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活性污泥法运行中的异常现象

活性污泥法运行中的异常现象

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活性污泥法运行中的异常现象

作者:管理员 来源: 日期:2014/5/31 17:42:11 人气: 标签:
(一)污泥膨胀
污泥膨胀是活性污泥法系统常见的一种异常现象,是指由于某种因素的改变,活性污泥质量变轻、膨大、沉降性能恶化, sVI值不断升高,不能在二沉池内进行正常的泥水分离,二沉池的污泥面不断上升,终导致污泥流失,使曝气池中的MI5S浓度过度降低,从而破坏正常工艺运行的污泥,这种现象称为污泥膨胀。污泥膨胀通常是活性污泥絮体中的丝状菌过度繁殖而导致的。
1.污泥膨胀的表现
发生污泥膨胀后,SVI值异常升高,有时可达400以上。二沉池出水的SS将会大幅度增加,直至超过国家排放标准,同时导致出水的0)0&和bod5也超标。如果不立即采取控制措施,污泥持续流失会使曝气池内的微生物数量锐减,不能满足分解有机污染物的正常需要,从而导致整个系统的性能下降,甚至崩溃。如果恢复,需要从培养、驯化活性污泥重新开始。
污泥膨胀可通过检测曝气混合液的SVI、沉降速度和生物相镜检来判断和预测,而通过观察二沉池出水悬浮物和泥面的上升变化是直观的方法。对于市政污水处理厂,SVI超过150时,就预示着有可能或已经发生污泥膨胀。生物相镜检时发现丝状菌的丰度逐渐增大,到++级时,预示着有可能发生污泥膨胀;到+++级时,说明污泥已经处于膨胀状态。
2.曝气池活性污泥发生丝状菌污泥膨胀的原因
在正常的环境中,活性污泥中菌胶团的生长速率大于丝状菌,不会出现丝状菌过度繁殖的现象,但如果活性污泥环境条件发生不利变化,丝状菌因为其表面积较大、抵抗环境变化的能力比菌胶团细菌强,丝状菌的数量就有可能超过菌胶团细菌,从而导致丝状菌污泥膨胀。引起活性污泥环境条件发生不利变化的因素主要有:①进水中有机物质太少,曝气池内太低,导致微生物食料不足;②进水中N、P等营养物质不足;③PH值太低,不利于菌胶团生长;④曝气池混合液内溶解氧太低;⑤进水水质、水量波动太大,对微生物造成冲击;⑥进人曝气池的污水“腐化”而含有较多的H2S(>2mg/L)时,导致丝硫菌过量繁殖;
⑦进人曝气池的污水温度偏高(超过301)。
3.污泥膨胀的控制措施
(1)临时控制措施
临时控制措施主要用于控制临时原因造成的污泥膨胀,防止出水SS超标和污泥的大量流失,主要方法有絮凝剂助沉法和杀菌法两种。絮凝剂助沉法一般用于非丝状菌引起的污泥膨胀,而杀菌法适用于丝状菌引起的污泥膨胀。①絮凝剂助沉法是指向发生膨胀的曝气池中投加絮凝剂,增强活性污泥的凝聚性能,使之容易在二沉池实现泥水分离。混凝处理中的絮凝剂一般都可以在此时应用,常用的絮凝剂有聚合氯化铝、聚合氯化铁等无机絮凝剂和聚丙烯酰胺等有机高分子絮凝剂。絮凝剂可加在曝气池的进口,也可投加在曝气池的出口,但投加量不可太多,否则有可能破坏细菌的生物活性,降低处理效果。使用PAC [#]64时,药剂投加量折合三氧化二铝为10mg/L即可。②杀菌法是指向发生膨胀的曝气池中投加化学药剂,杀灭或抑制丝状菌的繁殖,从而达到控制丝状菌污泥膨胀的目的。常用的杀菌剂如液氯、二氧化氯、次氯酸钠、漂白粉、双氧水等都可以使用。实际加氯过程中,应由小剂量到大剂量逐渐进行,并随时观察生物相和测定SVI值。一般加氯量为污泥干固体重量的0.3%~0.6%,当发现SVI值低于大允许值或镜检观察到丝状菌菌丝溶解,应当立即停止加氯。投加H202对丝状菌有持续的抑制作用,H202投加量一般应控制在20~400mg/L,过低不起作用,过高会导致污泥氧化解体。
