水解池厭氧污泥床運(yùn)行控制的探討

鐘學(xué)東

（江門市碧源污水治理有限責(zé)任公司，廣東 江門 529000）

江門市豐樂污水處理廠（下稱“豐樂廠”）設(shè)計(jì)規(guī)模為日處理城市生活污水4萬噸，采用“水解酸化池＋上向流曝氣生物濾池”工藝。豐樂廠處理尾水執(zhí)行廣東省《水污染排放限值》（DB44/26-2001）中第二時(shí)段一級標(biāo)準(zhǔn)中嚴(yán)的指標(biāo)和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級標(biāo)準(zhǔn)的B標(biāo)準(zhǔn)[1]。進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)見下表1，表2所示。

表2 出水水水質(zhì)指標(biāo)（mg/L）

經(jīng)預(yù)處理后的污水進(jìn)入水解酸化池。其中水解酸化池分為四組，單組設(shè)計(jì)水量為1 667 m3/h，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為2.5～4.5 h，平面尺寸為19.30 m×9.45 m，水深7.7 m，每池采用30套布水器，每池設(shè)計(jì)6套排泥管。在水解酸化池中，利用厭氧污泥床最大限度地截留污水中的SS，將難降解有機(jī)物進(jìn)行降解，減輕后續(xù)DN池和CN池的壓力，延長濾池的反沖洗周期；與此同時(shí)，水解酸化池中的水解細(xì)菌、產(chǎn)酸將大分子的有機(jī)物水解為小分子的有機(jī)物減少了污泥量，穩(wěn)定污泥的性能。

1 厭氧污泥床

水解酸化池下層是厭氧污泥床區(qū)，上層是清水層區(qū)。厭氧污泥床是由兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機(jī)雜質(zhì)形成污泥顆粒，有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；在無外力作用下，厭氧污泥會沉淀在池體底部，形成“污泥床”。預(yù)處理后的污水和生物濾池反沖洗時(shí)水混合后，從水解酸化池底部進(jìn)入，并通過布水系統(tǒng)與厭氧污泥床，快速截留和吸附進(jìn)水中的顆粒物質(zhì)與膠體物質(zhì)[2]。污泥床的水解—產(chǎn)酸菌是高濃度的兼性微生物，不溶性有機(jī)物質(zhì)在缺氧條件下水解為溶解性物質(zhì)，將大分子和難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的物質(zhì)；粘質(zhì)層中的剩余污泥（生物濾池反沖洗時(shí)排出剩余微生物膜）菌體外多糖會被水解，破壞細(xì)胞壁，回到污水處理系統(tǒng)中重新被好氧菌代謝，實(shí)現(xiàn)剩余污泥減容化。在運(yùn)行過程中經(jīng)常會遇到厭氧污泥流失問題，為了避免厭氧污泥流失對工藝處理效果帶來的負(fù)面影響，必須采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施防止污泥流失。

2 厭氧污泥流失的主要原因

大多數(shù)厭氧污泥以菌膠團(tuán)的形式存在，有的菌膠團(tuán)呈松散的絮狀，稱絮狀污泥，有的菌膠團(tuán)呈密實(shí)的顆粒狀，稱顆粒污泥。厭氧污泥的流失主要與產(chǎn)氣量和進(jìn)水量有關(guān)，一般產(chǎn)氣量和進(jìn)水量越大，污泥流失越嚴(yán)重。

2.1 產(chǎn)氣量

厭氧污泥通過消化反應(yīng)產(chǎn)生沼氣，沼氣附著在污泥表面，使污泥相對密度下降，產(chǎn)生“抬升作用”，影響污泥的沉降，甚至不能沉降，隨出水上浮而流失。絮狀污泥比表面積大，顆粒污泥比表面積小，所以絮狀污泥更容易在抬升作用下流失。此外，沼氣上升的同時(shí)會不斷合并成大氣泡，大氣泡破裂對厭氧污泥產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊，使厭氧污泥變得松散，加速厭氧污泥的流失。

2.2 進(jìn)水量

進(jìn)水會通過厭氧污泥床，利用厭氧污泥截流污水中的懸浮物以及對大分子有機(jī)物進(jìn)行降解，而當(dāng)水力負(fù)荷過大，進(jìn)水上升流速大于厭氧污泥的沉降速度，就會造成厭氧污泥流失。但是，進(jìn)水上升流速較小時(shí)，厭氧污泥床中絮體污泥會快速生長，絮狀污泥容易裹夾細(xì)小的顆粒污泥，不利于顆粒污泥的形成，而絮狀污泥沉降性較差，會加速厭氧污泥的流失。

3 厭氧污泥流失的危害

水解酸化是兼性反應(yīng)，介于好氧和厭氧處理法之間，作為工藝組合的前置部分，可以降低處理成本，并且提高處理效率。產(chǎn)甲烷菌和水解產(chǎn)酸菌生長速度是不一致的。為了改善廢水的可生化性，為后續(xù)處理奠定良好基礎(chǔ)，厭氧處理第一和第二階段反應(yīng)時(shí)間較短，可以控制厭氧處理，這樣大量水解細(xì)菌、酸化菌作用下將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可生物降解的小分子物質(zhì)，將不溶性有機(jī)物水解為可溶性有機(jī)物的過程。厭氧污泥流失不僅使水解酸化池的處理效果得不到保證，并影響著后續(xù)處理單元。流失的污泥會堵塞生物濾池濾頭，影響濾池布水，需要增加濾池反沖洗，大大地增加了污水處理的工作量和能耗；而且大分子有機(jī)物得不到有效降解會增加濾池處理壓力，導(dǎo)致處理效果低下，甚至出水不達(dá)標(biāo)。

