北京市高碑店污水處理廠控制污泥膨脹的分析

1、北京市高碑店污水處理廠控制污泥膨脹的分析摘要：伴隨著活性污泥工藝的產(chǎn)生，污泥膨脹問題一直是運(yùn)轉(zhuǎn)管理中煩憂人們的最大難題之一。在污水處理比較普及的西方興隆國家，象荷蘭、德國、英國、美國，有3050的污水處理廠都發(fā)生過不同程度的污泥膨脹問題。在我國污水處理起步較早的上海，幾乎所有的城市污水處理廠和一些工業(yè)廢水處理廠都存在一定程度的絲狀菌膨脹問題。Abstrat:iththeativatedsludgepressgeneratin,sludgebulkingprblehasbeentheperatinftheadvaneintheanageentfpeplenefthebiggesthallenge

2、s.Intheseagetreatentparediththeppularityfesterndevelpeduntries,suhasthelunen114Netherlands,Gerany,Britain,theUnitedStates,30%t50%ftheseagetreatentplanthaveurredinvaryingdegreesfsludgebulkingprble.hinasseagetreatentinanearlystartinShanghai,alstallftheityseagetreatentplantandanuberfindustrialasteatert

3、reatentplantshaveaertaindegreeffilaentusexpansin.關(guān)鍵詞：污泥膨脹絲狀菌絮凝體Keyrds:sludgebulkingfilaentusfl1前言自從1914年Aldern和Lkett首次創(chuàng)造活性污泥法處理污水技術(shù)之后，到今天的七、八十年中，活性污泥工藝由于其處理出水水質(zhì)好，工藝比較穩(wěn)妥可靠，而且人們?cè)陂L期的理論中，在設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理等方面也積累了豐富的經(jīng)歷，因此，活性污泥法得到廣泛的應(yīng)用。長期以來，它是各種廢水處理，特別是城市污水處理工藝的主流。但是伴隨著活性污泥工藝的產(chǎn)生，污泥膨脹問題一直是運(yùn)轉(zhuǎn)管理中煩憂人們的最大難題之一。在污水處理比較普及的

4、西方興隆國家，象荷蘭、德國、英國、美國，有3050的污水處理廠都發(fā)生過不同程度的污泥膨脹問題。在我國污水處理起步較早的上海，幾乎所有的城市污水處理廠和一些工業(yè)廢水處理廠都存在一定程度的絲狀菌膨脹問題。2概況北京高碑店污水處理廠一期工程于九三年底建成并投入運(yùn)行，設(shè)計(jì)處理才能50萬噸/日，設(shè)計(jì)工藝為傳統(tǒng)活性污泥法。從試運(yùn)行到正式運(yùn)行，處理水量逐年增加，從94年的日均處理污水25萬噸至如今的日均處理污水50萬噸，工藝運(yùn)行一直比較穩(wěn)定，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，獲得了良好的環(huán)境效益和社會(huì)效益。高碑店污水處理廠雖然處理工藝比較成熟，但由于是一個(gè)大型污水處理廠，所以對(duì)工藝運(yùn)行控制的要求就非常高，容易出現(xiàn)這樣或那樣的問

5、題，處理這些問題的過程，正是我們進(jìn)步運(yùn)行管理程度的過程，同時(shí)這些經(jīng)歷也能對(duì)其它污水處理廠的運(yùn)行起到參考作用。九八年二月中旬，高碑店污水廠發(fā)生了污泥膨脹現(xiàn)象，一發(fā)現(xiàn)問題，我們采到了相應(yīng)措施，至四月下旬完全恢復(fù)正常。下面我們就此次出現(xiàn)的污泥膨脹問題的成因研究以及控制過程作一報(bào)告，以供參考。3污泥膨脹前運(yùn)行狀況污泥膨脹是由于活性污泥中絲狀菌異常增殖造成的，而絲狀菌的增殖需要一個(gè)過程，同時(shí)由于該廠規(guī)模大，抗沖擊才能強(qiáng)，發(fā)生污泥膨脹不是短期內(nèi)就能形成的，會(huì)有一個(gè)較長時(shí)間的積累，所以，我們有必要對(duì)污泥膨脹前的一個(gè)月時(shí)間段運(yùn)行狀況作一回憶。3.1進(jìn)水狀況1來水構(gòu)成：高碑店污水廠上游來水包括生活廢水及東郊化工

