淺析氧化溝污泥膨脹產生大量泡沫的工藝控制

重慶三峽水務長壽排水公司　　 陳衛民

　　內容提要：改良型氧化溝工藝的污水處理廠具有管理方便，流程簡單，處理水質良好及工藝穩定可靠等優點，因此近年來得到迅速發展，被越來越多的城市和地區所采用。雖然改良型氧化溝為了預防污泥膨脹在進水端增加厭氧生物選測器，即厭氧池，但是與其它活性污泥法工藝類似，也同樣存在一直困擾人們的最大難題——污泥膨脹產生褐色泡沫現象。本文根據長壽污水處理廠污泥膨脹產生褐色泡沫現象的發生和解決的實際過程，總結了采用加藥控制和厭氧悶曝工藝控制兩種方法的經驗，以供氧化溝有類似問題的其它污水處理廠參考。
　　關鍵詞：改良型氧化溝、污泥膨脹、絲狀菌

　　長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上進行優化改良的一種工藝。缺氧區進水，高氧區出水，最顯著的特點是在進水端增加厭氧池。2006年3月17日，長壽污水處理廠發生很嚴重的氧化溝污泥膨脹產生褐色泡沫現象，整個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200左右，鏡檢發現絲狀菌大量繁殖(絲狀菌豐度至F級)，氧化溝內污泥沉降比達90左右，污泥絮體非常松散，沉降性能極差，整個活性污泥系統完全崩潰，二沉池出水已變為黃色。事故發生后，我司及時向總公司進行了匯報，并在總公司的指導下對事故進行了處理，現將事故處理情況向各位領導及同仁交流如下：

圖1

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圖3

圖4

一、污泥膨脹產生褐色泡沫的原因分析

　　造成污泥膨脹產生泡沫的因素很多，據有關資料介紹至少有與近30種不同的絲狀菌和一系列的環境與操作因素（溫度、PH值、營養物、負荷、DO、沉降比、污泥指數、泥齡等）有關，所以必須根據實際情況找準污泥膨脹產生褐色泡沫的主要原因，有針對性地改變環境條件，才能有效控制污泥膨脹產生的褐色泡沫。
　　通過對系統崩潰前的進水量、水質、PH、DO、污泥濃度、污泥指數、污泥負荷、泥齡等進行分析，認為是由于我司在冬季長期采用低負荷運行，造成污泥膨脹。理論依據是低負荷說，低負荷說認為，當污泥處于低負荷或極低負荷時，絮凝體中的菌膠團細菌得不到足夠的營養，而交織與絮凝體中的球衣菌卻形成長長的絲狀體從絮粒中伸出來，以增加表面積，充分吸收環境中的營養，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。具體表現在污泥濃度高4000mg/l以上，污泥沉降比高80-90，污泥指數高達170-180，最高時達220左右，負荷經常保持在0.06左右，最低時達0.04，由于2月15日晚和3月11日晚兩次下大雨進水量突增，這個外因造成污泥負荷極劇上升，污泥濃度從4000mg/l左右，下降至2900mg/l，污泥負荷達0.2以上，依據沖擊負荷說：即當負荷突增時，活性污泥法系統中原有的正常運行狀態遭到破壞，污泥中原有的生態體系失去平衡，生物相發生變化。這種情況下，絲狀微生物往往易于適應，快速恢復活性，而得到大量繁殖，從而在氧化溝液面產生大量褐色泡沫，最多時幾乎要到人行道上。因此，氧化溝產生大量泡沫的原因是長期的低負荷運行，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、污泥膨脹產生泡沫的控制

　　根據我司氧化溝污泥膨脹產生褐色泡沫的現狀，采用了加藥臨時控制和厭氧悶曝工藝控制兩種方案，具體實施如下：
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下,我們決定對2#氧化溝系列采用投生石灰和絮凝劑來控制氧化溝內因污泥膨脹產生的褐色泡沫,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#氧化溝內混合液1000ml,首加0.1g生石灰,測PH值為7.7,再加0.1g生石灰攪拌,測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開始加至0.5ml時,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#氧化溝停止進水,照小試應對氧化溝投生石灰1.2噸(0.2 kg/m³×6000 m³=1.2噸)。實際投加1.5噸，將PH調至8.03，然后加90kg高聚鐵將PH調至中性，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調至8.0-8.5，然后加1.5‰絮凝劑，如此循環直至氧化溝泡沫消失，從我們的經驗來看最多投藥三天即可消除溝內泡沫，這個步驟的關鍵是PH要調至8-8.5，才能將絲狀菌殺死（混合液PH值低于6.0時，有利于絲狀菌生長，而菌膠團的生長受到抑制，PH值低于4.5時，真菌將完全占優勢，原生動物大部分消失），投絮凝劑是為提高活性污泥的沉降性能，但不宜超過小試總量(6000x0.5=3噸)。
　　氧化溝內泡沫消除之后，逐步加大進水量，第一天進水不宜超過100m³/h,以后逐步增加，觀察氧化溝內是否再產生泡沫，如一次進水量過大，超過500m³/h溝內又將產生大量泡沫，前面的努力將付之東流，在投藥和進水時，均應兩小時一次測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)、污泥結構是否松散等。
　　對氧化溝內投生石灰、絮凝劑只是一種臨時性的控制措施，待開始進水之后，還是只有加強脫泥，降低溝內MLSS，才能根本控制污泥膨脹產生的褐色泡沫。
2、厭氧悶曝法
　　3月18日晚開始1#氧化溝停止進水，厭氧兩天，待氧化溝內有大量死污泥上浮之后，測PH值為7.6，然后推流器和三臺曝氣機全開，開始悶曝氣時將1#二沉池污泥回流至1#氧化溝，悶曝時60小時后，氧化溝內污泥變為棕黃色，測溝內混合液的PH為7.43、混合液上清液COD為57.39、污泥鏡檢，絲狀菌為C級，觀察溝內泡沫基本消除之后，開始進水，進水仍然是第一天進水150m³/h,然后逐步加大，直至恢復正常進水。
　　此種方法的關鍵是：首先氧化溝內污泥厭氧要徹底，必須見有大量死污泥上浮之后才可進行曝氣(原理是在厭氧條件下污水中的有機物經大量微生物的共同作用，被最終轉化為甲烷、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)；其次，必須觀察溝內污泥變成棕黃色，鏡檢絲狀菌豐度等級為C級之后才可進水；最后，進水必須逐步增加。
　　進水一次超過600m³/h,溝內又將產生大量泡沫，鏡檢絲狀菌一下只會從B級長到D級，如出現此情況，向氧化溝投加生石灰將混合液調至8-8.5，投加適量的絮凝劑一次即可消除泡沫。

三、結論

　　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生 的大量褐色泡沫，且成本低，投加方便，但應注意生石灰投加量不宜一次性過大，要分次投加，以免嚴重破壞微生物生存和生長環境，導致溝內活性污泥全部死亡。
　　 2、用厭氧悶曝，重新培養活性污泥，這本是培養活性污泥的一種方法，但用來對付污泥膨脹產生的褐色泡沫，也不失為一種有效方法。
　　 3、對于絲狀菌大量繁殖引發的氧化溝污泥膨脹產生的大量褐色泡沫問題，采取加大排泥，降低溝內污泥濃度，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生的褐色泡沫問題。

參考資料：

1.城市污水處理廠運行控制與維護管理　　 王洪臣主編　　 楊向平、涂兆林主審
2.現代環境微生物技術　　 張蘭英　 劉娜　　 孫立波　 等編著