煉油化工污水處理中活性污泥膨脹原因分析

王麗麗

摘? ? 要：煉油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常會產(chǎn)生廢水污染的情況，給人們的生活環(huán)境帶來了負(fù)面影響，廢水處理工藝帶來了致命的危害，其中活性污泥的膨脹就是最為常見的問題之一。文章闡述了煉油化工企業(yè)進(jìn)行污水處理過程中污泥產(chǎn)生膨脹的原因并分析了相應(yīng)的對策，希望可以給有關(guān)從業(yè)人員以啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：煉油化工;污水處理;活性污泥

1? 前言

煉油化工企業(yè)進(jìn)行污水處理的過程中產(chǎn)生污泥膨脹的原因主要可以分為五個類型，污泥負(fù)荷、溶解氧、污水種類、溫度、酸堿度?；钚晕勰嗯蛎浗o環(huán)境帶來了負(fù)面影響，對廢水處理工藝產(chǎn)生了致命的危害。要解決污泥膨脹問題，則需要針對性的分析其發(fā)生的原因，進(jìn)而研究有效的對策。

2? 活性化污泥膨脹問題

污泥膨脹是活性污泥法處理污水過程中常常出現(xiàn)的現(xiàn)象。其主要特征是污泥結(jié)構(gòu)松散、質(zhì)量輕、沉淀壓縮性能差;SV值大，有時可達(dá)到90%以上，SVI值達(dá)到300以上;污泥流失量大，出水混濁;二沉池固液難以分離，污泥層高，回流污泥濃度低，會直接影響出水水質(zhì)和系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3? 活性污泥的膨脹影響因素

污泥膨脹有兩種類型，一種是由活性污泥中絲狀菌大量繁殖而引起的;另一種是因水溫低、污泥負(fù)荷高使細(xì)菌吸附大量的有機(jī)物質(zhì)，體內(nèi)積累大量的粘性物質(zhì)而引發(fā)的非絲狀菌膨脹。非絲狀菌膨脹發(fā)生情況極少，危害相對較輕[1]。絲狀菌膨脹在曝氣池的運(yùn)行中比較常見，成因也較復(fù)雜。其根據(jù)微生物對環(huán)境條件和基質(zhì)種類要求的不同可劃分為五類：低負(fù)荷型、低溶解氧型、營養(yǎng)缺乏型、高硫化物型以及pH值不平衡型?；钚晕勰嗍且粋€混合培養(yǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)存在30多種以上能引起污泥膨脹的絲狀菌。絲狀菌是活性污泥菌膠團(tuán)體系不可缺少的一類重要微生物，它具有保持污泥絮體結(jié)構(gòu)、形成良好沉淀性能的污泥、保持高凈化率、低出水懸浮物等作用。生產(chǎn)實踐證明，當(dāng)絲狀菌的生長超過菌膠團(tuán)時容易引起污泥膨脹。根據(jù)微生物生長規(guī)律方程絲狀菌在低基質(zhì)濃度下具有較高的生長速率，具有競爭優(yōu)勢;而在高基質(zhì)濃度下，菌膠團(tuán)微生物有較高的生長速率，該理論可以解釋基質(zhì)限制、溶解氧限制和營養(yǎng)物質(zhì)缺乏引起的污泥膨脹現(xiàn)象。生化反應(yīng)的污泥負(fù)荷設(shè)計值比較高，一般不會出現(xiàn)低負(fù)荷的污泥膨脹，在高負(fù)荷時出現(xiàn)的污泥膨脹則是由溶解氧不足引起的。微生物對有機(jī)物分解的過程就是對氧利用的過程，溶解氧的高低直接影響到有機(jī)物的去除率以及活性污泥的生長和性能。低溶解氧是造成絲狀菌污泥膨脹的主要原因之一，在低溶解氧的條件下，絲狀菌繁殖加快，導(dǎo)致污泥膨脹[2]。低溶解氧形成污泥膨脹的邊界點(diǎn)不穩(wěn)定，與污泥負(fù)荷、工藝類型、池體結(jié)構(gòu)、污水種類等都有密切關(guān)系。污水種類對污泥膨脹影響較為顯著，通常含有易降解的有機(jī)成分，如低分子烴類、糖類、有機(jī)酸類的污水易引起污泥膨脹。例如在石油化工廢水、啤酒廢水、乳品加工等行業(yè)的廢水中污泥膨脹發(fā)生的概率比較高。實踐證明在缺乏N、P等營養(yǎng)物質(zhì)時容易導(dǎo)致污泥膨脹。pH值偏低容易引起污泥膨脹，污泥膨脹也會造成pH值降低。而溫度對絲狀菌的生長也有影響，不同季節(jié)、水溫會引起不同絲狀菌的加速繁殖。