6、廠、酒精廠等工業(yè)廢水，二者比例根本為1：1，即各占50。經(jīng)環(huán)保部門測(cè)定，水中重金屬等有毒物質(zhì)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。2來水水量：高碑店污水廠上游污水搜集管網(wǎng)搜集到的污水總量據(jù)測(cè)算為80萬噸/日，由于高污廠一期工程日處理才能僅為50萬噸，故處理水量能穩(wěn)定在50萬噸/日，多余污水由上游溢流口排放。3BD5值曝氣池進(jìn)水BD5在98年1月份普遍偏低，根本上處于100g/l以下，特別是從下旬開始，處于明顯的下降趨勢(shì)，最低曾達(dá)40g/l。4水溫：根本保持穩(wěn)定在1415之間。5PH值：保持在7.5左右。3.2曝氣池參數(shù)1污泥濃度：1月份污泥濃度處在較高的程度，維持在2000g/l左右，從1月下旬到2月下旬呈現(xiàn)快速升高

7、的趨勢(shì)，最高達(dá)3500g/l以上。2污泥負(fù)荷：從1月中、下旬開始，至2月上旬這段時(shí)間，污泥負(fù)荷呈下降趨勢(shì)，根本都在0.1kgBD5/kgLSS.d以下，最低曾到達(dá)0.05kgBD5/kgLSS.d。3污泥齡：1月中旬到1月底，污泥齡根本保持在9天左右，泥齡過長，說明污泥已部分老化，抗沖擊才能差。4溶解氧：從1月至2月上旬，溶解氧普遍偏高，缺氧段在0.4g/l以上，好氧段在3g/l以上。5污泥沉降比：從1月下旬到2月上旬呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)，最高曾達(dá)30以上，說明污泥沉降性能正在變差。6污泥指數(shù)：1月開始污泥指數(shù)就一直呈現(xiàn)緩慢的上升趨勢(shì)，說明污泥膨脹的發(fā)生趨勢(shì)。7回流比：根本控制在70左右。8剩余污

8、泥排放量：控制在60003/d左右。3.3微生物鏡檢根據(jù)每日運(yùn)行報(bào)告的鏡檢內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，從1月中旬到2月上旬，微生物種類及數(shù)量呈減少趨勢(shì)，但活性較好?；钚晕勰鄻?gòu)造也逐漸變差，顏色逐漸發(fā)深灰色并有少量菌絲伸出，說明污泥活性及構(gòu)造正在變差，已有發(fā)生絲狀菌膨脹趨勢(shì)。3.4二沉池出水正常，比較清澈。4污泥膨脹發(fā)生時(shí)的主要現(xiàn)象4.1二沉池反映現(xiàn)象1沉面現(xiàn)象在沉池池面上先出現(xiàn)零散的片狀上浮污泥，并陸續(xù)蔓延至全池，該上浮污泥呈淺褐色，伴有大量細(xì)微泡沫，不易打散，加水稀釋攪拌后仍不沉淀，無異常氣味。2出水非常清澈4.2曝氣池反映現(xiàn)象曝氣池池面形成細(xì)微的暗褐色泡沫，取曝氣池活性污泥做30分鐘沉降比時(shí)，發(fā)現(xiàn)絮凝體沉速