(2)调节运行工艺控制措施
①在曝气池的进口处投加粘土、消石灰、生污泥或消化污泥等,以提高活性污泥的沉降性和密实性;②使进人曝气池的污水处于新鲜状态,如采取预曝气措施,使污水处于好氧状态,避免形成厌氧状态,同时吹脱硫化氢等有害气体;③加强曝气强度,提高混合液DO浓度,防止混合液局部缺氧或厌氧;④补充N、P等营养盐,保持混合液中C、N、P等营养物质的平衡;⑤提高污泥回流比,降低污泥在二沉池的停留时间,避免在二沉池出现厌氧状态;⑥对污水进行预曝气吹脱酸气或加碱调节,以提高曝气池进水的pH值;⑦利用在线仪表的手段加强和提高化验分析的时效性,充分发挥调节池的作用,保证曝气池的污泥负荷相对稳定;⑧控制曝气池进水的温度,对温度较高的小流量工业废水进行降温处理。
(3)永久性控制措施
永久性控制措施是指对现有曝气处理设施进行改造,避免产生污泥膨胀的因素出现。常用的永久性控制措施是在曝气池前设置生物选择器。生物选择器的主要作用是防止丝状菌的过度繁殖,避免丝状菌在微生物处理系统中成为优势菌种。就是通过创造一定的条件,确保沉淀性能好的菌胶团细菌等非丝状菌占优势。
生物选择器的工作原理是在好氧或厌氧生物反应器之前,设置-个停留时间较短的反应器,使回流污泥和未被稀释的污水在其中接触,即在选择器中维持较高的F/M值。在高F/M值下,沉淀性能好的微生物可以优先在选择器基质浓度高的区域吸收利用基质,并在整个悬浮活性污泥体系中处于优势地位。生物选择器的类型有好氧选择器、缺氧选择器和厌氧选择器三种。好氧选择器内需要进行进行曝气充氧,使之处于好氧状态,而缺氧选择器与厌氧选择器只进行搅拌。
好氧选择器实际上是在曝气池的首段划出一格,其容积按水力停留时间20min计,通过对污水进行充分曝气,让菌胶团细菌在DO较高、.营养充足的条件下充分吸收利用有机物,限制丝状菌的过度繁殖。在完全混合活性污泥法的曝气池前端,设置一个好氧选择器,其控制污泥膨胀的效果非常明显。
缺氧选择器与厌氧选择器的设施和设备完全一样,两者的功能取决于生物处理系统活性污泥泥龄的长短。泥龄长时,发生完全的硝化,选择器内硝酸盐浓度高,此时为缺氧选择器;反之,泥龄短时选择器内既无溶解氧又无硝酸盐,即成为厌氧选择器。缺氧选择器中菌胶团细菌利用硝酸盐化合性氧源进行繁殖,而丝状菌则因无法利用化合性氧源而受到抑制,增殖速度落后于菌胶团细菌。大多数丝状菌是绝对好氧的,因此在厌氧选择器内受到抑制,而大多数菌胶团细菌是兼性菌,在厌氧条件下能进行厌氧代谢,继续增殖。但厌氧选择器中菌胶团细菌厌氧代谢会产生硫化氢,硫化氢的存在为丝硫细菌的繁殖创造了条件。
(二)曝气池内活性污泥不增长或减少
(1)二沉池出水悬浮物含量大,污泥流失过多。主要原因是污泥膨胀引起污泥沉降性能变差,通过分析污泥膨胀的原因,采取具体对策。有时为防止污泥的流失和提高沉淀效率,可以使污泥在曝气池中直接静止沉淀,或在曝气池进水或出水中投加少量絮凝剂。
(2)进水有机负荷偏低。进水负荷偏低造成活性污泥繁殖增K所需的有机物相对不足,使活性污泥中的微生物只能处于维持状态,甚至有可能进人自身氧化阶段使活性污泥量减少。对策是设法提高进水量,或减少凤机运转台数或降低表曝机转速,或减少曝气池运转间数,缩短污水停留时间。
