《安全管理論文》之污水處理廠污泥膨脹和污泥發(fā)泡的比較分析

.::;污水處置廠污泥膨脹和污泥發(fā)泡的比擬分析

摘要：活性污泥法由于操作簡單、處置效果好被廣泛應(yīng)用于市政污水和工業(yè)廢水的處置。污泥膨脹和污泥發(fā)泡現(xiàn)象影響二次沉淀池的泥水別離過程和生物反響池的微生物量穩(wěn)定，嚴(yán)重困擾著污水處置廠的正常運(yùn)行，被稱為污水處置廠的“癌癥〞。本文從污泥膨脹和污泥發(fā)泡的定義及分類動身，全面地比擬了表征污泥膨脹和污泥發(fā)泡的方法、引起污泥膨脹和污泥發(fā)泡的絲狀細(xì)菌品種及控制污泥膨脹和污泥發(fā)泡方法的異同，并討論了污泥膨脹和污泥發(fā)泡問題的將來研究方向和控制戰(zhàn)略，期望可以為今后污泥膨脹和污泥發(fā)泡問題的研究和調(diào)控提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：污水處置廠，活性污泥工藝，污泥膨脹，污泥發(fā)泡

引言

活性污泥工藝由于處置效果好、操作簡單、運(yùn)行費(fèi)用低等一系列的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于市政污水和工業(yè)廢水的處置。污水處置廠的污泥膨脹和污泥發(fā)泡現(xiàn)象聯(lián)絡(luò)親密又各有特點(diǎn)。本文基于活性污泥法污水處置廠污泥膨脹和污泥發(fā)泡現(xiàn)象的研究現(xiàn)狀，從污泥膨脹和污泥發(fā)泡的危害、分類、表征方法、成因和控制方法等幾個(gè)方面進(jìn)展了比擬分析，以及對污水處置廠污泥膨脹和污泥發(fā)泡現(xiàn)象的研究提供一些科學(xué)參考。

1污泥膨脹和污泥發(fā)泡的定義、分類及危害

污泥膨脹是指污泥體積變大、含水率增高、在二次沉淀池不易沉淀的現(xiàn)象。污泥膨脹總體上分為兩大類：絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹。狀菌膨脹是活性污泥絮體中的絲狀細(xì)菌(偶然是絲狀真菌)過度繁殖而導(dǎo)致活性污泥沉降性能變差的現(xiàn)象；非絲狀菌膨脹又稱黏性膨脹或菌膠團(tuán)膨脹，由菌膠團(tuán)菌大量產(chǎn)生高黏性物質(zhì)引起，是非絲狀細(xì)菌過量而污泥沉降性能變差的現(xiàn)象，現(xiàn)象主要在污水水溫較低而污泥負(fù)荷太高或者進(jìn)水中氮、磷等營養(yǎng)物缺乏的情況下發(fā)生。當(dāng)發(fā)生活性污泥膨脹時(shí)，污泥體積指數(shù)(SVI)升高(通常SVI值超越150即認(rèn)為發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象)，活性污泥絮體的構(gòu)造比正常絮體松散，體積增大，含水率增高，廓清液變少。此外，由于在二次沉淀池不易沉淀，出水污泥含量增高，導(dǎo)致回流污泥量和生化反響池內(nèi)污泥量減少，最終破壞生化反響池的正常運(yùn)行。在發(fā)生污泥膨脹的活性污泥法處置廠中，約有95%的污泥膨脹現(xiàn)象與活性污泥中絲狀細(xì)菌的大量增殖有關(guān)。絲狀細(xì)菌污泥膨脹現(xiàn)象一旦發(fā)生，污泥的沉降性能在短時(shí)間內(nèi)很難恢復(fù)。

