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1、丝状菌的一些分析，值得一看污泥微膨胀技术在印染废水处理中的应用来源：环境科技 更新时间：2-16 10:02作 者：李稳，宋伟，郑瑞印摘要：常州某印染小区废水处理厂，污泥指数(SVI)常 年在150mL/g以上，经分析，污泥负荷低、原水中硫化物质量浓度高及水温适宜丝 状菌生长是处理厂污泥易发生膨胀的主要原因。在此通过将SVI控制在160 260mL/g之间的有效方法，不但不会引起污泥流失，反而出水清澈，悬浮物极少， 称之为“污泥丝状菌微膨胀”。关键词：印染废水，污泥微膨胀，控制，应用0引言常州某印染小区废水采用集中处理的方式运行，废水来自23家印染企业的生产废水 和一个住宅小区的生活污水，废水
2、经调节池混合后，CODCr 质量浓度在800 1000mg/L间，BOD5 质量浓度为200300mg/L。污水处理厂采用的工艺为：调 节水解池+混凝沉淀+活性污泥法+二沉+混凝沉淀。其中活性污泥法采用推流式， 正式运行以来，污泥指数(SVI )常年在150mL/g以上，运行初期，常因污泥过度 膨胀影响出水水质，在长期的防止污泥膨胀的实践中发现：将SVI控制在160 260mL/g之间，不但不会引起污泥流失，反而出水清澈，悬浮物极少，在此称之为 “污泥丝状菌微膨胀”。1污泥膨胀产生原因分析正常的活性污泥结构较稠密，沉降性能好，当丝状菌生长繁殖过多时，菌胶团的生 长繁殖受到抑制，众多的丝状菌伸出
3、菌胶团表面以外，使污泥体积膨胀，发生丝状 菌污泥膨胀11根据丝状微生物对环境条件和基质种类要求的不同，可将丝状菌污 泥膨胀划分为5种类型:低基质浓度型、低DO浓度型、营养缺乏型和高硫化物型和 pH平衡型。这5种类型的污泥膨胀占目前所存在的污泥膨胀问题的绝大部分。针对 这些污泥膨胀问题，较多的研究者提出了一系列的假说。如：表面积/容积比(A/V) 假说、积累/再生(AC/SC)假说、饥饿假说等，其中最被广泛接受的假说是表面积/ 容积比(A/V)假说21丝状菌污泥膨胀的成因为系统综合环境，它有利于丝状菌的生 长，但不利于菌胶团的生长，会导致丝状菌成为优势菌种而大量繁殖。下面从污泥 丝状菌膨胀的几个
4、重要影响因素分析该厂污泥膨胀的原因。1.1污泥负荷由于印染废水可生化性差p (BOD5 ) : p (COD ) = 0.3，设计时采用低负荷的延 时曝气法，单位MLSS 的BOD5 污泥负荷为0.12kg/(kg由，每周测定1次BOD5 值，半年测定27次，实际运行的负荷如图1。由图1可知，实际运行的单位MLS的SBOD5污泥负荷在0.050.08kg/(kg由之间。 根据A/V假说，伸展于活性污泥絮体之外的丝状菌的比表面积要大大超过菌胶团微 生物的比表面积。当微生物处于基质限制和控制的状态时，比表面积大的丝状菌在 取得底物能力方面强于菌胶团微生物，结果在曝气池内丝状菌的生长占优势，而菌 胶
5、团微生物的生长则将受到限制。由于废水处理厂污泥负荷极低，絮凝体中的菌胶 团细菌得不到足够的营养，而交织于絮凝体中的球衣菌却形成长的丝状体伸出絮体， 以增加表面积，充分吸收环境中的低浓度的营养物质31因此过低的污泥负荷是污 水处理厂污泥膨胀的主要原因之一。1.2硫化物废水处理厂进水pH值在912，用废硫酸调节pH值至8.5左右，大量的硫酸根 经厌氧水解处理后，转化为硫化氢(H2S )。另原印染废水中也含有较高的S2-， 经混凝沉淀去除部分S2-，好氧池进水的S2-质量浓度在1030mg/L。研究资料 表明，从H2S对不同微生物的毒性及丝状菌和菌胶团细菌生长条件的差异来看，S2- 主要在2个方面对
