摘要:介紹了許昌市污水處理廠的污泥膨脹情況。經過調查分析,最后確認污泥膨脹是由微量金屬元素缺乏所致。為此,采取了向配水、配泥井內投加微量元素混合液的措施,從而解決了污泥膨脹的問題。
關鍵詞:污泥膨脹;污泥負荷;微量金屬元素; SVI
1 污水處理廠概況
許昌市污水處理廠采用交替式氧化溝工藝(處理規模為8×104m3/d),其污泥負荷為0.096kg2BOD/(kgMLSS·d),MLSS為4000mg/L,污泥齡為35d,污泥回流比為62.5%,水力停留時間為14.2h。2000年12月經驗收后正式運行,其進、出水的水質見表1。
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2 污泥膨脹及其原因分析
2002年6月以來,該廠出水中的BOD和SS均超標,同時在氧化溝的水面上存在一定量的泡沫,鏡檢發現活性污泥中含有大量的絲狀菌,SVI值平均為210mL/g,說明發生了污泥膨脹。根據水質分析記錄,氧化溝好氧段的DO濃度在2.0mg/L以上,厭氧段的DO濃度在0.3～0.7mg/L之間,pH值在7.0～8.0之間,進水中N、P含量豐富。鏡檢時沒有發現發硫菌、貝氏硫菌、球衣菌等在含硫化合物較多時大量繁殖的絲狀菌,因此斷定DO、pH和C、N、P營養比例以及含硫化物過多等都不是引起污泥膨脹的原因。筆者曾以為是污泥負荷太低(一直低于設計值)引起污泥膨脹的,因此采取了減小污泥回流比、降低污泥濃度、回流部分污泥濃縮池上清液等辦法把污泥負荷提高到0.11kg2BOD/(kgMLSS·d)左右,并在此負荷下穩定運行了10d。但在測定SVI值時發現,SVI值的降低不顯著(236～168mL/g),不能解決污泥膨脹的問題。所以負荷低也不是引起污泥膨脹的主要原因。
用原子吸收分光光度法測定污水中微量金屬元素(鉀、鈉、鎂、鐵、錳、鈷、銅、鎳、鋅等)的濃度時發現,鐵含量為0.43mg/L,鎳含量為0.037mg/L(遠遠低于活性污泥微生物的正常需要量)。研究表明,為保證微生物的正常代謝活動,污水中需含有一定數量的微量金屬元素,這些微量元素對微生物的生長具有三方面的主要功能:一是作為酶活化劑;二是在氧化還原反應中起電子傳遞的作用;三是調節微生物滲透壓。若生化反應中缺乏這些微量元素,則微生物酶的活性將降低,無法進行電子的轉移,因而代謝反應便無法正常進行。在微生物體內有些金屬元素(如鉀、鎂)的含量比較高,其他的則比較低。但在污水的生物處理過程中,為保證微生物的穩定性,這些元素均須以適當的含量存在于污水中。如果某一種或幾種元素缺乏或者含量不足,就會限制微生物的正常生長,降低處理效率,同時會導致絲狀菌大量生長而引起污泥膨脹。
3 控制措施和效果
經過分析確認,微量金屬元素缺乏是該污水處理廠發生污泥膨脹的主要原因。為此,配制了含鐵為2mg/mL、鎳為0.1mg/mL的溶液,并用射流器投加在配水、配泥井中(與進水的投配比例為1∶1000)。同時增加DO、MLSS、SVI、COD、SS的日常測定次數。測定得到的SVI值見表2。
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從表2可以看出,采取投加含微量元素溶液的措施后,SVI值由原來的200mL/g左右迅速降到70mL/g左右,污泥膨脹得到了有效控制,氧化溝內的泡沫也消失了。運行穩定后,出水的COD、SS均有所降低(都低于30mg/L),出水水質也達標了。
4 結論
通過對該污水處理廠運行狀況的調查與分析,確認微量金屬營養元素缺乏是污泥發生絲狀菌膨脹的主要原因。為此,采取了投加含微量元素混合溶液的辦法,有效地控制了污泥膨脹,使生化處理系統得以維持正常運行,并確保了處理出水水質穩定達標。從整個實踐過程中可得出如下結論:
① 引起污泥膨脹的原因很多,要逐一分析、逐個排除,不能盲目地單單從負荷過低或負荷過高入手。
② 對于氧化溝來說,其能夠在一定程度上避免由低負荷引起的污泥膨脹。
③ 微量金屬元素是微生物生長的必要條件,如果微量金屬元素缺乏,則生化處理系統不能維持正常運行,將會出現污泥膨脹等不正常現象。因此,投加微量元素是解決生化系統異常現象的一種可供選擇的方法。
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