9、變慢，活性污泥的壓縮性能變差。污泥容積指數(shù)急劇上升，缺氧段漂浮大量深褐色污泥，致使溶解氧測(cè)定無法進(jìn)展。回流污泥面上由于攪拌產(chǎn)生的氣泡大乒乓球大小，且不容易破碎。4.3微生物鏡檢進(jìn)展微生物觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)大量的菌絲伸出菌膠團(tuán)，菌絲形狀稍彎，無分枝，長度在50u200u之間，直徑在0.71.4u之間，菌絲上有部分附著物，內(nèi)有橫隔，污泥構(gòu)造變差，其它指標(biāo)微生物數(shù)量很少。4.4SVI從圖8中看出，SVI值從98年1月份開始緩慢上升趨勢(shì)，從2月下旬至3月上旬呈加速上升趨勢(shì)，最高達(dá)300以上，此段時(shí)間污泥膨脹程度最嚴(yán)重。5污泥膨脹成因及性質(zhì)分析5.1污泥膨脹產(chǎn)生的研究理論一般研究理論認(rèn)為污泥膨脹的產(chǎn)生主要受以

10、下三方面的因素影響。1來水水質(zhì)因素主要包括：污水陳腐營養(yǎng)物缺乏，不能維持BD5NP10051的比例關(guān)系有毒物質(zhì)偏高2環(huán)境因素主要包括：流量變化大，產(chǎn)生較大沖擊負(fù)荷PH值偏低水溫適宜2530之間3運(yùn)轉(zhuǎn)條件因素主要包括：污泥負(fù)荷偏低，一般小于0.15KgBD5/kgLSS.d低溶解氧，小于1g/l污泥齡長，傳統(tǒng)活性污泥齡超過7天5.2污泥膨脹中絲狀菌種類及性質(zhì)1不同條件下膨脹污泥中占優(yōu)勢(shì)的絲狀菌類群有關(guān)研究列出下表：環(huán)境條件絲狀菌種類低負(fù)荷微絲菌，諾卡氏菌，軟發(fā)菌，0041型菌，0092型菌，0675型菌，0581型菌，0961型菌，0803型菌，021N型菌底D濃度球衣菌，發(fā)硫細(xì)菌，1701型菌

11、，021N型菌，1863型菌和軟發(fā)菌硫化物質(zhì)發(fā)硫細(xì)菌，貝氏硫細(xì)菌，1701型菌，021N型菌和球衣菌營養(yǎng)缺乏N,P發(fā)硫細(xì)菌，021N型菌和球衣菌pH值絲狀真菌2常見絲狀菌性質(zhì)見下表絲狀菌性質(zhì)1701諾卡氏菌0041021N0092軟發(fā)菌球衣菌微絲菌058118511863硫絲菌0603N.liila0961直徑()1.01.01.11.0長度()10050200202201005020010020220100100505010050100100形狀稍彎稍彎稍彎卷曲稍彎直稍彎卷曲卷曲稍彎稍彎直稍彎卷曲稍彎位置ppppppp

12、pppfp,fp,fpp分枝-+-T-,F-滑動(dòng)-鞘+-+-+-附著生長物+-+-+-硫粒-+-內(nèi)含物-+-橫隔+-+-+-+形狀-rvr-r,s,rrd,s,r革藍(lán)染色-+,-+-+-納氏染色-g-,+-,g-g-r,g+-注：p為從絮體內(nèi)伸出；f為自由懸浮在絮體之間；T為真分枝；F為家分枝；d為圓盤形；r為正方形；s為球形；為橢圓形；v為可變；g為綠色屬藍(lán)藻類。3關(guān)于諾卡氏菌有關(guān)研究說明，諾卡氏菌是絲狀菌的一種，是形成生物泡沫的主要原因，它具有極強(qiáng)的疏水性，很難去除和被機(jī)械破碎，經(jīng)常出如今二沉池外表。5.3高碑店污水廠此次污泥膨脹成因及性質(zhì)1由微生物鏡檢可知，高碑店污水廠此次污泥膨脹屬絲狀

