活性污泥法污水處理方式中常見問題分析

東臺市潤東凈水有限公司 周華嶺

在城市的污水處理中，最常見的處理工藝就是活性污泥法。通過活性污泥法不僅可以對污水進(jìn)行治理，防止廢水對人類生活和生產(chǎn)造成威脅，同時還能夠使水資源充分發(fā)揮其作用，提高利用效果。與此同時，還能夠緩解水體富營養(yǎng)化，是城市水源保護和生態(tài)治理的重要手段。但現(xiàn)階段活性污泥法處理工藝中，還存在污泥膨脹、脫氮、腐化上浮醫(yī)以及污泥解體等問題。如何解決活性污泥問題，形成穩(wěn)定性和沉降性好的絮體，逐漸成為學(xué)者們探討的關(guān)鍵。

一、活性污泥法污水處理工藝應(yīng)用中的常見問題

（一）污泥膨脹

活性污泥法污水處理工藝流程中，曝氣池非常容易受到外界因素的影響，從而改變污泥的性質(zhì)，造成污泥膨脹，如圖1所示。污泥膨脹后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生一定變化，使污泥從內(nèi)部開始松散，使污泥在二沉池中無法進(jìn)行沉降，使大量回流污泥在沒有經(jīng)過沉淀分離的情況下，隨著水流流失，進(jìn)而造成水中微生物的流失。在這種情況下，曝氣池已經(jīng)無法進(jìn)行污水有機物分解，出水各項指標(biāo)已經(jīng)無法滿足要求。通常來說，污泥膨脹主要包括兩類，首先是絲狀菌膨脹；其次則是非絲狀菌膨脹。在污水處理廠中，最為常見污泥膨脹，大部分都包括絲狀菌膨脹。經(jīng)過大量科學(xué)研究，污水處理環(huán)境如低溶解氧濃度、高硫化物濃度、低負(fù)荷、低溫等環(huán)境因素，都會使污泥產(chǎn)生絲狀菌膨脹。而除了以上環(huán)境因素以外，過低的pH值、污泥沒有及時排除、污泥回流比例不合理也會造成大量污泥膨脹（見圖1）。

圖1 污泥膨脹

（二）污泥脫氮上浮

如果曝氣池充入過多氧氣，污水中就會出現(xiàn)大量溶解氧，這時曝氣池就會產(chǎn)生高度硝化反應(yīng)，將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化成為硝酸氮。這些硝酸氮與污水融合沉降二沉池中，這些混合液體進(jìn)入到缺氧環(huán)境，受到反硝化細(xì)菌的影響，硝酸氮就會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨?。大量氮氣附著在污泥表面，使污泥逐漸變輕，比重降低，就會使污泥上浮到污水表面。

（三）污泥腐化上浮

如果曝氣池充入的氧氣過少，就會使污泥處于厭氧環(huán)境中，導(dǎo)致污泥厭氧腐化。已經(jīng)腐化的污泥在二沉池中停留的時間過長，就會導(dǎo)致污泥排放堵塞，或者聚集在二沉池中的某個死角。這些污泥長時間停留，會不斷消耗二沉池中的溶解氧，使其在厭氧環(huán)境不斷腐化，從而產(chǎn)生過量氣體。這些氣體會根據(jù)污水中不同物質(zhì)的含量而產(chǎn)生，例如污水中含有大量的無機物或硫有機物，就會產(chǎn)生硫化氫；如果污水中含有大量的無機物或者碳有機物，就會產(chǎn)生甲烷和二氧化碳。這些氣體附著在污泥表面，會使污泥的比重降低，導(dǎo)致污泥隨著氣體上浮到污水表面。