污泥發(fā)泡是指大量泡沫出如今生化反響池和二次沉淀池，給活性污泥法污水處置廠的運(yùn)行和處置效果帶來負(fù)面影響的現(xiàn)象。污泥發(fā)泡總體上也可以分為生物發(fā)泡和非生物發(fā)泡。污泥生物發(fā)泡是由于過度增殖的特定絲狀細(xì)菌與污泥中的氣泡和顆粒混合而形成穩(wěn)定泡沫的現(xiàn)象。這種泡沫顏色呈棕色或灰褐色，非常稀薄，一般在生化反響池外表堆積，當(dāng)污泥發(fā)泡嚴(yán)重時(shí)，會出如今二次沉淀池外表。污泥非生物發(fā)泡主要是由于進(jìn)水水質(zhì)異常和操作異常而引起的污泥發(fā)泡現(xiàn)象，該現(xiàn)象發(fā)生時(shí)活性污泥中的絲狀細(xì)菌無過度繁殖。

目前在污水處置過程中發(fā)生的污泥非生物發(fā)泡現(xiàn)象可以分為兩品種型：(1)人工合成外表活性劑泡沫。這種泡沫會出如今兩種情況下。。第一種情況是發(fā)生在含有難降解外表活性劑物質(zhì)(比方烷基苯磺酸鹽類物質(zhì))的工業(yè)污水處置廠中，微生物對這些外表活性劑的降解效率很低，導(dǎo)致大量泡沫出如今生化反響池和二次沉淀池。由于環(huán)保意識的進(jìn)步，易生物降解洗滌劑在日常生活中得到廣泛推廣，因而，目前這種泡沫很少呈現(xiàn)。第二種情況是發(fā)生在活性污泥法污水處置廠運(yùn)行初期的活性污泥培養(yǎng)階段，接種微生物對市政污水中存在的各種外表活性物質(zhì)的去除率較低，這時(shí)會有很多泡沫出如今生化反響池，該現(xiàn)象也稱為啟動泡沫。

2污泥膨脹和污泥發(fā)泡的表征方法

對污泥膨脹和污泥發(fā)泡現(xiàn)象的表征是判斷該類現(xiàn)象發(fā)生的根據(jù)及處置這些問題的根底，它們的表征方法顯著不同。

污泥膨脹的表征方法比擬確定。目前都是通過測定活性污泥的SVI值來評價(jià)污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生與否。

一般情況下，沉降性能良好的活性污泥的SVI值在50?150之間，SVI值超越150即表征著該污水處置廠發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象。目前，污泥發(fā)泡現(xiàn)象沒有固定的表征方法?，F(xiàn)有的一些表征方法各有優(yōu)劣，詳細(xì)有：(1)模仿曝氣法。該方法是對量筒內(nèi)的活性污泥進(jìn)展模仿曝氣，通過量筒中泡沫的體積變化以及泡沫的穩(wěn)定時(shí)間進(jìn)展污泥發(fā)泡分級。這種方法能在短時(shí)間內(nèi)得到活性污泥的發(fā)泡潛能及泡沫穩(wěn)定性的判斷結(jié)果，但是這些結(jié)果并不能代表生物反響池的實(shí)際狀態(tài)。(2)細(xì)胞外表疏水性實(shí)驗(yàn)。該方法是將活性污泥中的微生物在水相和疏水相進(jìn)展分配，通過測定處置前后水相吸光度判斷活性污泥的發(fā)泡才干。這種方法對純培養(yǎng)菌株的斷定效果較好，實(shí)際活性污泥樣品中的復(fù)雜物質(zhì)很容易影響該測定過程。(3)外表張力法。該方法是利用絲狀細(xì)菌會引起活性污泥外表張力下降的特性，通過測定活性污泥外表張力的變化判斷污泥發(fā)泡的潛能。(4)絲狀細(xì)菌檢測法。識別泡沫中絲狀細(xì)菌的品種和含量斷定活性污泥的發(fā)泡等級，研究說明，活性污泥泡沫層中富集了大量不同類型的絲狀細(xì)菌，這些絲狀細(xì)菌是引起污泥生物發(fā)泡的主要微生物。

