SBR運(yùn)行中污泥膨脹的發(fā)生與控制

林之虹

（哈高科大豆食品有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

典型SBR處理系統(tǒng)采用時(shí)間分割的操作方式替代傳統(tǒng)的空間分割方式。在流程上只設(shè)一個(gè)反應(yīng)池，兼行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)、微生物降解有機(jī)物和混合液分離等功能。SBR按間歇曝氣方式運(yùn)行，每個(gè)周期的循環(huán)過(guò)程包括進(jìn)水、混合、曝氣、沉降、排放、空置等階段。本文主要研究了SBR處理系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，污泥膨脹所產(chǎn)生的發(fā)生與控制方法，舉例某廠污泥膨脹后，所采取的具體措施。

1 污泥膨脹的發(fā)生和控制

由于某廠生產(chǎn)工藝調(diào)整，使排入處理站區(qū)的廢水濃度提高，CODCX上升至 1600～1800mg/L。一段時(shí)間后，SBR池的污泥顏色開(kāi)始變暗，出水中出現(xiàn)較多難以沉降的細(xì)碎污泥絮體。但依然可以滿足排放要求，未能引起足夠重視并采取進(jìn)一步措施。

1.1 污泥膨脹發(fā)生

一個(gè)月后，2座SBR池幾乎同時(shí)出現(xiàn)突發(fā)性污泥膨脹，SVI猛增至320-360，污泥完全變黑，泡沫現(xiàn)象嚴(yán)重。鏡檢發(fā)現(xiàn)：原來(lái)呈塊狀的菌膠團(tuán)已完全解體，一根根絲狀球衣細(xì)菌大量交錯(cuò)叢生。解體了的污泥絮體散落其中；曾經(jīng)活躍的蓋纖蟲(chóng)、鐘蟲(chóng)等原生動(dòng)物已不見(jiàn)蹤跡，系統(tǒng)明顯處于缺氧狀態(tài)。

1.2 污泥膨脹原因分析

每天的工作記錄表明，在調(diào)節(jié)池用80%的NaOH溶液通過(guò)pH指示調(diào)節(jié)儀自動(dòng)調(diào)節(jié)pH值在

6.0 ～8.0，同時(shí)按比例投加營(yíng)養(yǎng)鹽(尿素和磷肥)，曝氣池的DO值為2.0～4.5 mg/L、水溫為20-25℃(由于采用鼓風(fēng)機(jī)曝氣，即使是冬季仍能保持較高水溫)條件下運(yùn)行時(shí)，鏡檢沒(méi)有發(fā)現(xiàn)污泥內(nèi)部有缺氧跡象，即解體的污泥絮體呈黃褐色(中心無(wú)缺氧變黑的區(qū)域)，輪蟲(chóng)和線蟲(chóng)等后生動(dòng)物活躍，說(shuō)明溶解氧的傳遞和滲透性良好，不存在微觀狀態(tài)中的缺氧。可見(jiàn)上述因素不是引起污泥膨脹的主要原因。

雖然進(jìn)水濃度持續(xù)降低，但其變化的梯度并不大，亦不可能造成沖擊負(fù)荷。值得注意的是，由于排泥管堵塞，一段時(shí)期以來(lái)各SBR池的排泥量一直偏低 (有時(shí)甚至不排泥)，此時(shí)的MLSS高達(dá)6500～7000mg/L。即使將原來(lái)的三池改為兩池運(yùn)行，較少的來(lái)水仍使每池的實(shí)際處理量只有設(shè)計(jì)水量的80%左右。顯然，過(guò)低的進(jìn)水有機(jī)物濃度和水量、過(guò)高的污泥濃度導(dǎo)致了污泥負(fù)荷偏低，從而推斷低負(fù)荷是引起污泥膨脹的主要原因，應(yīng)依此采取相應(yīng)的控制措施。

