乡镇卫生院污水处理设备
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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，因此近几年来得到迅速发展，被越来越多的城市和地区所采用。但是与其他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---污泥膨胀现象。本文根据郎郭市东污水处理厂污泥膨胀现象的发生和解决的实际过程，总结了采用加药控制和工艺调整控制两种方法的经验，以供氧化沟有类似问题的其他污水处理厂参考。
二、污泥膨胀的原因分析
污泥膨胀存在原因很多，至少与近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、泥龄等)有关，所以因根据实际情况，找出污泥膨胀主要原因，有针对性地改变环境条件，才能有效控制污泥膨胀。
98年8月，那郭污水厂发生了较为严重的氧化沟污泥膨胀现象，沟中活性污泥SVI值由60猛增至280，镜检发现丝状菌大量繁殖(主要为诺卡式菌)，氧化沟表面上有大量多脂状褐色泡沫，污泥絮体非常松散。
通过对膨胀前的进水水量、水质、污泥负荷、PH值、泥龄、溶解氧、污泥浓度等运行数据进行分析(见表1)，认为由于雨季进水量增大，在一周的时间内氧化沟污泥负荷持续为0.1kgBOD/KgMLSS.d左右(设计值为0.m5kgBOD/kgMLSS-d)是导致污泥膨胀的主要原因。
三、污泥膨胀的控制
根据目前氧化沟污泥膨胀的现状，采用了临时控制措施和工艺运行调整控制措施两种方案，具体实施如下:
1、投加絮凝剂-Ca(OH)2法
由于污泥过度膨胀，沉淀区污泥易随出水流失，因此必须采取临时控制措施。临时措施包括杀菌和助沉法，在二级出水设有加知肖毒装置的处理厂，可利用现成的消毒设备投氯来抑制丝状菌过度繁殖，从而控制污泥膨胀。但对于无消毒设备的污水厂，如再投资设备并不现实;另一方面由于加氯可无选择性地杀死各种微生物，投氯过程要求非常严格，稍有不慎就会严重破坏微生物生存环镜和影响出水水质:单独采用絮凝剂则费用很高。因此郎郭污水厂决定采用投加本厂生产的高分子絮凝剂聚丙烯酷胶和价格低廉的Ca(OH)2相结合控制氧化沟的污泥膨胀，并进行试验和分析。
国内对活性污泥工艺的设计通常采用中等负荷（0.3KgBOD5/(kgMLSS•d)），而在实际中人们从经济角度考虑总是采用较高的负荷，所以高负荷下的污泥膨胀在中国具体较为广泛的意义。在高负荷情况下，最常见的是DO不足，所以先采取提高气水比，强化曝气，在推流式曝气池内首端采用射流曝气等方式，观察一段时间，找出问题的所在。
如果在以上措施采取后一段时间情况仍无好转，则可考虑在曝气池头部加设软填料。这一部份对于有机酸去除率很高，从而去除丝状菌的生长促进因素，帮助絮状菌生长。这个方法比较有效，但造价较高，且对以后的维修管理造成不便。或者在曝气池前设置一个水力停留时间约为15min的选择器，一般能很有效的抑制丝状菌的生长。
对于间歇式进水的SBR工艺来说，反应器本身是完全混合式的，而且在时间上其污染物的基质就存在浓度梯度，所以无需再另设选择器。通常间歇式SBR工艺产生污泥膨胀的原因是，污泥浓度过高，而进水有机物浓度偏低或水量偏小而导致污泥负荷偏低。对于这种情况，降低排出比，提高基质初始浓度，并对SBR强制排泥，一般就能够对污泥膨胀现象进行有效的控制。而对于连续进水的SBR如ICEAS和CASS等工艺如果发生污泥膨胀的话，就有必要在进水端设置一个预反应区或生物反应器了。
低负荷活性污泥工艺
