现象。只要消融氧成为限制,任何负荷下都邑发生污泥膨胀。污水处理中DO掌握在2摆布,太高太低都轻易引起污泥膨胀。

  4、F/M

  低负荷环境下,因为丝状菌具有庞大的比外观积,低Ks,其对碳源有较强的亲和力,优先行使碳源,造成竞争优势。

  低F/M经常显现在完全夹杂式曝气池、大回流比的氧化沟(如卡鲁萨尔氧化沟)、沿程分离进水曝气池中;低负荷轻易激发丝状菌污泥膨胀,高负荷轻易激发污泥粘性膨胀。负荷分布不均,好氧区一向处于低负荷运行状况易造成丝状菌大量增殖。

  Li等人对膜生物回响器内污泥负荷参数的影响研究表明,当F/M<0.2kg/kg.d时,轻易激发污泥膨胀;Pan和Su等人将污水经由好氧选择器进入膜生物回响器,将F/M调整到0.4kg/kgd,有效的掌握了污泥膨胀;而Laitinen和Luonis等人则是使用缺氧选择器,增强反硝化除磷感化,有效解决了污泥膨胀。

  高有机负荷下,回响器内底物丰裕,在这种状况中菌胶团比丝状菌具有更强的吸附与存贮营养物质的能力,或许充裕使用高浓度的底物敏捷增殖,具有较高的比生长速度,按捺了丝状菌的生长。

  然则若是DO浓度不敷,在0.5mg/L以下,菌胶团在低溶氧的前提下增殖受到按捺,而丝状菌因为其具有更大的比外面积,即使在低溶氧的前提下也能获得氧,其增殖速度显着高于菌胶团,发生高负荷低DO下的污泥膨胀;低负荷下因为长时间贫乏足够的营养物质,菌胶团生长受到按捺,而丝状菌具有较大的比外观积,其菌丝会从菌胶团中伸展出来以增加其摄取营养的皮相积。

  因为研究者的研究后台和研究前提不尽沟通,研究成果也很纷歧致尤其是关于有机负荷与污泥膨胀关系的说法也斗劲杂沓。凹凸有机负荷都可能引起污泥膨胀,Ford和Eckenfeilder等人发现凹凸负荷下都可能发生污泥膨胀,Palm等人认为按照负荷分歧,在任何DO浓度前提下都可能发生膨胀,Chudoba等人认为即使对于推流式曝气池,固然沿吃长目的存在着高的浓度梯度,但在高负荷下也会发生污泥膨胀。

  5、N、P营养物质

  平常认为污水中BOD5:N=100:5:1为微生物的适宜比例。

  N、P含量不平衡的废水,会激发丝状菌与非丝状菌膨胀,丝状菌膨胀:有研究发此刻缺N的情形下,因为丝状菌具有伟大的比概况积,低Ks,其对N、P等营养物质有较强的亲和力,优先操纵营养物质,造成竞争优势;非丝状菌污泥膨胀:BOD5/N为100:3时,菌胶团未能有充裕的N完成代谢,于是把有机物以高亲水性的多糖胞外聚合物(EPS)的形式贮存在胞外。是以要降低进水C/N比。

  6、微量元素

  完全夹杂活性污泥法会助长丝状菌的过量生长,这可用痕量金属缺乏症理论阐明。因为丝状菌具有比菌胶团更大的比外观积,其在痕量金属含量不足时比后者具有更大的对痕量金属的吸附能力,从而按捺了菌胶团的生长。

  7、有毒物质

  当有毒工业废水进入污水厂时,活性污泥中的微生物要呈现中毒现象,Novak在对非丝状菌膨胀的研究中发现,菌胶团接收污水中的有毒物质后,粘性物质排泄削减,生理运动泛起非常,可能引起污泥膨胀。

  三、污泥膨胀解决法子

  1、应急办法:

  (1)增加絮凝剂,如投加硅藻土、粘土、厌氧污泥、金属盐类、混凝剂,如投加铁盐(氯化亚铁5——50 mg/L)、铝盐(矾土10——100 mg/L)。

  (2)采用消毒氧化剂,如采用回流污泥加氯办法,投加量一样为2——10kg Cl2/1000kg干污泥,既可掌握曝气池污泥膨胀也可对二级处理出水消毒,同时使掌握污泥膨胀所需要的加氯量起码。

  铜离子浓度在0.75mg/L时或食盐浓度为4g/L时对按捺丝状菌污泥膨胀成效优越。然则此法治标不治本。

  2、改变工艺

  (1)设置选择器,选择器是曝气池之前或前段设定的高有机负荷区(接触区),为菌胶团细菌供给高浓度的可吸取的消融底物,以提高其摄取和贮存能力,使其在与丝状菌的竞争中处于优势。