2 控制污泥膨脹的方法和過(guò)程

污泥膨脹控制開(kāi)始，由于膨脹的惡化及MLSS不斷增長(zhǎng)，此時(shí)兩池的SV均已達(dá)到了90%以上。首先為保證出水效果，在停止曝氣前10min向SBR池投加氫氧化鈣 (按1：200的比例)，通過(guò)其凝聚作用來(lái)提高污泥的壓密性以改善污泥沉降性能。在接下來(lái)的潷水過(guò)程中，將水位潷至潷水器所能到達(dá)的最低位(潷水深度為原來(lái)的3倍)，這樣在進(jìn)水量不變的情況下，排出比由 1：4 升至 1：2，使稀釋倍數(shù)降低，提高了基質(zhì)初始濃度。另外充分利用閑置期，將機(jī)動(dòng)潛污泵投入SBR池中進(jìn)行強(qiáng)制排泥 (剩余污泥被排入閑置池中進(jìn)行消化處理)，同時(shí)疏通排泥管以確保每天的正常排泥。經(jīng)過(guò)4個(gè)周期的運(yùn)行，到22日泡沫現(xiàn)象雖未有明顯改觀，但各池SV均停止了增長(zhǎng)。這說(shuō)明對(duì)污泥膨脹原因的分析是正確的，采取的措施是可行的。

通過(guò)繼續(xù)強(qiáng)制排泥使MLSS逐漸回落到3000mg/L左右，并縮短充水時(shí)間(由啟動(dòng)l臺(tái)提升泵改為2臺(tái))，進(jìn)一步提高基質(zhì)初始濃度，將曝氣時(shí)間減至6.0h增大了濃度梯度，避免了曝氣結(jié)束后污泥負(fù)荷過(guò)低而利于絲狀菌生長(zhǎng)。20天后(氫氧化鈣停止投加)，水面懸浮的黃褐色污泥已基本消失，SV/亦緩慢下降，出水COD降至120mg/L以下。鏡檢觀察到絲狀菌已明顯衰減，由叢生狀變?yōu)榉稚睿糠謫沃σ颜蹟喑缮⑺槎讨Α４藭r(shí)，泡沫量也開(kāi)始減少，間或有水面露出。此后每天仍穩(wěn)定地排除剩余污泥(MLSS控制在3000mg/L左右)并保持其他措施不變。開(kāi)始SVI持續(xù)下降，泡沫也隨時(shí)間的推移而衰減，到曝氣后期主要集中在曝氣頭上方水面區(qū)域，由于粘帶的污泥絮體減少其顏色也由暗變亮。再過(guò)十天后，兩SBR池的SVI都降到了200mL/g以下，出水COD也已穩(wěn)定在100mg/L以內(nèi)。鏡檢發(fā)現(xiàn)污泥恢復(fù)到了原來(lái)的菌膠團(tuán)正常狀態(tài)，且絲狀菌基本消失，僅有少量短碎單枝夾裹在污泥中；草履蟲(chóng)和豆形蟲(chóng)等這些只有在污泥性能不好時(shí)才出現(xiàn)的微生物也大為減少。污泥膨脹已得到有效控制。以后控制每天的排泥量，保證MLSS在3000mg/L左右，系統(tǒng)一直運(yùn)行穩(wěn)定，膨脹再也沒(méi)有生。四個(gè)月月后，來(lái)水水質(zhì)、水量逐漸正常，又恢復(fù)了三池運(yùn)行及原來(lái)的運(yùn)行參數(shù)。針對(duì)情況變化，始終著重于通過(guò)污泥負(fù)荷的控制來(lái)調(diào)整工藝，確保了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3 污泥膨脹及控制機(jī)理