13、菌膨脹而不是非絲菌膨脹。2由各種圖表可知，此次膨脹是因來水營養(yǎng)物缺乏主要是BD5偏低，進(jìn)而導(dǎo)致污泥負(fù)荷偏低小于0.1KgBD5/kgLSS.d，污泥齡過長9天，正常微生物食料缺乏，缺少活性，而絲狀菌過度繁殖造成的。3結(jié)合微生物鏡檢及二沉池表象，根據(jù)研究資料，我們認(rèn)為，此次污泥膨脹中絲狀菌類型主要為0041型菌及諾卡氏菌兩種。4根據(jù)絲狀菌菌絲中度，我們認(rèn)為此次污泥膨脹屬中度膨脹。6控制措施及變化過程6.1控制措施通過分析，我們認(rèn)為此次污泥膨脹主要是由于污泥負(fù)荷偏低引起的中度絲狀菌膨脹，考慮到加藥可能產(chǎn)生的副作用，決定通過調(diào)整工藝運(yùn)行參數(shù)，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)曝氣池的管理，來改善污泥狀況。從2月10日開始我

14、們采取了以下措施：1縮短污泥齡主要是通過加大剩余污泥排放量來實(shí)現(xiàn)，由原來的每天排6000立方米加大到13000立方米，回流比仍控制在70，使污泥齡由9天左右縮短到3天左右，從而加快活性污泥更新速度。2進(jìn)步污泥負(fù)荷由于加大了剩余污泥排放量，必然降低曝氣池污泥濃度，由原來的2000g/l左右，降到1200g/l左右，從而有效地進(jìn)步了污泥負(fù)荷，從原來的0.1KgBD5/kgLSS.d以下，進(jìn)步到0.2KgBD5/kgLSS.d以上。3降低溶解氧主要方法是從原來15003/in的供氣量調(diào)整至10003/in的供氣量，使溶解氧由原來的4g/l降至2g/l左右，為活性污泥創(chuàng)造有利的生存環(huán)境。6.2采取控制

15、措施后變化過程這里首先需要說明的是進(jìn)水狀況從各種數(shù)據(jù)來看，根本保持穩(wěn)定，這也就保證了控制措施的穩(wěn)定性，下面就分析一下主要參數(shù)的變化過程。1污泥濃度變化：從圖2看到，從2月10日開始控制，到3月3日，歷時(shí)3周左右，使污泥濃度由原來的3500g/l左右降至10001500g/l之間，并一直保持此值。2污泥負(fù)荷變化：從圖3看到，在開始控制的前3周左右的時(shí)間里，污泥負(fù)荷并沒有明顯的變化，從第四周開始有明顯的上升趨勢(shì)，從0.1KgBD5/kgLSS.d逐步上升到0.3KgBD5/kgLSS.d左右，但由于4月4日至10日，二系列初沉池進(jìn)展維護(hù)，而使二系列停頓進(jìn)水，至使污泥負(fù)荷有所反復(fù)，但總的趨勢(shì)是上升的

16、，并在0.20.3KgBD5/kgLSS.d之間。3污泥齡變化趨勢(shì)：從圖4看到，從2月10日3月5日污泥一直控制在3天左右，從3月6日以后，由于設(shè)備、設(shè)施維修等原因，泥齡變化幅度較大，但根本保持在34.5天之間。4溶解氧變化：從圖5看到，缺氧段溶解氧在1月份普遍偏高達(dá)0.4g/l以上，在污泥發(fā)生膨脹后由于池面漂浮大量污泥，至使無法測(cè)定溶解氧值，在恢復(fù)后根本在0.2g/l以下。從圖6我們看到，好氧段溶解氧在1月份也普遍偏高，達(dá)4g/l左右。在控制期變化幅度較大，主要是受鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)，故而延長了控制時(shí)間，在穩(wěn)定后根本保持在23g/l之間。5沉降比變化：從圖7看，從1月下旬開始，污泥沉降比從最

17、低的11開始，呈反復(fù)上升趨勢(shì)，到3月下旬到達(dá)最高30左右，之后呈現(xiàn)逐級(jí)回落，最后穩(wěn)定在103g/l之間。6污泥指數(shù)變化：從圖8看到，污泥指數(shù)的變化趨勢(shì)非常明晰，從1月開始，就運(yùn)行在緩慢的上升通道中，至3月中旬，也就是污泥膨脹頂峰期，污泥指數(shù)發(fā)生了突然上揚(yáng)到300以上，之后隨著控制措施的作用，呈現(xiàn)緩慢下降趨勢(shì)，至正常時(shí)保持在100左右。7微生物相變化：從2月9日，對(duì)曝氣池末端混合液進(jìn)展微生物觀察時(shí)，所有的絮凝體上都有菌絲，但密度較低從2月12日3月2日，所有絮凝體上都有菌絲，密度中度，并且菌絲之間有較多互相交織，菌絲較長50200u，菌絲上附著物較多，并有較多游離的菌絲，并且其它類型指示微生物極

