氯氣氧化法對絲狀菌污泥膨脹的控制研究

徐慧++卜慶東

【摘 要】 為研究利用氧化劑快速控制活性污泥工藝中的絲狀菌污泥膨脹問題，本試驗以啤酒廢水作為底物，利用SBR進行投加氯氣來控制絲狀菌污泥膨脹的研究。結果表明，氯氣在膨脹控制期間投加量宜控制在30mg/L以內，運行7周期膨脹得到控制。此時污泥降解底物能力有所下降，但出水水質并未惡化，出水COD，氨氮和總磷分別為78.3mg/L、3.15 mg/L、0.38 mg/L。pH值是影響氯氣氧化作用的重要因素，SVI隨環境pH值的增大緩慢上升；運行至第9周期，COD去除率隨pH值的增大快速上升。

【關鍵詞】 絲狀菌 污泥膨脹 氧化 氯氣

絲狀菌污泥膨脹是活性污泥工藝中經常出現的問題，它有三個顯著特點：（1）發生率極高，很多城市污水都存在不同程度的絲狀菌膨脹問題。（2）發生較普遍，在各種類型的活性污泥工藝中都存在活性污泥膨脹問題，甚至連被認為最不易膨脹的間歇式曝氣池也可能發生這一問題[1.2]。（3）危害嚴重，較嚴重的膨脹不僅使污泥流失，大大降低處理能力，而且一旦發生膨脹難于控制或需相當長的恢復時間[3]。本試驗研究采用投加氯氣控制污泥膨脹的方法，可以在短時間內快速殺滅過度繁殖的絲狀菌，使污泥膨脹在短期內得到控制。

1 材料與方法

1.1 試驗廢水與接種污泥

本試驗采用自來水稀釋啤酒作為試驗用廢水，在稀釋后的啤酒中加入NH4Cl：57.53mg/L，KH2PO4：9.98mg/L，其與啤酒廢水具有很好的相似性，以此廢水來模擬工業廢水。污泥取自青島某污水處理廠曝氣池污泥，呈深灰褐色，污泥活性良好。

1.2 試驗裝置

試驗裝置為一臺有效容積為90L的SBR主反應器，以及六個有效容積為3L的SBR小反應器。主反應器用來培養和馴化活性污泥，再通過控制其運行參數使污泥產生絲狀菌膨脹，提供試驗所需要的膨脹污泥。小反應器用于控制污泥膨脹的氧化試驗研究。

1.3 試驗項目與分析方法

CODcr、TP、NH4+-N、MLSS、SVI等指標均按照國家標準方法[4]測定；生物相觀察使用光學顯微鏡（XS-18）觀測；DO使用溶解氧測定儀（830A）測定；pH值使用PHS—2型酸度計測定。

2 結果與討論

試驗研究了Cl2投加量分別為10mg/L，20mg/L，30mg/L，40mg/L，50mg/L，60mg/L的條件下，污泥膨脹的控制效果。

2.1 Cl2投加量對污泥SVI及廢水中COD去除率的影響

試驗結果表明：SVI隨Cl2投加量的增大以及運行周期的延長而不斷下降，在運行的前5周期內投加量越大，SVI隨時間下降越快。當Cl2投加量為40mg/L、30mg/L、20mg/L時，分別運行至第5、7、9周期結束時膨脹現象得到控制，SVI分別為140mL/g，129mL/g，121mL/g，鏡檢觀察此時污泥中有絲狀菌殘體，絮體周圍仍有少量絲狀菌，菌體明顯變短。

在投藥運行的前三個周期內，COD去除率隨投藥量的增加和運行周期的延長變化都不明顯；當運行至第7周期，Cl2投加量大于40mg/L時，COD去除率隨濃度的增加下降幅度明顯增大，在第9周期結束時，Cl2投加量大于30mg/L時，COD去除率呈現出明顯下降的趨勢，可見投藥量大于30mg/L時，COD去除率隨運行周期的延長下降明顯。

2.2 Cl2投加量對出水氨氮、總磷的影響

試驗表明，投加Cl2后，污泥除氮、磷的能力有所下降，且氧化劑投量越大，隨運行周期的延長除氮、磷能力下降越大。如Cl2投加量為30mg/L時，經9周期的運行出水氨氮從1.89mg/L升為4.19mg/L，總磷從0.19mg/L升為0.53mg/L；當Cl2投加量為50mg/L時，經9周期的運行出水氨氮從2.09mg/L升為11.95mg/L，總磷從0.24mg/L升為2.29mg/L。

2.3 pH值對氯氣氧化絲狀菌效果的試驗研究

Cl2的氧化性能受pH值的影響很大，溶于水中主要發生以下反應：

Cl2+H2OHClO+HCl HClOH++ClO-

試驗中確定向啤酒廢水中投加Cl2量為30mg/L。調節水的pH值分別是5、6、7、8、9進行試驗。結果表明，SVI隨pH值的增大緩慢上升，在第7周期，pH=5時，SVI降至98mL/g，pH=7時，SVI降至129mL/g，而pH=9時，SVI為175mL/g，仍處于膨脹狀態，再運行2周期后SVI才降至143mL/g，膨脹得到控制。在運行的前7個周期，相同條件下，COD去除率隨pH值的變化不明顯，去除率都保持在89%以上；運行至第9周期時，COD去除率隨pH值的增大而上升，pH值為5、7、9時去除率分別為80%、85%、90%。

3 結語

（1）在本試驗中Cl2投加量為30mg/L運行7個周期后，SVI達到129mL/g，污泥膨脹得到控制。

（2）當Cl2投加量為30mg/L運行7個周期后，出水COD、氨氮、總磷含量分別為78.3mg/L、3.15mg/L、0.38 mg/L，水質沒有惡化。

（3）投加Cl2控制污泥膨脹時，SVI隨環境pH值的增大緩慢上升；前幾周期，COD去除率隨環境pH值變化不大，第9周期，COD去除率隨pH值的增大快速上升。

參考文獻：

[1]姜慧勇.SBR法計算機自動控制理論的基礎研究.哈爾濱建筑大學碩士論文，1996：23～35.

[2]邵劍英.間歇時活性污泥法自動控制理論的基礎研究.哈爾濱建筑大學碩士論文，1996：17～20.

[3]王凱軍.活性污泥膨脹的機理與控制.中國環境科學出版社，1992：9～13.

[4]楊寶林.活性污泥膨脹的特性研究.中國給水排水，1993，9（5）：32～34.endprint