3引起污泥膨脹和污泥發(fā)泡的絲狀細(xì)菌

同種生物在不同培養(yǎng)狀態(tài)下會呈現(xiàn)形態(tài)差別，而親緣關(guān)系差別宏大的微生物也可能表現(xiàn)出一樣的形態(tài)，這些現(xiàn)象導(dǎo)致即便是經(jīng)歷豐富的科研人員也很難根據(jù)傳統(tǒng)分類方法鑒定絲狀細(xì)菌。加之污泥中許多微生物還屬于未培養(yǎng)之列，更增加了傳統(tǒng)分類的難度。目前，各種分子生物技術(shù)，如FISH、高通量測序技術(shù)、宏基因組測序技術(shù)等開展迅速，為及時(shí)、全面和準(zhǔn)確地獲取污泥中絲狀細(xì)菌的基因信息提供了很大協(xié)助，促進(jìn)了絲狀細(xì)菌的進(jìn)一步分類。

4控制方法

目前，對污泥膨脹現(xiàn)象和污泥發(fā)泡現(xiàn)象的調(diào)控思路比擬類似，主要分為兩大類。第一類是非特異性方法，采用物理化學(xué)的方法調(diào)控污泥發(fā)泡和污泥膨脹；第二類方法是特異性方法，先通過分子生物學(xué)方法解析活性污泥微生物生態(tài)以確定引起污泥發(fā)泡的絲狀細(xì)菌類型，通過改變操作條件、增加選擇器或者引入其它物種調(diào)控該類絲狀細(xì)菌的增殖，以到達(dá)控制污泥膨脹和污泥發(fā)泡現(xiàn)象的目的。

4.1物理方法

污泥發(fā)泡的危害很大水平上來源于其泡沫層，因而可以采用噴灑水及人工或機(jī)械清理泡沫層的物理方法調(diào)控污泥發(fā)泡現(xiàn)象。噴灑水是一種簡單的物理方法，但是被水噴散的泡沫仍然存在于混合液中，所以不能根本消除泡沫現(xiàn)象。通過人工或機(jī)械將泡沫打撈去除會增加消費(fèi)本錢，后續(xù)如何處置這些生物泡沫仍是很大的難題。類似物理性方法不能用于污泥膨脹現(xiàn)象的控制。

4.2化學(xué)方法

調(diào)控絲狀細(xì)菌引起的污泥膨脹和污泥發(fā)泡現(xiàn)象的化學(xué)方法主要包括投加氧化劑和消毒劑或者混凝劑。投加的氧化劑和消毒劑主要有氯、次氯酸、過氧化氫、臭氧、季銨鹽等。由于引起污泥膨脹和污泥發(fā)泡現(xiàn)象的絲狀細(xì)菌具有獨(dú)特的分散形態(tài)特征，使得其在活性污泥中暴露的比外表積大于其它菌膠團(tuán)菌暴露的比外表積，當(dāng)使用氧化劑進(jìn)展殺菌時(shí)，暴露多的絲狀細(xì)菌能優(yōu)先被殺滅。

5完畢語

在將來的研究中，可以進(jìn)一步利用不時(shí)開展的分子生物學(xué)技術(shù)和微生物單細(xì)胞別離技術(shù)確定不同污水處置廠污泥膨脹和污泥發(fā)泡現(xiàn)象發(fā)生的關(guān)鍵絲狀細(xì)菌，得到這些絲狀細(xì)菌的純培養(yǎng)菌株并研究其生理化特性，為污泥膨脹和污泥發(fā)泡現(xiàn)象的控制提供理論根底?；谏鷳B(tài)學(xué)方法調(diào)控污泥膨脹和污泥發(fā)泡現(xiàn)象是一種生態(tài)友好的調(diào)控方法，有著廣闊的開展前景。雖然目前研究說明可以通過在活性污泥中引入噬