18、少，僅觀察到輪蟲、盾纖蟲、偶爾有少量的鐘蟲，污泥構(gòu)造較差。從3月3日3月8日，絲狀菌豐度降低，菌絲也變短，其中菌絲上有大量的附著物，并有較多的管葉蟲、斜管蟲，污泥構(gòu)造較差；3月15日微生物相觀察時(shí)，指示微生物明顯減少，絮凝體中菌絲又明顯增多、增長。3月16日3月24日所有絮凝體上都有菌絲，密度偏高，較多的交織成網(wǎng)，菌絲上附著物較少，3月25日4月3日，微生物相無明顯變化，絲狀菌密度中等，污泥的沉降性較差，4月104月13日，絲狀菌豐度逐步下降，構(gòu)造一般，有較多的毛蟲類微生物出現(xiàn)，4月17日絮體上的菌絲變短，且密度極低。(見圖片7)根本上恢復(fù)正常，鐘蟲類微生物增多，構(gòu)造較好，污泥的沉降性能好。8

19、曝氣池、二沉池池面變化及二沉出水水質(zhì)：從2月9日3月2日，曝氣池有大量暗褐色泡沫，不易破碎，易堆積，說明污泥膨脹仍在慣性發(fā)生，至3月3日時(shí)，暗褐色泡沫明顯減少，這與曝氣池LSS降低有直接關(guān)系。在膨脹過程中，二沉池面上有大量的片狀污泥上浮，由于二沉池是中心進(jìn)水，周邊出水的輻流式沉淀池，在出水堰板前有浮渣擋圈，阻止上浮污泥隨水流失，上浮污泥給人工去除。除3月14日、15日、16日及3月22日、23日這幾天出水SS30g/l，這與D過低有直接關(guān)系，其它出水水質(zhì)SS為21.029.0g/l，BD為1020g/l。7結(jié)論7.1污泥膨脹的提早判斷通過對(duì)各種趨勢(shì)的分析，我們認(rèn)為有兩個(gè)參數(shù)對(duì)于污泥膨脹發(fā)生趨勢(shì)

20、的提早判斷非常重要：一個(gè)就是污泥負(fù)荷是否連續(xù)兩周以上時(shí)間維持在0.1KgBD5/kgLSS.d以下，另一個(gè)就是污泥指數(shù)是否連續(xù)兩周以上保持上升趨勢(shì)，兩者要同時(shí)參考，假設(shè)同時(shí)發(fā)生，根本就可判斷污泥膨脹將要發(fā)生的趨勢(shì)，應(yīng)立即采取控制措施。7.2控制污泥膨脹的時(shí)間1控制措施產(chǎn)生作用的時(shí)間從2月10日我們開始采取控制措施后，污泥膨脹仍慣性開展，到3月6日到達(dá)頂峰，期間為27天，然后開始轉(zhuǎn)好，因此我們認(rèn)為對(duì)污泥膨脹的控制措施不會(huì)立即見到效果，而是有一定滯后期，該滯后期為污泥齡9天的3倍時(shí)間。2從開始控制到完全恢復(fù)正常的時(shí)間在本次控制過程中，由于設(shè)施維護(hù)導(dǎo)致3月6日9日二系列停頓進(jìn)水4天，4月3日9日二系列停頓進(jìn)水6天，同時(shí)，由于鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)故障頻繁試機(jī)，使3月19日25日這段時(shí)間供氣不穩(wěn)定，造成各項(xiàng)指標(biāo)有所反復(fù)。從2月10日開始采取控制措施到4月20日完全恢復(fù)，實(shí)際共用了10周左右時(shí)間，