6、污泥膨胀产生影响:H2S对菌胶团细菌的抑制毒害作用大于对 丝状菌的1S2-的抑制作用主要取决于水中游离H2S的浓度，因为细胞一般带负电， 只有电中性的H2S才能接近并穿透细菌的细胞壁进入细菌体内发生毒害作用。而丝 状菌一般对毒性物质具有更高的承受能力，因而H2S的大量存在会造成丝状菌在与 菌胶团细菌的生长竞争中占据优势；还原态S2-的存在为丝状菌的繁殖提供能源。 嗜硫菌基本都是丝状菌，在硫底质丰富时，此类丝状菌大量繁殖，易引起污泥膨胀 41所以S2-质量浓度较高为废水处理厂污泥膨胀的原因之一。1.3溶解氧活性污泥在溶解氧(DO )低的条件下大部分好氧菌几乎不能继续生长繁殖，而具有 较长菌丝，比
7、表面积大的丝状菌更易夺得DO进行生长繁殖，所以DO质量浓度太 低容易发生污泥膨胀。废水处理厂好氧生化系统采用的延长曝气法，处于低负荷运 行状态，DO控制相对比较容易，其质量浓度一直保持在2.5mg/L以上。因此可以 认为DO不是引起污泥膨胀的主要原因。为了抑制丝状菌生长，曾提高DO，曝气 池出水口 DO质量浓度在3.0mg/L以上，连续运行一段时间发现：系统中，充足的 DO不能抑制丝状菌的生长。1.4水温温度是影响微生物生长与生存的重要因素之一，不同的丝状菌具有各自适宜生长的 温度范围。如：球衣菌的适宜生长温度在30 C左右，丝硫菌、贝氏硫菌的适宜稳定 在3036 C之间。图2为2007年下半
8、年水温变化曲线。每天测定1次，半年连续测定183次，结果 表明：水温非常适宜丝状菌生长。当水温超过39C时，SVI值呈下降的趋势，水温 下降后SVI值逐渐上升到150mL/g以上。说明丝状菌的生长繁殖受温度的影响大于 菌胶团511.5pH 值据国内外研究报道，在活性污泥法运行中，菌胶团生长适宜的pH值范围是6.58.0， 而丝状菌确是在4.56.5之间能够较好的生长。所以pH值低于6时易引起丝状菌 的大量繁殖，而菌胶团的生长受到抑制6。处理厂运行以来pH值一直保持在7.2 8.0之间，因此pH值不是引起废水处理厂污泥膨胀的原因。1.6氮和磷很多方面的研究表明，许多丝状菌对营养物质N , P有着
9、较强的亲和力，这可能就 是缺乏营养物质导致污泥膨胀的原因。通常认为，N与P的合适比例为p(BOD5): p (N ) ： p (P ) =100 : 5 : 1。当污水中N , P不足时，易引起污泥膨胀发生。废 水处理厂p (BOD5 ) : p (N ) ： p (P )约为100 ： 4.5 ： 1.2，营养比基本合适， 其中的氮元素稍有不足，即在好氧系统进水口滴加尿素溶解液，将p (BOD5 ) : p (N )调整至100 : 5，连续运行超过100d，未发现SVI有明显变化，可以认为N,P元素不是引起废水处理厂污泥膨胀的主要因素。综上分析，长期低污泥负荷运行，废水中S2-质量浓度高和
10、水温适宜丝状菌生长是 处理厂污泥易发生膨胀的主要原因。而DO和N缺乏不是其造成污泥膨胀的主要原 因。2防止污泥过度膨胀的控制方法通过以上的分析，污泥负荷低、原水中S2-质量浓度高和适宜丝状菌生长的水温是 引起污泥膨胀的原因，其中由于水量大，水温难以控制，针对另外2点引起污泥膨 胀的成因，现场采取的措施依次为：2.1增大剩余污泥的排放量当SVI有升高趋势时，增大剩余污泥的排放量，缩短污泥泥龄(SRT )，从而加快 了污泥更新。由于剩余污泥的排放量，使好氧池内MLSS降低，从而增大污泥负荷， 向有利于菌胶团生长的方向发展7, SVI值会明显降低，进而污泥膨胀则会得到一 定程度的抑制。通过镜检观察，
