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絲狀菌引起汙泥膨脹的原因及控製方法

文章出處:AG贵宾会環境 人氣: 發表時間:2018-05-16 15:19

 

活性汙泥法的關鍵技術是活性汙泥沉降性能的好壞,它直接影響了出水水質,而汙泥膨脹是惡化處理水質的重要原因。

汙泥膨脹分絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹兩類。其中90%是由絲狀菌引起的,隻有10%左右是由非絲狀菌引起的。今天,我們就來講一講絲狀菌膨脹的原因及控製措施。

 

1、絲狀菌汙泥膨脹的原因

1.1 進水水質

1.1.1 原水中營養物質含量不足

活性汙泥法處理汙(廢)水的過程,就是汙泥中的微生物種群不斷地吸收、利用水中汙染物,在自身增殖的同時,將汙染物加以降解的過程。隨反應的進行需要多種營養物質保證其正常的新陳代謝活動,並維持生物的動態平衡和活動。若微生物的食物不足,會使低營養型微生物絲硫細菌、貝氏硫細菌過度繁殖,在與菌膠團細菌的競爭中占優。

1.1.2 原水中碳水化合物和可溶性物質含量高

絲狀菌與其它菌種相比有其自身的一些特點,它對高分子物質的水解能力弱,較難吸收不溶性物質。所以,當廢水中含有較多量的可溶性有機物時,有利於底物中絲狀菌的繁殖。此外,廢水中含過多量的糖類碳水化合物時,諸如球衣菌屬的絲狀菌能直接將葡萄糖、乳糖等糖類物質作為能源加以吸收利用,同時分泌出高粘性物質覆蓋在菌膠團細菌表麵,從而大大提高了汙泥的水結合率。

1.1.3 硫化物含量高

正常的活性汙泥中硫代謝絲狀菌含量不多,若汙水中硫化物含量偏高(這種情況多存在於工業廢水中),容易引起諸如硫化菌、貝氏硫化菌等硫代謝絲狀菌的過量增殖,致使引發汙泥膨脹。

1.1.4 進水波動

進水波動是指進入活性汙泥反應器的原水在流量以及有機物濃度、種類方麵的改變。如果曝氣池中有機物濃度突然增加,就會因微生物呼吸迅速致使溶解氧含量降低,此時絲狀菌在爭奪氧中占優,大量繁殖,引起汙泥膨脹。

1.2 反應器環境

1.2.1 溫度

反應器底物中每種細菌都有自己的最適宜生長溫度,在最適宜生長溫度下,其繁殖旺盛,競爭力強。如果溫度較低,汙水中微生物代謝速度較慢,會積貯起大量高粘性的多糖類物質,使活性汙泥的表麵附著水大大增加,SVI值增高,從而可能會引起汙泥膨脹。溫度對絲狀菌的影響也是很普遍的,絲狀菌膨脹對溫度具有敏感性,在其它條件等同的情況下,10℃時產生嚴重的汙泥膨脹現象;將反應器溫度提高到22℃,不再產生汙泥膨脹。這也是大多數活性汙泥在冬季時會產生汙泥膨脹或者汙泥膨脹更加嚴重的原因之一。

1.2.2 溶解氧

溶解氧作為構成活性汙泥混合液三要素(氣、水、泥)之一,是許多生物降解反應的必要條件。菌膠團細菌和浮遊球衣菌等絲狀菌對溶解氧需要量差別比較大,菌膠團細菌是好氧菌,而絕大多數絲狀菌是適應性強的微好氧菌。因此,若溶解氧含量不足,菌膠團菌的生長受到抑製,而絲狀菌仍能正常利用有機物,在競爭中占優。

1.2.3 pH值

pH值較低,會導致絲狀真菌的繁殖而引起汙泥膨脹。活性汙泥微生物最適宜的pH值範圍是6.5~8.5;pH值低於6.5時利於真菌生長繁殖;pH值低至4.5時,絲狀真菌將完全占優,活性汙泥絮體遭到破壞,所處理的水質惡化。

1.2.4 BOD-汙泥負荷

BOD汙泥負荷是設計活性汙泥反應池和控製其運行的重要指標。

 

 

2、絲狀菌引起汙泥膨脹的控製方法

2.1 投加藥劑法控製汙泥膨脹

汙泥膨脹的早期控製方法主要是靠外加藥劑(如消毒劑)直接殺死絲狀菌或投加無機或有機混凝劑增加汙泥絮體的密度來改善汙泥絮體的沉降性能。目前此類方法仍運用於某些汙水處理廠。

