摘 要：生化法對進水的有機物負荷要求比較嚴格 , 當進水條件突變時 , 易使活性污泥中毒而失去活性 ,并發生污泥膨脹。而煉油廢水受生產情況的影響 , 水質、水量變化很大 , 因此使得生化處理設施的運行很不利 , 時常發生污泥膨脹 , 使污泥沉降性能惡化。針對這一問題 , 分析了造成污泥膨脹的機理和水質情況 , 并提出了相應的控制措施。
關鍵詞：大港油田，生化法，活性污泥，膨脹，控制措施
活性污泥中的菌膠團細菌和絲狀菌形成一個微生物共生的生態體系, 在這種共生關系中, 絲狀微生物是一種不可缺的重要微生物, 其對于維持污泥絮體的結構穩定, 保證活性污泥系統高效穩定地凈化污水起著重要的作用, 活性污泥中的絲狀菌太高, 太低都不適宜實際運轉, 絮凝體內絲狀菌大量生長并伸出菌膠團之外時, 形成菌膠團外的網狀結構, 此時妨礙菌膠團的絮凝和沉淀, 絮凝體內無絲狀菌時, 菌膠團往往比較脆弱, 很容易被分裂成小的零碎的絮體, 出水渾濁。在絲狀菌與菌膠團細菌平衡生長時, 不會產生污泥膨脹問題, 在活性污泥中菌膠團細菌占主導優勢時, 污泥有著良好的沉降性能。只有當絲狀菌生長超過菌膠團細菌時, 才會出現污泥膨脹。此時, 污泥的沉降性能變差, 出水水質惡化、渾濁。
在曝氣池中的生態環境下, 有利于選擇性地發展菌膠團細菌, 應用生物競爭機制抑制絲狀菌的過度增殖, 從而控制污泥膨脹。
1膨脹原因
活性污泥法處理煉油廢水后的水質不穩定, 主要是曝氣池受來水的沖擊, 使得活性污泥不能正常生長, 故不能平穩地處理廢水。分析其原因有以下幾個方面。
1.1 沖擊負荷
流入到污水處理系統中的廢水濃度、組成以及流量等發生了急劇變化, 于是生化池中微生物的呼吸就會受到刺激, 如果供氧量不變, 則生化池中的DO 馬上就會降低, 在這種情況下, 活性污泥中的微生物將對有限的DO 展開競爭, 在 DO 的消耗方面, 表面積比較大的絲狀菌比菌膠團有利, 所以絲狀物增殖, 而菌膠團衰減。總而言之, 在高負荷、低溶解氧狀態下刺激了絲狀菌的生長, 結果造成了污泥沉降性能的變化。
1.1.1 來水有機物含量 (COD) 高
石油煉制廢水成分復雜, 有機物濃度高, 變化大。廢水有機物的突變, 使原馴化好的并能降解其有機物的微生物減少或消失, 而降解另一些有機物的微生物增多或新的菌種出現, 這樣又經過一段時間微生物才能適應。因此, 當進水有機物急劇變化, 絮狀菌膠團細菌生長速率降低, 造成絲狀菌生長占優勢, 很容易使活性污泥受沖擊, 菌膠團抵抗能力差, 而絲狀菌膠團有很強的適應力, 最后誘發污泥膨脹。
1.1.2 進水含油高
當生化池進水含油高于一定值 (一般為 50mg/ L) 時, 經過充氧與活性污泥混合, 油脂附聚在菌膠團表面, 影響細菌的供氧, 使細菌因缺氧而死亡, 并使活性污泥的比重降低, 因此曝氣池進水含油應小于50 mg/ L , 活性污泥才不受沖擊。
1.1.3 進水含硫高
絲狀菌與流水中硫化物及其它還原態硫化物有關, 這類細菌可以氧化簡單有機化合物, 還能氧化還原態硫化物, 獲得能量, 得到競爭優勢, 引發硫絲菌為主的膨脹。
1.2 礦生化池中營養關系出現較大失調
污水中的微量元素和營養物經常會影響到污泥的沉降性能, 而煉油廢水中含有較多的 C (有機物) , 但缺乏 N 和 P兩種元素。一般以尿素和磷酸鹽為氮源和磷源。但處理設施沒有自動投加 N、P的裝置, 由人工直接投料無法保證均勻性, 造成了投料時濃度高, 然后很快下降趨近于 0 , 所以活性污泥總是處于營養不均勻的環境中, 難以發揮其應有的活性。