11、工艺调整后丝状菌的数量在活性污泥中已不占主要 地位。2.2投加次氯酸钠在实践运行中，上述办法一般情况下均能控制住污泥的过度膨胀。当上述办法控制 不住丝状菌过度膨胀时，可在好氧池内投加有效氯质量分数为10%的次氯酸钠(NaCLO )，投加比例根据实验小试确定，张玉梅等8在唐山某污水处理厂以投加 量0.51.0mg/L有效的控制了丝状菌的膨胀。参照此法每次均取得很好的效果， 投加NaCLO后，丝状菌得到了一定的控制，其SV30在投加后持续下降，并且在 投加后的一段时间内相对稳定在较低范围内，出水CODCr 质量浓度有升高的趋势， 但未超出排放标准。2.3在好氧池出水处投加絮凝剂上述2种控制方法有时
12、见效较慢，为了二沉出水不漂泥，从而影响出水水质，可在 好氧池出水处投加混凝剂的改善污泥沉降性能，可选用的混凝剂有聚合氯化铝(PAC )、聚合氯化铁(PFC )、三氯化铁(FeCl3 )和聚丙烯酰胺(PAM )等， 通过混凝沉淀作用来提高污泥的沉降性能。1992年，CBUDOBA9在实验中发现无 机絮凝剂的应用，特别是它们的水解产物Fe(OH)3 ， Al(OH)3和SiO2是一种可行 的改善活性污泥性质的方法。研究采用在好氧池出水处滴加PAC的方法，有效的 控制了污泥过度膨胀问题。3污泥微膨胀时水质分析丝状菌是形成活性污泥絮体的骨架，菌胶团细菌等微生物产生多聚糖附着在上面， 形成了凝胶基质架，
13、胶体物质和其他微生物附着在其上。活性污泥中适当数量的丝 状菌对于维持污泥的絮体结构非常重要，且丝状菌有巨大的比表面积，很强的吸附 能力，降解低有机污染物浓度的能力强于菌胶团。控制菌胶团细菌和丝状菌之间有 个合适的比例关系，达到某个共生平衡，有助于使活性污泥处于微膨胀状态，可有 效地网捕出水中细小的悬浮物，使出水清澈,CODCr质量浓度更低。2007年下半年SVI和出水CODCr 质量浓度变化趋势如图3所示。据2007年下半 年和2008年上半年观察，污泥微膨胀时出水清澈，SS质量浓度小于5mg/L。图中显示每天测定1次，半年连续试测定183次。由上图分析可知：当SIV在160 260mL/g之
14、间时，污泥处于丝状菌微膨胀状态，出水水质比污泥非膨胀状态时好。 4结论(1) 氮元素缺乏不是造成废水处理厂污泥膨胀的主要原因，在其他条件不变的情况 下，只投加氮源并不能使膨胀污泥的性能得到恢复，而调整污泥负荷则可使丝状菌污 泥膨胀得到有效控制。原水中S2-质量浓度高和水温适宜丝状菌生长，是其污泥膨 胀的影响因素。(2) 在好氧系统进水水质水量波动不大的情况下，控制MLSS从而调整污泥负荷， 是防止污泥丝状菌过度膨胀的重要手段；(3) 水温高于39C后，SVI急剧下降，说明温度高于39C不利于丝状菌的生长繁 殖；(4) 丝状菌污泥膨胀控制得当，使污泥长期处于微膨胀状态下，出水清澈，悬浮物 少，C
15、ODCr 质量浓度低于非污泥膨胀时值。参考文献1李军，杨秀山，彭永臻.微生物与水处理工程M.北京：化学工业出版社，2002.2沈耀良，王宝贞.废水生物处理新技术-理论与应用M.北京：中国环境科学出版社， 1999.3IMRET,ERONF.ModellingofthemicromorphologyoftheactivatedsludgefLoc:lowDO,lowF/MbulkingJ.WatSci Teah,1995,31(2):235-243.4黄华山，祁佩时.高硫化物型污泥膨胀的形成机理于控制J中国给排水，2008， 24 (5)： 65-67.5KNOOPS,KUNSTS.Influe
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