2.1.1 投加氧化劑

(1)投加Cl2或漂白粉。控製汙泥膨脹采用的傳統氧化劑是Cl2。具有氧化能力的Cl2、HOCl和次氯酸根滲入細胞後,能破壞菌體內的酶係統,導致細胞死亡。絕大程度上說的絲狀菌都可通過加氯氣加以控製。

(2)投加H2O2。雙氧水在控製汙泥絲狀菌膨脹中的應用也相當廣泛。有研究發現,控製絲狀菌的最少投量是0.1 g/kg·d(H2O2/MLSS)時,將會破壞脫磷作用,投加一段時間後(大概10天)脫磷作用會慢慢恢複。H2O2的毒性對脫氮作用隻有少量的影響,在檢測中沒有發現氨、氮和硝酸鹽氮有明顯變化。

(3)投加O3。投加臭氧也可以控製絲狀菌引起的汙泥膨脹,臭氧還能有效地改善硝化作用和提高難降解有機物的去除率,臭氧一般投加在好氧區。

2.1.2 投加凝聚劑

投加合成的有機聚合物、鐵鹽、鋁鹽等混凝劑均可以通過其凝聚作用來提高汙泥的壓密性增加汙泥的比重;投加高嶺土、碳酸鈣、氫氧化鈣等也可以通過提高汙泥的壓密性來改善汙泥的沉降性能。

當汙泥膨脹發生時,采用上述方法能較快地降低SVI值,但是沒有從根本上控製住絲狀菌的繁殖。一旦停止加藥,汙泥膨脹可能又會出現。加藥改變了微生物的生長環境,無疑會對汙水處理廠的穩定運行產生負麵影響,因此隻能作為臨時應急隻用。

 

2.2 改善環境法控製汙泥膨脹

通過對汙泥膨脹機理不斷深入的研究和對絲狀菌作用的進一步了解,對於汙泥膨脹的控製方法也隨之由簡單的投藥等方法發展到應用生態學的原理調節處理工藝運行條件及反應器環境條件,通過協調菌膠團菌微生物與絲狀菌共生關係,從根本上消除汙泥的絲狀菌膨脹問題。

2.2.1 增設生物選擇器

早在上世紀70年代人們就發現,當曝氣池中混合液呈推流狀態並形成一個明顯的底物濃度梯度時,不易發生汙泥膨脹。生物選擇器的設計原理就是使曝氣池中的生態環境有利於選擇性地發展菌膠團細菌,應用生物競爭的機製控製絲狀菌的過度增殖,從而控製汙泥膨脹。我們可在曝氣池之前設一個小池,局部地提高F/M值,或把曝氣池前端設置成高負荷接觸區,選擇性地培養菌膠團細菌,使其成為優勢菌種。

選擇器可分為好氧、缺氧和厭氧三種類型。好氧選擇器的工作原理是利用菌膠團細菌能在高負荷底物濃度中迅速繁殖並貯存這些底物,而此時絲狀菌的增長速率並不能明顯地提高。高負荷接觸之後的曝氣反應中,菌膠團細菌利用貯存的底物大量繁殖生長,絲狀菌因食物缺乏而使其生長收到抑製。缺氧選擇器的工作原理是大部分菌膠團細菌能夠利用硝酸鹽中的化合態氧作氧源生長繁殖。而絲狀菌此功能較弱,所以生長受到抑製。

2.2.2 采用SBR工藝

從SBR法的反應階段其底物濃度的變化可以看出,SBR法不易發生汙泥膨脹。SBR法反應階段的底物濃度變化相當於普通汙泥曝氣池分格數為無窮多時的情況(因為普通汙泥處理法曝氣池分格數越多越接近推流式)。這就有利於菌膠團細菌在競爭中處於優勢。此外,SBR法的優點還有:進水和反應開始階段的反應器處於厭氧狀態,有利於抑製絲狀菌的過量生長; SBR法的汙泥齡短,比增值速率較小的絲狀菌不能很好地繁殖;可以省去初沉池相對減少廢水中溶解性底物的比例,同時增加了總懸浮固體量。由此可見,SBR本身就是一個很好地防止汙泥膨脹的選擇器。

2.2.3 回流汙泥再生法

此法主要應用在脫氮除磷工藝中,將二沉池排出的回流汙泥排入一單獨設置的曝氣池內進行曝氣,將微生物體內貯存物質氧化,從而使菌膠團細菌具有最大吸附和貯存能力,使汙泥得到充分再生並恢複活性,所以可以在與絲狀菌的競爭中獲得優勢,抑製絲狀菌的過量繁殖。