DCP廢水污泥膨脹的原因及其控制方法

苗曉亮

（上海藍(lán)科石化環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?上海 201204）

引言

啟東某化學(xué)有限公司年產(chǎn)過(guò)氧化二異丙苯（DCP）23000噸，該產(chǎn)品主要經(jīng)過(guò)氧化還原等反應(yīng)，以異丙苯為原料生成DCP。DCP是橡膠和塑料加工的交聯(lián)劑。主要用于電線電纜、制鞋等橡膠制品中。DCP廢水特點(diǎn)：一、污染物廢水水質(zhì)較為復(fù)雜，多數(shù)是生物抑制顯著的物質(zhì)，如：酮類、異丙苯、醇類、苯酚等；二、DCP廢水具有高鹽，鹽含量高達(dá)5000mg/L，電導(dǎo)率為7500 μs/cm以上；三、不同的生產(chǎn)DCP工藝方法產(chǎn)生的廢水水量和水質(zhì)會(huì)有很大的區(qū)別。

該污水處理廠運(yùn)行半年后，突然出現(xiàn)出水活性污泥上浮。出現(xiàn)以下情況：終沉池固體、液體分離困難，回流污泥濃度低，出水帶污泥；污泥沉降性能很差，污泥沉降比（SV30）值達(dá)到80%以上，污泥體積指數(shù)（SVI）達(dá)到280以上；曝氣池有時(shí)出現(xiàn)較多泡沫。經(jīng)過(guò)顯微鏡下觀察生化污泥，看到有大量絲狀菌，分析主要原因是絲狀菌膨脹導(dǎo)致的終沉池活性污泥上浮。由絲狀菌引起的污泥膨脹是生化處理系統(tǒng)運(yùn)行普遍出現(xiàn)的問(wèn)題，會(huì)造成出水水質(zhì)超標(biāo)，并影響整個(gè)生化系統(tǒng)的運(yùn)行。

1 原因分析

造成絲狀菌膨脹的主要原因有：

a．進(jìn)水水質(zhì)成分影響

工業(yè)廢水成分單一的情況下，尤其當(dāng)成分為高碳?xì)浠衔锏那闆r下，發(fā)生絲狀菌膨脹比較常見(jiàn)。無(wú)一例外的此種工業(yè)廢水缺少營(yíng)養(yǎng)劑及其他微量元素的供給。通常是某種水質(zhì)成分占主導(dǎo)地位，而幾乎不含其他元素，這種工業(yè)廢水發(fā)生的概率更大，而以居民生活污水為主的污水處理廠，絲狀菌膨脹情況很少。

b．低負(fù)荷運(yùn)行

污水處理系統(tǒng)如果長(zhǎng)時(shí)間處于低負(fù)荷運(yùn)行，對(duì)活性污泥中的菌膠團(tuán)是不利的。但是活性污泥中的絲狀菌卻能適應(yīng)這種低負(fù)荷環(huán)境。主要原因是絲狀菌能直接從機(jī)體表面獲取得有機(jī)質(zhì)作為能量，絲狀菌比表面積大，從污水中獲得有機(jī)物的能力高于菌膠團(tuán)。[1]

c．低溶解氧

溶解氧是活性污泥法的一個(gè)重要的指標(biāo)，特別是曝氣池中溶解氧指標(biāo)直接影響廢水污染物的降低效果和廢水中活性污泥的生長(zhǎng)狀況。絲狀菌能在低溶解氧環(huán)境下可以生長(zhǎng)良好，其原因是絲狀菌在低溶解氧濃度下的增殖速度快于絮狀物，絲狀菌具有比表面積大、氧飽和度較低的特點(diǎn)。低氧環(huán)境下大多數(shù)細(xì)菌菌落生長(zhǎng)受到抑制。曝氣池的首端和兼氧池的溶解氧一般較低，為絲狀菌提供了有利的環(huán)境。

d．營(yíng)養(yǎng)投加失衡

活性污泥正常繁殖所需的元素成分常見(jiàn)的是氧、氫、碳、氮、磷以及一些微量元素等，如鐵、錳等。一般高含氮的污水處理廠，較少出現(xiàn)絲狀菌膨脹。說(shuō)明高氮污水對(duì)絲狀菌有抑制作用，并且說(shuō)明營(yíng)養(yǎng)劑是否充足對(duì)微生物影響。

e．酸性廢水環(huán)境

過(guò)低的pH值不利于廢水中活性污泥菌膠團(tuán)的生長(zhǎng)，但是絲狀菌卻對(duì)能較好的適應(yīng)這樣環(huán)境。一般在pH值低于6的環(huán)境中容易發(fā)生絲狀菌膨脹，同時(shí)也有其他條件的共同作用。DCP廢水pH在9-10，可排除這個(gè)原因。

2 控制方法

（1）應(yīng)急對(duì)策

主要方法是投加硫酸亞鐵（FeSO4）和高分子絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)在終沉池的進(jìn)水口和好氧池的出水口。使用FeSO4濃度可調(diào)為15%，藥劑投加量按照進(jìn)水量25mg/L。PAM濃度1‰，藥劑投加量按照2 mg/L。把終沉池的污泥回流到兼氧池前段，可臨時(shí)減少出水帶泥，并且防止污泥流失。同時(shí)也投加次氯酸鈉（NaClO），可減少絲狀菌的數(shù)量。在終沉池進(jìn)水口投加30%次氯酸鈉溶液1升/天。殺菌劑投加量在一定要控制在合理范圍內(nèi)。