4 防止厭氧污泥流失的方法

4.1 均勻的布水系統(tǒng)

水解酸化池良好運(yùn)行的重要條件之一是保障厭氧污泥與廢水之間的充分接觸。厭氧污泥與廢水之間的充分接觸，增加水力剪切力可以使氣泡變小，有利于氣泡的釋放，使附著的氣泡脫落顆粒污泥表面，防止厭氧污泥因“抬升作用”而流失。

豐樂廠為了布水均勻與克服死區(qū)，水解酸化池底部按多槽布水區(qū)設(shè)計(jì)。一般布水系統(tǒng)兼有配水和水力攪拌的功能，為保證這兩個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，需要滿足以下原則：①確保單位面積內(nèi)相同的進(jìn)水量，可以防止水流短路；②為了迅速混合進(jìn)水有機(jī)物與污泥，需要充分的水力攪拌；③方便判斷進(jìn)水管是否堵塞，及時(shí)發(fā)生堵塞也很容易被清除。

4.2 控制水解酸化池的容積負(fù)荷

水解酸化池的容積負(fù)荷決定了產(chǎn)氣量和進(jìn)水量，所以降低產(chǎn)氣負(fù)荷和水力負(fù)荷能夠從根本防止污泥流失。

當(dāng)絮狀污泥的產(chǎn)氣負(fù)荷達(dá)到1 m3/m2·h時(shí)，絮狀污泥容易大量流失。水解酸化池需要定期排泥，通過排泥以控制污泥面高度。豐樂廠水解酸化池排泥方式采用高水力負(fù)荷排泥。這樣易于控制污泥面高度，可按照液位計(jì)檢測排泥量；但是高負(fù)荷時(shí)污泥層容易發(fā)生膨脹，如果污泥濃度過低，則會造成污泥溢出，處理效果不良。相反在低水力負(fù)荷時(shí)，減少污泥排放量，可以提高污泥脫水效率。很難掌握對污泥層的控制，排泥量過大會直接導(dǎo)致系統(tǒng)中污泥總量變少，處理效果就會受到影響。

水力負(fù)荷主要體現(xiàn)在上升流速和配水方式的設(shè)計(jì)上，上升流速是設(shè)計(jì)水解酸化池的主要參數(shù)，一般建議上升流速設(shè)計(jì)在0.5～1.8 m/h。由于豐樂廠水解酸化池較長，前段水量比后段水量大，要達(dá)到布水均勻，除了布水管均勻分配外，還需要控制各段進(jìn)水量，豐樂廠針對這一問題，對前段閥門進(jìn)行改造，減少其進(jìn)水，增大后段進(jìn)水量，目前豐樂廠控制在1.6 m/h可達(dá)到良好效果。

4.3 控制顆粒污泥流失

當(dāng)水解酸化池運(yùn)行情況變差，顆粒污泥會大量流失，可通過以下措施減輕顆粒污泥流失：（1）在出水槽增設(shè)篩網(wǎng)，或者有填料的懸浮層，阻隔要跑掉的顆粒污泥；（2）在水解酸化池后增設(shè)沉淀池，將流失的污泥在沉淀池沉積然后送回水解酸化池；（3）水解酸化池內(nèi)設(shè)置斜板或者網(wǎng)格，阻擋污泥流失等。

5 水解酸化池的運(yùn)行控制

水溫對微生物和群體的組成、微生物細(xì)胞的增殖、內(nèi)源代謝過程及污泥的沉降性能等都有影響；水解酸化池的pH值應(yīng)維持在6.5～7.8范圍，最佳范圍在6.8～7.2左右；控制進(jìn)水量，可以避免超負(fù)荷或低負(fù)荷運(yùn)行，影響污泥生產(chǎn)；定期進(jìn)行排泥，控制厭氧污泥床的厚度，一般在2.5～4 m，上清液在1.2～2.0 m。

豐樂廠水解酸化池的COD平均去除率、BOD5去除率、氨氮去除率、總磷去除率約達(dá)到60%，SS去除率達(dá)到85%，在一定程度上提高B/C，降低后續(xù)工藝的能耗，同時(shí)對污泥還有一定的水解作用，因此能達(dá)到良好的強(qiáng)化預(yù)處理作用。

6 結(jié)論

防止水解酸化池中厭氧污泥床流失是確保水解酸化池運(yùn)行效果的關(guān)鍵，適合的環(huán)境可以充分進(jìn)行生物降解，改善廢水可生化性?？梢酝ㄟ^均勻的布水系統(tǒng)，保證有機(jī)物與污泥充分混合；通過定期排泥，控制污泥床高度，穩(wěn)定容積負(fù)荷已達(dá)到良好的處理效果。