以活性污泥法為代表的生物處理技術(shù)一直是人類(lèi)解決廢水問(wèn)題的主要手段，但在采用活性污泥法處理廢水的運行過(guò)程中，有多種原因可引起活性污泥的活性受到抑制而導致微生物性質(zhì)和類(lèi)群的改變、甚至死亡、有機底物的去除率下降。即使是改良活性污泥法，在處理過(guò)程中，也面臨著(zhù)同樣的難題。

 

改良活性污泥法簡(jiǎn)介

 

改良活性污泥法實(shí)際上是一種傳統活性污泥法與生物膜法相結合而組成的雙生物體組分生物反應器，通過(guò)投加滿(mǎn)足特殊要求的生物載體并使之處于懸浮狀，不僅大大提高了反應器中生物量，而且增強了系統運行的穩定性及對沖擊負荷的抵御能力。它在傳統工藝曝氣池中投加一定數量的多孔塑料球作為活性生物的載體材料，一般投加量為曝氣池有效容積的10%-30%，載體表面附著(zhù)較大數量的附著(zhù)生長(cháng)型硝化細菌，而且其停留時(shí)間要比懸浮型生物停留時(shí)間長(cháng)的多，因而即使在較高的負荷條件下也可獲得很好的硝化作用。另外，附著(zhù)在載體填料表面的生物量，運行過(guò)程中在其內部存在良好的缺氧區，在載體內部形成微型的反硝化反應器，故造成在同一反應器內同時(shí)發(fā)生碳化、硝化、反硝化的作用。在載體表面生長(cháng)的生物膜具有良好的svi值，脫落的生物膜隨懸浮活性污泥進(jìn)入二沉池，有利于污泥沉降性能的改善。生物膜上的生物量通常為8-20g/l，最大可達30g/l，處于懸浮狀態(tài)的生物量濃度一般為3-6g/l。

 

其中，投加生物載體(填料)主要為達到以下幾個(gè)目的：提高生物量、提高系統抗沖擊能力、固定硝化菌并改善污泥的沉降性。

 

污泥性能鑒定指標

 

一、活性污泥沉降比

 

取曝氣池吸附段混合液，沉降30min后沉降污泥與混合液容積之比，以百分數表示。它反映曝氣池污泥的數量，控制活性污泥的排放。

 

二、污泥濃度

 

每升混合液的污泥干重，以g/l表示，表明微生物數量的多少。濃度過(guò)低不利于氧化有機物，過(guò)高則會(huì )供氧不足。

 

 三、污泥指數

 

曝氣池出口混合液靜止沉淀30min后，每克干污泥所占的容積，以g/l表示。它反映污泥疏散程度和吸附、沉降性能，一般以介于70-100g/l為宜。過(guò)低說(shuō)明污泥細碎，無(wú)機物含量高，缺乏活性，過(guò)高說(shuō)明污泥疏散沉降性能差，即將膨脹或已經(jīng)膨脹。

 

四、生物相

 

在活性污泥中存活的原生動(dòng)物有肉足蟲(chóng)、鞭毛蟲(chóng)和纖毛蟲(chóng)等三類(lèi)。在活性污泥系統啟動(dòng)的初期，活性污泥尚未得到良好的培育，處理的出水水質(zhì)欠佳，此時(shí)出現的原生動(dòng)物以肉足蟲(chóng)占優(yōu)勢，隨著(zhù)活性污泥的進(jìn)一步培養繼之出現的則是游泳型的纖毛蟲(chóng)占有優(yōu)勢，隨著(zhù)活性污泥的進(jìn)一步培養成熟，將出現固著(zhù)型的纖毛蟲(chóng)為主的原生動(dòng)物，此時(shí)處理的水水質(zhì)良好。

 

廢水中的微生物系統

 

好氧活性污泥(絨粒) 的結構和功能中心是能起絮凝作用的細菌形成的細菌團塊，稱(chēng)菌膠團。其上生長(cháng)著(zhù)其他的微生物，如原生動(dòng)物和某些微型后生動(dòng)物(輪蟲(chóng)和線(xiàn)蟲(chóng)) 。

 

因此，曝氣池內的活性污泥在不同的營(yíng)養、供氧、溫度及ph等條件下，形成由最適宜增殖的絮凝細菌為中心，與其他的微生物組成一個(gè)生態(tài)系。

 

構成活性污泥的微生物種群相對穩定，但當營(yíng)養條件( 化學(xué)組成，濃度) 、溫度、供氧、溫度、ph等環(huán)境條件改變，會(huì )導致主要細菌種群(優(yōu)勢菌) 改變。

 

高濃度的工業(yè)廢水生物處理的mlss保持在3000-5000mg/l，1ml好氧活性污泥中的細菌有107-108個(gè)。

 

鐘蟲(chóng)和輪蟲(chóng)對溶解氧和毒物特別敏感；污水凈化程度越高，相應出現較高級的微生物。有機廢水凈化過(guò)程中微生物演變的過(guò)程如圖3所示。

 