低负荷活性污泥工艺曝气池内基质浓度较低，丝状菌容易获得较高的增长效率，所以是最容易产生污泥膨胀。除了在水质和曝气上想办法外，最根本和有效的是将曝气池分成多格且以推流方式运行，或增设一个分格设置的小型预曝气池作为生物选择器，在这个选择器内采用高污泥负荷，吸附部分有机物并消除有机酸。这个办法不但有助于抑制污泥膨胀，并能有效的改善生化处理效果。在曝气池内增加填料的方法也同样在低负荷完全混合工艺中适用。
对于A/O和A2/O工艺可通过在在好氧段前设置缺氧段和厌氧段以及污泥回流系统，使混合菌群交替处于缺氧和好氧状态，并使有机物浓度发生周期性变化，这既控制了污泥膨胀又改善了污泥的沉降性能。而交替工作式氧化沟和UNITANK工艺等连续进水的系统因为其本身在时间和空间上就有了实际上的“选择器”，所以对污泥膨胀有着效强的控制能力。如果这两种工艺发生污泥膨胀，则可通过调整曝气控制溶氧量和控制回流污泥量来调节池内的污泥负荷及DO，通过一段时间的改善，一般能够控制住污泥膨胀现象。
污泥膨胀由于丝状菌的种类繁多，且生长适宜的环境也不尽相同。在不同工艺不同水质的情况下，微生物的生长环境非常微妙，这就要求发生污泥膨胀时，需要水处理工作者根据实际情况作大量切实的实验和分析，大胆实践，才能解决污泥膨胀问题。
丝状菌是生长处理微生物中不可缺少的一部份。污泥膨胀现象在于丝状菌的过度生长，消除污泥膨胀的根本在于使丝状菌与活性污泥菌胶团平衡生长；完全混合式较推流式更产生污泥膨胀，低污泥负荷较高污泥负荷易易产生污泥膨胀；进水水质在水温、pH、营养成份及是否有处理前的消化反应等方面是处理污泥膨胀应该首先考察的问题；高负荷下的污泥膨胀一般在于溶氧不足；低负荷下的污泥膨胀采用生物选择器是行之有效的办法。由于丝状菌的多样性，关于污泥膨胀的理论解释和实际报道仍有很多不尽一致，大胆实践不断总结并和同行广泛交流，才能更快找到行之有效地解决方法。
污泥膨胀问题是传统活性污泥工艺运行过程中常常发生且难以杜绝的棘手问题，且90%以上的污泥膨胀是由丝状菌的过度生长造成的［1］。SBR法由于其间歇式的进水和反应方式，在时间上存在着很高的基质浓度梯度，因而能有效地抑制丝状菌的生长繁殖，被认为是最不易发生污泥膨胀的活性污泥工艺，近年来被广泛应用于城市污水和工业废水的处理。那么SBR法在应用过程中是否一定不发生污泥膨胀呢?2000年1月，笔者在昆明制药股份有限公司的废水处理(采用SBR工艺)运行中就亲历了一次污泥膨胀过程。通过充分利用SBR法本身操作的灵活性，及时有针对性地调整运行方式，仅10天左右就使污泥膨胀得到了控制。
1 SBR工艺简介
处理水量为1500m3/d，原水COD为1500mg/L。采用三池交替运行的SBR主体处理工艺：设计污泥负荷为0.05kgBOD/(kgMLSS•d)，MLSS为3000mg/L，排出比为1∶4，采用限制曝气(进水完毕后曝气)，每座反应池运行周期为12.0h(充水1.0h、曝气反应8.0h、沉淀1.5h、滗水1.0h、闲置0.5h)。
该处理系统自1999年9月通过验收投产以来一直运行稳定，出水指标(见表1)完全符合国家《污水综合排放标准》(GB8978—6)的一级标准。
自1999年12月以来，厂内部分车间停产检修，这使得排入处理站的水量(约800m3/d)明显减少，有机物浓度降低(见图1)。于是将原来三池运行改为两池运行(一池闲置不用)，闲置期延长至3.5h。
2 污泥膨胀的发生和原因分析
2.1 污泥膨胀的发生