一般來(lái)說(shuō)，這些方法可以迅速降低污泥沉降比，但這些方法不能從根本上解決絲狀菌膨脹的問(wèn)題，一旦不添加藥劑，污泥膨脹也會(huì)再次發(fā)生。而且殺菌劑會(huì)影響生化系統(tǒng)的微生物生長(zhǎng)，可能導(dǎo)致整個(gè)生化系崩潰，出現(xiàn)微生物大量死亡等現(xiàn)象[2]。因此，這些措施只能作為臨時(shí)應(yīng)急措施。

(2）解決對(duì)策

a.日常管理

這期間，要加強(qiáng)運(yùn)行管理，每天定期檢測(cè)污水的各項(xiàng)水質(zhì)。包括以下指標(biāo)：進(jìn)水量、溫度、混凝沉淀加藥量、兼氧池和好氧池溶解氧、污泥沉降比、污泥指數(shù)、各水池的COD和氨氮指標(biāo)等指標(biāo)。

b.工藝參數(shù)的控制

首先是溶解氧的控制。主要有三點(diǎn)：曝氣池的進(jìn)口處溶解氧不小于1毫克/升，曝氣池出口處不小于3毫克/升，終沉池各斷面的溶解氧不小于0.5毫克/升。

由于在曝氣池的進(jìn)水處廢水高速流入，曝氣設(shè)備不能將足夠的溶解氧瞬間打入水體，可以通過(guò)減少進(jìn)水量和減少污泥回流量的方法改進(jìn)。

要保證在最終沉淀池的活性污泥可以快速回流到曝氣池或兼性池，以免形成缺氧或厭氧狀態(tài)，或局部厭氧狀態(tài)，這有利于絲狀菌的增殖。其次食微比值（F/M）的控制，我們認(rèn)為最佳的食微比值在0.15左右，低于0.05的情況要盡量避免。我們通常把F比做食物，M比做微生物。也可以理解對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和活性污泥。通過(guò)調(diào)整活性污泥的濃度，達(dá)到與進(jìn)水有機(jī)物濃度保持一個(gè)恰當(dāng)?shù)谋壤?。該污水處理?chǎng)食微比值過(guò)高，減少進(jìn)水量，并每天通過(guò)終沉池排泥1個(gè)小時(shí)。

最后，營(yíng)養(yǎng)劑控制，生化池出水氮、磷的控制指標(biāo)為磷0.4毫克/升，氨氮4毫克/升，能保證活性污泥所需的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。通過(guò)檢測(cè)污水處理場(chǎng)出水氨氮和磷濃度過(guò)低，每日投加5kg氮肥和10kg磷肥分散投加在好氧池的前端。

c.污泥的控制

經(jīng)過(guò)檢測(cè)曝氣池末端MLSS只有1000左右，污泥濃度偏低。需要加大回流，減少排泥。終沉池出水位置投加硫酸亞鐵，加大污泥回流。每天減少進(jìn)水量，4個(gè)小時(shí)為一個(gè)間隔進(jìn)水。同時(shí)調(diào)整活性污泥的回流量，從50%調(diào)整到100%，在終沉池進(jìn)水段投加少量硫酸亞鐵。采取以上措施后，曝氣池中的污泥濃度可逐漸增加，在曝氣池的污泥濃度應(yīng)在2000-3000毫克/升左右。

采取以上措施一個(gè)月以后，出水懸浮物明顯減少，沉淀壓縮性能提高。

3 沉降性能實(shí)驗(yàn)

為了更好的了解污泥的沉降性能，21日至37日進(jìn)行活性污泥沉降性能實(shí)驗(yàn)。取1L量筒，取好氧池出水。分別沉降30分鐘、60分鐘、90分鐘、120分鐘和150分鐘。

從左到右依次是：好氧池出水，SV30=80%，SV60=50%，SV90=44%，SV120=40%，SV150=37%。從圖片中可以看出半小時(shí)沉降后，能看到明顯的分層，但是上清液也有細(xì)小污泥不能沉降，SV30為80%。2個(gè)小時(shí)后，分層明顯，上清液也清澈一些SV120為40%，但是上清液比較渾濁。

21日到27日試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

?

通過(guò)污泥沉降性試驗(yàn)，可以看出污泥沉降性能有較好的改善。上清液也逐漸清澈，出水懸浮物降低。出水水質(zhì)有了明顯的改善。

結(jié)語(yǔ)

引起DCP廢水污泥膨脹的原因有許多方面，本文結(jié)合實(shí)際工程通過(guò)日常管理、工藝參數(shù)控制、污泥的控制以及應(yīng)急措施等幾個(gè)方面，解決由絲狀菌造成的DCP廢水污泥膨脹。同時(shí)造成DCP廢水絲狀菌膨脹的原因，往往不是一個(gè)因素。要正確診斷原因，不僅要全面分析污水水質(zhì)，還要根據(jù)污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行情況，采取相應(yīng)的控制措施。

針對(duì)DCP這類有害污染物較多，含鹽高的廢水，溶解氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)室造成污泥膨脹的主要原因，在運(yùn)行中要特別關(guān)注。同時(shí)污水處理廠在運(yùn)行中注意保持流量和水質(zhì)的穩(wěn)定，在發(fā)生污泥膨脹時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況做大量的實(shí)驗(yàn)和分析，找出發(fā)生問(wèn)題的原因，才能及時(shí)合理的解決問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]李濤，王敏.活性污泥法污泥膨脹現(xiàn)象分析[J].廣州化工,2013.（2）:106-109.

[2]陳安穩(wěn),時(shí)翔云,于魯冀,王翔,章顯.污泥膨脹的原因及其控制方法[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境科學(xué),2006.22(12):296-298.

[3]張建豐．活性污泥法工藝控制 [M]．北京：中國(guó)電力出版社，2011.