1.3 溶解氧
菌膠團細菌只有在溶解氧比較充足的情況下(2 ～ 4 mg/ L) 才可能正常生長, 當溶解氧低于110 mg/ L , 菌膠團細菌受到很大抑制, 絲狀菌卻能很好地繁殖, 引發污泥膨脹。
1.4 有毒物質
有毒物質對活性污泥的影響, 按其毒性作用分三個方面:
☆ 僅對膨脹有關的絲狀菌具有毒性作用的物質;
☆ 對凝聚性菌膠團有毒性作用的物質;
☆ 對絲狀菌、凝聚菌膠團均有毒性作用的含糖
醛廢水對凝聚性的菌膠團的毒性作用比絲狀菌要強, 菌膠團抵抗能力弱, 因此受到衰減, 相對地絲狀菌卻占了優勢, 結果將發生絲狀菌性膨脹。
2 控制措施
☆ 在污水處理場設酸堿中和罐與 pH 測定儀,保證使得生化池進水 pH 控制在 6～9 的范圍內。當生化池 pH 小于 4 或大于 11 時, 多數情況下污泥失去活性, 甚至死亡。
☆ 控制好溫度是影響微生物生長與生存的重要因素之一。在一定溫度內, 對微生物的代謝活動和生長繁殖有益, 超出此范圍, 微生物的活動急劇下降, 甚至死亡。活性污泥適合溫度為 15～35 ℃,超出45 ℃大部分污泥就要死亡。因此, 冬季寒冷地區應設加溫設施。
☆ 污水處理場應設有大容積的調節罐, 避免生化池遭受水力負荷的沖擊。調節罐中設有收油裝置。液位控制在50 %以下。
☆ 控制好生化池前的均質罐的液位, 因為高液位會使均質罐緩沖水量的能力下降, 甚至喪失, 而低液位運行不僅均質效果差, 且易使油和均質罐底泥進入生化池, 造成活性污泥受沖擊, 因此液位宜控制在50 %～70 %之間, 并且定期沖洗均質罐。
☆ 合理投入營養鹽。由于煉油廢水中營養比例失調, 常常碳源充分而氮磷不足, 處理此類廢水時須另外補加氮和磷, 應當設專門加藥池, 攪拌均勻后以一定流速連續不斷地投加到生化池內或浮選池出口。
☆ 根據來水負荷及時調整溶解氧。如果溶解氧濃度不足, 在任何負荷下都可能發生污泥膨脹, 同樣只要負荷足夠高, 在任何溶解氧的條件下, 也可能發生污泥膨脹。因此, 一般DO應不低于2mg/ L。
☆ 進生化池污水的含硫量應控制在 10 mg/ L以下。應加強汽提脫硫裝置的監控管理, 避免高含硫污水對生化池活性污泥的沖擊, 引發硫絲菌大量繁殖, 造成污泥膨脹, 甚至在短時間內造成菌膠團大量死亡。
☆ 加完有關藥劑并調整好營養關系后, 應悶曝2 h , 讓活性污泥在自身重力條件下靜止沉降 l h ,以利于污泥絮凝、吸附及沉降性能的恢復, 調整好進水量, 污泥回流量, 恢復正常運轉。
☆ 活性污泥在污水處理的過程中是不斷增長的, 多余的活性污泥要及時排出, 以維持正常沉降比。
☆ 由于在高負荷下, 微生物僅僅是儲存和吸收有機物為內儲存物, 還來不及將其氧化, 這樣造成微生物特別是絮狀菌膠團細菌生長速率的降低, 從而造成絲狀菌生長占有優勢。因此, 應將回流污泥在單獨設置的曝氣池內曝氣, 讓微生物將內儲存的物質氧化, 從而使其具有最大吸附和儲存能力。菌膠團細菌, 通過氧化獲得能量與養料迅速增殖, 從而克服絲狀菌膨脹。
參 考 文 獻
1 王凱軍編著《活性污泥膨脹的機理與控制》中國環境科學出版社 , 1992 作者: 周光霞，馬文美