4? 實驗分析污泥膨脹的原因及應(yīng)對措施

污泥膨脹分為絲狀菌和非絲狀菌污泥膨脹，通過鏡檢發(fā)現(xiàn)活性污泥絮體松散，纖毛蟲等游離于絮體中，判定為絲狀菌污泥膨脹。絲狀菌生物種類繁多、數(shù)量大，對生長環(huán)境要求低，是絮狀體的框架，菌膠團(tuán)粘附在絲狀菌骨架上，同時附帶其它微型動物。絲狀菌生長特性表現(xiàn)為：吸附能力強(qiáng)、增殖速率快、耐低溶解氧能力以及耐低基質(zhì)濃度能力都很強(qiáng)。第一階段進(jìn)水濃度低和進(jìn)水量減少同時疊加，污泥負(fù)荷為正常的1/3，絮凝體中的菌膠團(tuán)細(xì)菌得不到足夠的營養(yǎng)，而內(nèi)部的球衣菌卻能夠以增加表面積的方式增加吸收營養(yǎng)的能力，造成絮狀體被架空，密度減小，不易沉降[3]。由于菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)力減弱，而曝氣風(fēng)量過高，攪拌作用凸顯，使污泥更加細(xì)碎，造成流失。針對進(jìn)水濃度低和進(jìn)水量減少，造成A/O系統(tǒng)污泥負(fù)荷低而產(chǎn)生的污泥膨脹，采取措施如下：提高系統(tǒng)進(jìn)水量，同時減小曝氣風(fēng)量，在污泥膨脹控制不住時停止曝氣2h～3h。采取以上措施后污泥膨脹開始減弱。第二階段A/O系統(tǒng)停止運(yùn)行8h，期間風(fēng)機(jī)、硝化液回流全部停止運(yùn)行;投加市政剩余污泥以補(bǔ)充流失的活性污泥，同時O池投加葡萄糖，增加系統(tǒng)負(fù)荷，破壞絲狀菌、球衣菌的生長環(huán)境。運(yùn)行3天，污泥膨脹得到有效控制，污泥齡上升，硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌開始增長，出水氨氮濃度開始下降。但由于增加的市政污泥中含有大量的腐敗厭氧泥，A池中污泥上浮嚴(yán)重，沉淀池中也有部分污泥厭氧分解，出水CODCr濃度上升。第三階段，經(jīng)過檢修的工藝裝置陸續(xù)開工，進(jìn)水負(fù)荷增加，酸性水汽提裝置運(yùn)行不正常，汽提凈化水中氨氮和硫化物超標(biāo)，進(jìn)水水質(zhì)差，出水指標(biāo)不斷上漲，高負(fù)荷低溶解氧又使污泥膨脹卷土重來。第二次污泥膨脹是第一次膨脹后生物菌沒有完全恢復(fù)到正常水平，進(jìn)水水量突然增大，負(fù)荷增加，來水石油類乳化嚴(yán)重，氨氮、硫化物及芳香類物質(zhì)濃度增加，導(dǎo)致進(jìn)A/O池水質(zhì)惡化，由于本A/O系統(tǒng)為活性污泥法，非常容易受到?jīng)_擊。具體原因分析如下：當(dāng)容積負(fù)荷增加，活性污泥正常運(yùn)行的生態(tài)系統(tǒng)失去平衡，生物相破壞，而絲狀菌微生物的適應(yīng)能力強(qiáng)而大量繁殖，易發(fā)生污泥膨脹。當(dāng)進(jìn)水濃度或生物毒性高時，污泥在高負(fù)荷狀態(tài)下呈厭氧或缺氧狀態(tài)，菌膠團(tuán)的生長受到抑制，耐受能力強(qiáng)的絲狀菌大量繁殖，從而發(fā)生污泥膨脹[4]。

5? 容積負(fù)荷與生物毒性的處理策略

針對容積負(fù)荷增加，生物毒性物質(zhì)濃度增加的問題，通過調(diào)整硝化液回流量、污泥回流量、曝氣量和排泥量控制污泥膨脹[5]。由于前期投入市政剩余污泥的影響，A池頂面浮泥嚴(yán)重，先排除A池中浮泥，四天后每班排泥30min，連續(xù)排泥一周，出水懸浮物開始下降，但CODCr濃度還是沒有明顯改善，停止排泥。十天后將污泥回流由O池改至A池前端，使活性污泥首先和進(jìn)水混合，進(jìn)行污泥選擇，抑制絲狀菌的快速繁殖，加大O池曝氣量，調(diào)整后CODCr濃度開始下降，但氨氮濃度沒有變化。第二階段開始進(jìn)入甲醇廢水，由于污泥膨脹已經(jīng)蔓延至整個O池，池面的泡沫增長加快，系統(tǒng)進(jìn)水停止，暫存在調(diào)節(jié)罐，同時適當(dāng)降低O池曝氣量，開始小流量進(jìn)水，逐步加大進(jìn)水量至正常。A池的硝化液回流比由70%調(diào)整到150%，污泥回流調(diào)整為A池40%，O池60%，曝氣量恢復(fù)至常態(tài)，此后氨氮、CODCr濃度開始逐步下降，O池污泥濃度上升，A/O池污泥沉降比SV下降為50%～70%，沉淀池出水清澈，CODCr和氨氮濃度也較低，污泥膨脹得到控制[6]。

6? 結(jié)束語

煉油化工企業(yè)進(jìn)行污水處理的過程中，活性污泥法對廢棄污泥進(jìn)行處理可能會出現(xiàn)絲狀菌型的污泥膨脹問題，這樣給環(huán)境帶來的污染較為嚴(yán)重，文章從五個角度對污泥膨脹過程中菌落的生長進(jìn)行分析并給出控制的措施。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李學(xué)淵.化肥裝置SBR法污水處理污泥膨脹原因與措施[C].第十四屆寧夏青年科學(xué)家論壇石化專題論壇，2018.

[2] 高晨晨，游佳，陳軼，等.絲狀菌污泥膨脹對脫氮除磷功能菌群的影響[J].環(huán)境科學(xué)，2018（6）：292～299.

[3] 李飛，陳海杰.活性污泥法在火電廠生活污水處理中的應(yīng)用[J].節(jié)能與環(huán)保，2019（1）：104～105.

[4] 高蒙.膜分離法污水處理技術(shù)研究[J].化工管理，2019（1）：91.

[5] 唐橫.循環(huán)式活性污泥法在污水處理中的應(yīng)用研究[J].節(jié)能與環(huán)保，2019（1）：68～69.

[6] 張群，宋金龍.煉化企業(yè)含油污水處理與回用技術(shù)分析[J].污染防治技術(shù)，2019（1）：16～18.