2000年1月中旬，两SBR池几乎同时发生了污泥膨胀。期间粘有较多细碎污泥絮体的高粘性泡沫弥漫于池面，整个曝气阶段都没有衰减；污泥无法沉降，沉淀期结束后水面仍有明显可见的大量黄褐色污泥絮团悬浮，SVI高达250～280mL/g。由于滗水时有较多污泥流失，出水COD上升至170～190mg/L。对加入聚合氯化铝絮凝、沉淀后的上清液进行测定，COD仅为50～60mg/L(好于正常情况下的出水)，这说明丝状菌本身能有效地降解有机物。在显微镜下观察污泥：一根根丝状球衣细菌交错丛生，像头发一般散乱膨松；原来呈块状的菌胶团已完全解体，细碎的污泥絮体散落于丝状菌丛中，有较多的草履虫和豆形虫等原生动物活动于其间，此时丝状菌已成为污泥的主体。
2.2 污泥膨胀原因分析
每天的工作记录表明，在调节池用80%的NaOH溶液通过pH指示调节仪自动调节pH值在6.0～8.0，同时按比例投加营养盐(尿素和磷肥)，曝气池的DO值为2.0～4.5mg/L、水温为20～25℃(由于采用鼓风机曝气，即使是冬季仍能保持较高水温)条件下运行时，镜检没有发现污泥内部有缺氧迹象，即解体的污泥絮体呈黄褐色(中心无缺氧变黑的区域)，轮虫和线虫等后生动物活跃，说明溶解氧的传递和渗透性良好，不存在微观状态中的缺氧。可见上述因素不是引起污泥膨胀的主要原因。
虽然进水浓度持续降低，但其变化的梯度并不大，亦不可能造成冲击负荷。值得注意的是，由于排泥管堵塞，一段时期以来各SBR池的排泥量一直偏低(有时甚至不排泥)，此时的MLSS高达6500～7000mg/L。即使将原来的三池改为两池运行，较少的来水仍使每池的实际处理量只有设计水量的80%左右。显然，过低的进水有机物浓度和水量、过高的污泥浓度导致了污泥负荷偏低，从而推断低负荷是引起污泥膨胀的主要原因，应依此采取相应的控制措施。
3 控制污泥膨胀的方法和过程
污泥膨胀控制从2000年1月20日开始。由于膨胀的恶化及MLSS不断增长，此时两池的SV均已达到了90%以上。
首先为保证出水效果，在停止曝气前10min向SBR池投加氢氧化钙(按1∶200的比例)，通过其凝聚作用来提高污泥的压密性以改善污泥沉降性能。在接下来的滗水过程中，将水位滗至滗水器所能到达的最低位(滗水深度为原来的3倍)，这样在进水量不变的情况下，排出比由1∶4升至1∶2，使稀释倍数降低，提高了基质初始浓度。另外充分利用闲置期，将机动潜污泵投入SBR池中进行强制排泥(剩余污泥被排入闲置池中进行消化处理)，同时疏通排泥管以确保每天的正常排泥。经过4个周期的运行，到22日泡沫现象虽未有明显改观，但各池SV均停止了增长。这说明对污泥膨胀原因的分析是正确的，采取的措施是可行的。
通过继续强制排泥使MLSS逐渐回落到3000mg/L左右，并缩短充水时间(由启动1台提升泵改为2台)，进一步提高基质初始浓度，将曝气时间减至6.0h增大了浓度梯度，避免了曝气结束后污泥负荷过低而利于丝状菌生长。到1月24日(氢氧化钙停止投加)，水面悬浮的黄褐色污泥已基本消失，SVI亦缓慢下降(见图2)，出水COD降至120mg/L以下。镜检观察到丝状菌已明显衰减，由丛生状变为分散状，部分单枝已折断成散碎短枝。此时，泡沫量也开始减少，间或有水面露出。
此后每天仍稳定地排除剩余污泥(MLSS控制在3000mg/L左右)并保持其他措施不变。从24日开始SVI持续下降，泡沫也随时间的推移而衰减，到曝气后期主要集中在曝气头上方水面区域，由于粘带的污泥絮体减少其颜色也由暗变亮。到30日，两SBR池的SVI都降到了200mL/g以下，出水COD也已稳定在100mg/L以内。镜检发现污泥恢复到了原来的菌胶团正常状态，且丝状菌基本消失，仅有少量短碎单枝夹裹在污泥中；草履虫和豆形虫等这些只有在污泥性能不好时才出现的微生物也大为减少。污泥膨胀已得到有效控制。