可根據原生動(dòng)物遇惡劣環(huán)境改變個(gè)體形態(tài)及其變化過(guò)程判斷進(jìn)水水質(zhì)變化和運行中出現的問(wèn)題。當溶解氧不足或其他環(huán)境條件惡劣時(shí)，鐘蟲(chóng)的尾柄先脫落，隨后蟲(chóng)體后端長(cháng)出次生纖毛環(huán)呈游泳生活狀態(tài)(游泳鐘蟲(chóng))，或蟲(chóng)體變形，甚至呈長(cháng)圓柱形，前段閉鎖，纖毛環(huán)縮到體內，依靠次生纖毛環(huán)相反方向游泳，如果廢水水質(zhì)不加以改善，蟲(chóng)體將會(huì )越變越長(cháng)，最后變成胞囊，甚至死亡。

 

1ml正常好氧活性污泥的混合液中有5000-20000個(gè)原生動(dòng)物，70%-80%的是纖毛蟲(chóng)，尤其是小口鐘蟲(chóng)、溝鐘蟲(chóng)、漫游蟲(chóng)出現頻率高，起重要作用，輪蟲(chóng)則有100-200 個(gè)。 表1表明了纖毛蟲(chóng)在廢水處理中的凈化作用。

 

 

通過(guò)顯微鏡的鏡檢能夠觀(guān)察到出現在活性污泥中的微生物并辨識其種屬，據此能夠判斷處理水質(zhì)的優(yōu)劣，因此，將微生物稱(chēng)為活性污泥系統中的生物指示劑。各微生物電鏡下的圖樣如圖4-8所示。

 

 

 

污泥中毒現象及原因

 

一、污泥中毒時(shí)的現象

 

污泥中毒特征好氧生物系統運行過(guò)程中出現下列現象時(shí)，往往是污泥中毒的特征。

 

①活性污泥絮體呈微細化，顏色異常，沉降性能變壞，上清液渾濁且有許多細小羽毛狀污泥殘片。

 

②鏡檢可發(fā)現原生動(dòng)物，如，輪蟲(chóng)、鐘蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)等數量大減，即使有幾個(gè)也已死亡或失去活性。顯微鏡下污泥絮體體積比平時(shí)小而零散?？筛鶕?來(lái)判斷水質(zhì)的好壞。

 

③二沉池內污泥呈云浪狀上浮，并陸續蔓延至全池，出水跑泥嚴重。 

 

④最終出水水質(zhì)渾濁，其cod值遠遠高于正常波動(dòng)范圍。

 

二、污泥中毒原因

 

1、進(jìn)水水質(zhì)引起

 

污泥中毒原因是系統進(jìn)水水質(zhì)突然改變，某些物質(zhì)如重金屬、na、k無(wú)機鹽等濃度遠遠超過(guò)微生物所能承受的極限，或者進(jìn)水負荷突然變化超出活性污泥所能承受的范圍等等，活性污泥難以適應新環(huán)境條件，其生長(cháng)繁殖受到抑制，生物群體大量死亡導致污泥活性降低，發(fā)生膨脹，影響出水水質(zhì)。

 

①過(guò)量的表面活性物質(zhì)和油脂類(lèi)化合物

 

這類(lèi)物質(zhì)可以影響細胞質(zhì)膜的穩定性和通透性，使細胞的某些必要成分流失而導致微生物生長(cháng)停滯和死亡。當曝氣池進(jìn)水中含有大量這類(lèi)物質(zhì)時(shí)，會(huì )產(chǎn)生大量泡沫(氣泡) ，這些氣泡很容易附聚在菌膠團上，使活性污泥的比重降低而上浮。另外，當進(jìn)水含油脂量過(guò)高時(shí)，經(jīng)過(guò)曝氣與混合，油脂會(huì )附聚在菌膠團表面，使細菌缺氧死亡，導致比重降低而上浮。 

 

②ph 值沖擊

 

過(guò)高或過(guò)低的ph值會(huì )影響活性污泥微生物胞外酶及存在于細胞質(zhì)和細胞壁里酶的催化作用以及微生物對營(yíng)養物質(zhì)的吸收。當連續流曝氣反應池內ph＜4.0或ph＞11.0 時(shí)，多數情況下活性污泥中微生物活性受到抑制，或失去活性，甚至死亡，以致發(fā)生污泥上浮。用sbr法處理啤酒廢水和化工廢水的實(shí)驗結果表明：當進(jìn)水ph值為2.5-5.0和 10.0-12.0 時(shí)，ph值越低(或越高) ，污泥活性受抑制越嚴重，上浮污泥量越多。控制低ph值(3.5-7.0)的反應周期內ph值不變，兩種廢水的活性污泥在ph≤5.5時(shí)就開(kāi)始出現污泥上浮。另一方面，隨著(zhù)ph值的增加，由于胞外聚合物的電離官能團增加，活性污泥絮凝作用增加(盡管帶的負電性增加)，但當ph值超過(guò)一定范圍后，絮凝作用下降?？梢?jiàn)，這時(shí)的電排斥作用增加，也會(huì )造成活性污泥脫絮、懸浮、不絮凝、反絮凝和上浮。