（四）泡沫問題

在活性污泥法污水處理過程中，曝氣池產(chǎn)生泡沫是極為常見的現(xiàn)象。根據(jù)這些泡沫的不同特點，可以將其分為四類：一是啟動泡沫。在活性污泥法工藝流程啟動時，會產(chǎn)生一定的泡沫，這些泡沫普遍為白色，而且非常容易消散，這是由于污泥當(dāng)中發(fā)生了微生物降解，或是表面活性劑降解等因素導(dǎo)致的。二是反硝化泡沫。這種泡沫通常產(chǎn)生在二沉池或者曝氣池的缺氧部位。通常情況下，硝態(tài)氮發(fā)生反硝化作用會產(chǎn)生反硝化泡沫，從中誕生的氨氣會附著在污泥表面，導(dǎo)致污泥上浮并產(chǎn)生泡沫。但由于反硝化泡沫在構(gòu)造上十分不穩(wěn)定，在工藝處理中，可以通過簡單的物理方法來進(jìn)行消除；三是表面活性劑泡沫。這種泡沫是由于污水表面活性劑攪拌和吹脫產(chǎn)生的，這種泡沫比較持久，呈白色；四是生物泡沫。這種泡沫呈灰黑色或者棕色，與其他泡沫相比是比較穩(wěn)定的，氣泡較為黏稠，不易損壞，其主要是由污泥處理時表面產(chǎn)生的絲狀微生物構(gòu)成的，是最不好處理的泡沫。

（五）污泥解體

如果水質(zhì)過于渾濁，污泥絮體就會變得細(xì)小、分散，污泥逐漸流失，即出現(xiàn)污泥解體現(xiàn)象。污泥產(chǎn)生解體，主要有以下幾個原因：一是曝氣過度。曝氣程度過大，會加快污泥內(nèi)部的微生物代謝，使菌膠團變得無法絮凝，讓污泥變得過死，漂浮在污水中；二是生化需氧量負(fù)荷過小。如果污水處理的水量過小，在正常曝氣下，就會導(dǎo)致生化需氧量的負(fù)荷變?。蝗巧柩趿控?fù)荷過大。如果污水處理的水量過大，且曝氣不夠充分，就會導(dǎo)致生化需氧量的負(fù)荷過大，讓大量微生物漂浮在水中；四是有毒物質(zhì)。在一些工業(yè)用水中，會含有一些有毒物質(zhì)，此時污泥會受到有毒污水影響導(dǎo)致解體；五是pH值比例問題。污泥的pH值過高或者過低，都無法保證污泥中微生物的活動；六是碳和氮的比例失調(diào)。例如污水中氮含量過低，就會導(dǎo)致污水中的碳轉(zhuǎn)化為多糖類胞外貯存物，從而使污泥無法絮凝，造成污泥分解；七是污泥膨脹。污泥膨脹也會造成污泥解體；八是機械因素。在污泥處理中，對污泥的攪拌也會造成污泥分解。

二、促進(jìn)活性污泥污水處理工藝有效應(yīng)用的主要策略

（一）污泥膨脹解決策略

污泥膨脹解決策略主要有三種辦法：第一，如果遇到突發(fā)污泥膨脹，可以通過污泥助沉法或者滅菌法來解決。污泥助沉法是在曝氣池中加入混凝劑，提升污泥自身比重，從而提升二沉池污泥的沉降效果；滅菌法是通過減少絲狀細(xì)菌生長的方法來解決污泥膨脹。主要是將化學(xué)藥物加入曝氣池中，降低絲狀細(xì)菌的生長率；第二，通過工藝手段來解決污泥膨脹。例如，很多污泥膨脹的產(chǎn)生都是因為曝氣池中氧的含量過低，因此，可以通過增加曝氣池中氧的含量來減少污泥膨脹。最常見的方法就是在曝氣池中增加氧氣供應(yīng)。此外，還可以通過加大水量的方式來提升有機負(fù)荷。如果污泥的pH值比例不合適，可以通過把控水量大小來解決。如果污泥中缺乏營養(yǎng)物質(zhì)，可以根據(jù)相應(yīng)的營養(yǎng)比例增加投放量。如果環(huán)境溫度過高導(dǎo)致污泥膨脹，則可以通過調(diào)節(jié)水溫來改善；第三，通過改變環(huán)境來解決。絲狀細(xì)菌是產(chǎn)生污泥膨脹的主要原因之一，因此，可以通過改善污泥中微生物的生長環(huán)境，控制絲狀細(xì)菌的生長數(shù)量，起到控制污泥膨脹的目的。