  (2)此外改变回响器形式,如将完全夹杂曝气池改为推流式曝气池,一连进水改为间歇进水。丝状菌几乎都不克在完全无分子氧的情况中接收底物,这使得经由脱氮和除磷过程而使用底物的功能菌敏捷增殖,所以A/O和A/A/O系统能有效掌握丝状菌污泥膨胀。

  在A2/O工艺中,厌氧、缺氧区晦气于丝状菌增殖,假如在好氧段能旁流一部门进水供应碳源,则丝状菌在整个系统中都处于晦气状况。

  (3)工艺运行调控:因为污水蜕化发生的膨胀,能够对消化污水预曝气,沉淀池中污泥应实时刮除;N、P缺乏的污水,可实时投加尿素、铵盐、化肥或与生活污水夹杂,使BOD5:N=100:5:1摆布;缺氮时可从污泥消化池往曝气池投加高含氮污泥上清液;低消融氧能够增加供氧,采用外观转刷曝气的氧化沟,欲提高DO,可经由提超出水堰的高度,以提高转刷的吃水深度的方式,强化转刷的曝气能力;

  低负荷导致的污泥膨胀,能够适当提高F/M;高负荷污泥膨胀,可射流曝气剪切丝状菌,射流高的传质效率供应足够的消融氧。增加水力剪切力:经由曝气时发生的强水力剪切感化使蓬松污泥自聚、密实,同时使絮团轮廓不不变的丝状菌脱落。

  (4)在完全夹杂曝气池中负荷0.1——0.5 kgBOD5/(kgMLSS·d)都发生膨胀,而推流式中污泥负荷大于0.5 kgBOD5/(kgMLSS·d)才发生膨胀,而间歇式反映器内没有发现膨胀现象;转变的水力负荷造成SVI上升,具体阐发为高负荷、低消融氧刺激了丝状菌的生长,且丝状菌生长的不行逆性,造成污泥膨胀,分外是当有机物浓度剧增时极易引起污泥膨胀;污泥有机负荷为0.5kg/kg·d,而且DO在2mg/L时,能够有效的节制丝状菌的生长。

  (5)低负荷引起污泥膨胀的恢复:加大污泥负荷,操纵在高底物浓度的情况前提下,菌胶团的贮存能力与最大比生长速度均比丝状菌的高这一特点,在回响器中缔造出有利于菌胶团生长滋生的生态情况,使其庖代丝状菌逐渐成为污泥中的优势菌种,从而使发生膨胀的污泥逐渐恢复正常。

  (6)增大污泥回流量有利于提高菌胶团细菌摄取有机物的能力而且增大与丝状菌的竞争力度,按捺丝状菌的膨胀。丝状菌的生长速度小于非丝状菌,长SRT有利于丝状菌的生长,因而增加排泥量,能够有效解除池内过多丝状菌。而且长泥龄情形下,发生污泥老化,老化的污泥活性不敷,竞争不外丝状菌,会使丝状菌在竞争中处于优势地位。

  3、污泥膨胀天然消弭的原因:污泥膨胀导致污泥的大量流失,使MLSS浓度降低,其成效是在其它前提不变时,有机负荷提高,DO上升,OUR减小,这都有利于按捺丝状菌的增殖。

  四、其他污泥膨胀原因

  1、一样认为悬浮固体少而消融性和易降解的有机物较多,特殊是含低分子量的烃类、糖类和有机酸等轻易发生丝状菌膨胀,例如啤酒、食品、乳品、造纸废水;

  丝状菌对高分子物质的水解能力弱,较难接收不溶性物质,对低分子有机物可直接作为能源加以操纵,最有代表性的丝状菌是球衣菌属,它能将葡萄糖、蔗糖、乳糖等糖类物质直接行使,当废水中含有可溶性有机物多时,易诱发丝状菌膨胀,而不溶性有机物作为去除对象的废水则不易发生污泥膨胀。

  Van等发现葡萄糖、乙酸盐这些低分子可溶性有机物轻易引起污泥膨胀,而大分子淀粉不易引起污泥膨胀。

  2、蜕化的污水,还有大量硫化氢的污水,污水鄙人水管和初沉池等贮存措施中,停留时间过长,发生夙兴消化,使pH下降,发生利于丝状菌摄取的低分子消融性有机物和硫化氢,引起硫代谢丝状菌。然则硫化氢大部门是厌氧发酵中的副产品,而厌氧发酵会发生大量小分子有机酸,这些是污泥膨胀的首要原因。

  3、一些厌氧装配固然出水含有大量硫化氢,可是挥发性有机酸浓度很低时也不会发生污泥膨胀,当挥发性有机酸达到必然浓度时,个中首要的低分子有机酸(乙酸、丙酸)易于降解,是以造成耗氧速度的增加,引起DO限制膨胀。

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