和菌膠團(tuán)細(xì)菌相比，絲狀菌具有比表面積大和在低底物濃度時(shí)競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)明顯的特性，因而低有機(jī)負(fù)荷被認(rèn)為是引起污泥膨脹的重要因素 。SBR法能有效抑制絲狀菌生長(zhǎng)的關(guān)鍵在于反應(yīng)器內(nèi)存在較高的有機(jī)底物濃度梯度(在時(shí)間上)，同時(shí)對(duì)應(yīng)存在著一個(gè)變化的污泥負(fù)荷，這一非穩(wěn)態(tài)的過(guò)程不利于絲狀菌競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。在本例中，0.05 kgBOD/(kgMLSS·d)的負(fù)荷在SBR工藝設(shè)計(jì)中已屬低負(fù)荷范圍；當(dāng)來(lái)水有機(jī)物濃度較低時(shí)，偏小的排出比(1：4)又使混合液進(jìn)一步被稀釋；由給出數(shù)據(jù)不難算出，COD實(shí)際濃度變化為80～250 mg/L(設(shè)計(jì)出水COD為80 mg/L)，不能形成較高的濃度梯度；而對(duì)于高出設(shè)計(jì)近一倍多的污泥濃度則污泥負(fù)荷更低且基本沒(méi)有梯度變化，上述這些情況都無(wú)法對(duì)絲狀菌形成抑制。低負(fù)荷必然又對(duì)應(yīng)著長(zhǎng)泥齡，這又利于絲狀菌 (比增長(zhǎng)速率小于膠團(tuán)細(xì)菌)在反應(yīng)器內(nèi)的停留、生長(zhǎng)。同時(shí)，低負(fù)荷下相對(duì)較高的溶解氧濃度也利于絲狀菌(絕大多數(shù)為專性好氧菌)生長(zhǎng)。伴隨污泥膨脹的發(fā)生出現(xiàn)了嚴(yán)重的泡沫現(xiàn)象，這主要是由絲狀菌(呈絲狀或枝狀)的過(guò)度生長(zhǎng)引起的，絲網(wǎng)與氣泡、絮體顆粒混合成的泡沫具有穩(wěn)定、持續(xù)、較難控制的特點(diǎn) 。當(dāng)絲狀菌的生長(zhǎng)受到抑制即污泥膨脹得到控制時(shí)，泡沫也會(huì)隨之減弱。泡沫表征的變化也為污泥膨脹的發(fā)生和控制起到了較好的指示作用。SBR工藝不易發(fā)生污泥膨脹，但并不排除其發(fā)生的可能性。在實(shí)際操作中，應(yīng)對(duì)廢水水質(zhì)、運(yùn)行條件和絲狀菌過(guò)度生長(zhǎng)之間的關(guān)系予以重視，充分利用工藝優(yōu)勢(shì)加以調(diào)整。同時(shí)，此次控制污泥膨脹的成功經(jīng)驗(yàn)也表明，SBR法比傳統(tǒng)活性污泥工藝在控制污泥膨脹方面更具可操作性，進(jìn)一步凸現(xiàn)了該工藝的優(yōu)點(diǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，SBR工藝主要是通過(guò)基質(zhì)控制來(lái)抑制絲狀菌的過(guò)度生長(zhǎng)，使菌膠團(tuán)細(xì)菌在系統(tǒng)中處于競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此，對(duì)于處理易生物降解和溶解性有機(jī)廢水的高負(fù)荷SBR系統(tǒng)，要確保其溶解氧的充足供給，并考慮合理調(diào)整運(yùn)行以降低負(fù)荷。伴隨污泥膨脹的發(fā)生，出現(xiàn)了嚴(yán)重的泡沫現(xiàn)象。當(dāng)絲狀菌的生長(zhǎng)受到抑制，污泥膨脹得到控制時(shí)，泡沫現(xiàn)象也會(huì)隨之減弱。泡沫表征的變化為膨脹的發(fā)生和控制也起到了較好的指示作用。SBR工藝不易發(fā)生污泥膨脹，但并不排除其發(fā)生的可能性。根據(jù)微生物的生長(zhǎng)特點(diǎn)，改善其生長(zhǎng)環(huán)境，有效地控制絲狀菌繁殖，充分利用工藝優(yōu)勢(shì)加以調(diào)整才能更好地防止污泥膨脹的發(fā)生。

[1]劉大鵬，曾光明，王薇，鄒亮，王永福.SBR處理廢水中的污泥膨脹與控制 [J].環(huán)境工程，2003-10-22.