（二）污泥脫氮上浮解決策略

污泥脫氮上浮，會流失大量的活性污泥。因此，如果曝氣池出現(xiàn)污泥上浮的現(xiàn)象，需要馬上停止進(jìn)水，查找產(chǎn)生污泥上浮的原因。具體實施時，可以根據(jù)污泥上浮情況，在曝氣池中添加一定的混凝劑，提升污泥沉降效果，在污泥沉降后，仔細(xì)觀察污泥具體情況。若污泥的上浮是由于在二沉池當(dāng)中停留時間過長導(dǎo)致的，具體為污泥缺氧，則需要提升污泥的回流比；如果污泥上浮是由于曝氣量過大，造成水中硝酸鹽濃度過高，產(chǎn)生反硝化反應(yīng)引起污泥上浮，則可以通過增加排泥的方法來解決。如果在觀察中發(fā)現(xiàn)上浮的污泥顆粒非常細(xì)小，則可以通過減少曝氣量來解決。

（三）污泥腐化上浮解決策略

污泥腐化同時會產(chǎn)生污泥變黑，并逐漸形成較為難聞的氣體，造成污泥腐化上浮。此時需要在污水中增加溶解氧，讓污泥快速吸收氧，減少污泥在二沉池中停留的時間。此外，還要注意二沉池污泥的處理和死角的清理，減少腐化污泥的停留和上浮。

（四）泡沫問題解決策略

如果曝氣池出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象，則可以通過物理法和化學(xué)法來進(jìn)行泡沫去除。物理法是通過人工灑水或清理來解決，而化學(xué)法則是往池中投入化學(xué)藥物來解決。例如氧化劑、消毒劑等。這兩種方式雖然可以短暫解決污泥泡沫問題，但只是短時間內(nèi)有效，并不能完全根除。若要從根本上解決污泥泡沫，要了解產(chǎn)生泡沫的具體原因。在具體實施過程中，可以通過泡沫的顏色和黏度等特性，對泡沫進(jìn)行分類，從而尋找解決泡沫的方法。例如，泡沫是彩色的，代表是污泥表面活性劑問題產(chǎn)生的，可以通過簡單的物理和化學(xué)方法去除；如果是棕色泡沫，且數(shù)量較少，則表示污泥目前正處于老化狀態(tài)，可以采取減少氧氣供養(yǎng)、增大排泥量等方式來解決。

（五）污泥解體解決策略

產(chǎn)生污泥解體的因素很多，可以說曝氣池中的任何異?，F(xiàn)象都會導(dǎo)致污泥的解體。因此，想要解決污泥解體，首先需要了解污泥解體的原因。在實際操作中，可以通過顯微鏡來觀察污泥微生物情況，來判斷活性污泥具體狀況。了解污泥解體情況以后，再通過進(jìn)水量、污水處理運行情況等方式來解決這一問題。例如，水質(zhì)原因?qū)е碌奈勰嘟怏w，需要控制進(jìn)水量來減少超負(fù)荷運行；如果是由于有毒物質(zhì)導(dǎo)致的解體，則需要查明來源，再進(jìn)行處理；如果是碳氧比例失調(diào)導(dǎo)致的解體，可以采用改變氮投放量的方式來解決。

三、小結(jié)

目前，活性污泥法在我國已經(jīng)得到了普遍應(yīng)用，是我國污水處理過程中最常見的應(yīng)用技術(shù)。但近年來，隨著國內(nèi)工業(yè)化進(jìn)程的逐漸加快，對于污水的處理需求也逐漸增加，活性污泥法污水處理工藝中存在的常見問題也不斷暴露出來。對于這些常見問題，在污泥處理過程中，還需要制定針對性策略進(jìn)行解決，在未來應(yīng)用過程中還需進(jìn)一步探索，促進(jìn)活性污泥污水處理工藝的有效應(yīng)用。