 

③鹽含量的影響

 

對進(jìn)水的ph值調整不能消除堿度對活性污泥的影響。對堿性進(jìn)水調ph值，雖然中和了堿性物質(zhì)，但產(chǎn)生了鹽。鹽溶液濃度不同其滲透壓也不同，滲透壓是影響微生物生存的重要因素之一。如微生物所處的溶液滲透壓發(fā)生突變，就會(huì )導致細胞死亡。

 

④水溫過(guò)熱

 

組成活性污泥的微生物適合的溫度范圍一般為15-35℃，超過(guò)45℃時(shí)會(huì )使活性污泥中大部分微生物死亡而上浮( 經(jīng)過(guò)長(cháng)期馴化的或特殊微生物除外) 。蘭州石化污水處理廠(chǎng)污水溫度一般情況下，都在20多度。 

 

⑤致毒性底物

 

對好氧活性污泥微生物有致毒作用的底物主要包括：含量過(guò)高的cod、有機物(酚及其衍生物，醇，醛和某些有機酸等)、硫化物、重金屬及鹵化物。高底物濃度可與細胞酶活動(dòng)中心形成穩定的化合物，導致基質(zhì)不能接近，無(wú)法被降解，甚至使細胞中毒死亡。而且廢水中有機物的突變，使原被馴化好的并能降解有機毒物的微生物減少或消失。

 

2、工藝運行方面

 

①過(guò)量曝氣

 

微生物處于饑餓狀態(tài)而引起自身氧化進(jìn)入衰老期，池中溶解氧濃度(do)上升，或者由于污泥活性差，供氧過(guò)多?？傊?，do上升，短期內污泥活性可能很好，因為新陳代謝快，有機物分解也快，但時(shí)間一久，污泥被打得又輕又碎(但無(wú)氣泡)，象霧花片似的飄滿(mǎn)沉淀池表面，隨水流走。這種污泥色淺，活性差，耗氧速率下降，污泥體積和污泥指數增高，處理效果明顯降低。

 

②缺氧引起的污泥上浮

 

污泥呈灰色，若缺氧過(guò)久則呈黑色，并常帶有小氣泡。 

 

③反硝化引起的污泥上浮

 

當廢水中有機氨化合物含量高或氨氮高時(shí)，在適宜條件下可被硝酸菌和亞硝酸菌氧化為no3-，如二沉池積泥或停留時(shí)間過(guò)長(cháng)，no3-還原產(chǎn)生的n2會(huì )被活性污泥絮凝體所吸附，使得活性污泥上浮。 

 

④回流量太大引起的污泥上浮

 

回流量突增，會(huì )使氣水分離不徹底，曝氣池中的氣泡帶到沉淀區上浮，這種污泥呈顆粒狀，顏色不變，上翻的方向是從導流區壁直向沉淀區壁成湍流翻動(dòng)。

 

⑤二沉池池底積泥引起的污泥上浮

 

如果二沉池底泥發(fā)酵，產(chǎn)生的co2和h2也會(huì )附聚在活性污泥上，使污泥比重降低而上浮。污泥腐化產(chǎn)生ch4、h2s后上浮，首先是一個(gè)個(gè)小氣泡逸出水面，緊接著(zhù)有黑色污泥上浮。

 

污泥中毒控制調節

 

①合理投加營(yíng)養鹽由于工業(yè)廢水中營(yíng)養比例失調，常常碳源充分而氮、磷等營(yíng)養物不足，因此處理工業(yè)廢水時(shí)須另外補加。一般以尿素和磷酸鹽為氮源和磷源，但投加量不宜過(guò)量，bod5:n:p=100:5:1。②曝氣池入口設中和池及由堿池、酸池、ph檢測儀、ph自動(dòng)調節閥等組成的ph 自動(dòng)調節系統，使曝氣池進(jìn)水的ph值控制在6-9內。 ③污泥停留時(shí)間太長(cháng)時(shí)，加大曝氣量和回流量，減少進(jìn)水量并清除死污泥。 ④活性污泥的微生物組成主要依賴(lài)于廢水成分、流動(dòng)形式、運行條件和適宜的設計。由于在實(shí)際處理過(guò)程中幾乎難以控制廢水成分，因此對運行條件和反應器設計進(jìn)行優(yōu)化選擇至關(guān)重要。穩定曝氣池進(jìn)水水質(zhì)的最可行、最經(jīng)濟的方法是終水回流，用以稀釋、調節曝氣池進(jìn)水中的有機物濃度，使其穩定在一定范圍內。

 

結論：污泥中毒現象對于不同的水質(zhì)，其表現形式和恢復措施也不盡相同。在分析出可能會(huì )引起污泥中毒的各類(lèi)原因后，具體的列出了相應的控制調節對策。而在具體的運行過(guò)程中，應該對污泥中毒有一定的預見(jiàn)性及系統若發(fā)生該類(lèi)事故，其原因何在，出路在哪，從而防患于未然，這樣才能提高系統的應變的能力。

 

文章來(lái)源：46危廢

 

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