(3)曝气充氧量过大。曝气充氧量过大会使活性污泥过氧化,污泥总量不增加。对策是减少风机运转台数或降低表曝机转速,合理调整曝气量,减少供氧量。
(4)营养物质含量不平衡。营养物质含量不平衡会使活性污泥微生物的凝聚性能变差,对策是及时补充足量的氮、磷等营养盐。
(5)剩余污泥排放量过大。使得活性污泥的增长量少于剩余污泥的排放量,对策是减少剩余污泥的排放量。
(三)活性污泥解体
SV和SVI值特别高、出水非常浑浊、处理效果急剧下降等现象往往是活性污泥解体的征兆,运行中出现这种情况的原因主要有:
(1)污泥中毒:进水中有毒物质或有机物含量突然升高很多,使微生物代谢功能受到损害甚至丧失,活性污泥失去净化活性和絮凝活性。这种情况在工业废水处理场经常出现,通常是工厂事故污水排放量过多,使污水处理系统超负荷运行所导致的。解决的对策是将事故排水及时引向事故池或在均质调节池内与其他污水充分混合均质,并充分发挥预处理设施的作用,利用混凝沉淀等物理、化学法进行处理后,再进人生物处理系统的曝气池。
(2)有机负荷长时间偏低:处理水量或污水浓度长期偏低而曝气量仍维持正常值,其结果就会出现过度曝气,引起污泥的过度自身氧化,菌胶团的絮凝性能下降,后导致污泥解体。长此以往,还可能会使污泥部分或全部失去活性,在进水有机负荷再提高时失去净化功能,使出永水质急剧恶化。对策是减少风机运转台数或降低表曝机转速,或减少曝气池运转间数,只运行部分曝气池。
(四)二沉池出水浮物含量增大
(1)活性污泥膨胀使污泥沉降性能变差,泥水界面接近水面,部分污泥碎片经出水堰溢出。对策是通过分析污泥膨胀的原因,逐一排除。
(2)进水量突然增加,使二沉池表面水力负荷升高,导致上升流速加大、影响活性污泥的正常沉降,水流夹带污泥碎片经出水堰溢出。对策是充分发挥调节池的作用,使进水尽可能均衡。
(3)出水堰或出水集水槽内藻类附着太多。对策是操作运行人员及时清除这些藻类。
(4)曝气池活性污泥浓度偏高,二沉池泥水界面接近水面,部分污泥碎片经出水堰溢出。对策是加大剩余污泥排放量。
(5)活性污泥解体造成污泥的絮凝性下降或消失,污泥碎片随水流出。对策是找到污泥解体的原因,逐一排除和解决。
(6)吸(刮)泥机工作状况不好,造成二沉池污泥或水流出现短流现象,局部污泥不能及时回流,部分污泥在二沉池停留时间过长,污泥缺氧腐化解体后随水流溢出。对策是及时修理吸(刮)泥机,使其恢复正常工作状态。
(7)活性污泥在二沉池停留时间过长,污泥因缺氧腐化解体后随水流溢出。对策是加大回流污泥量,在二沉池中的缩短停留时间。
(8)水温较高且水中硝酸盐含量较多时,二沉池出现污泥反硝化脱氮现象,氮气裹带大块污泥上浮到水面后随水流溢出。对策是加大回流污泥量,缩短污泥在二沉池停留时间。
(五)二沉池出水溶解氧偏低或偏高
(1)活性污泥在二沉池停留时间过长,污泥中好氧微生物继续消耗氧,导致二沉池出水中溶解氧下降。对策是加大回流污泥量,缩短停留时间。
(2)吸(刮)泥机工作状况不好,造成二沉池局部污泥不能及时回流,部分污泥在二沉池停留时间过长,污泥中好氧微生物继 
(4)曝气池进水有机负荷偏低或曝气池充氧量偏大,此时二沉池出水溶解氧过高但水质很好,可采取从调节池多调水,提高进水负荷的办法,或采取减少运转风机台数,降低充氧量的办法。
(5)曝气池混合液中毒,微生物无法利用水中溶解氧也有可能造成二沉池出水溶解氧过高。这样形成的二沉池出水溶解氧过高现象都是暂时的,随之而来就会是溶解氧迅速降低和出水水质变差的现象。此时应查明有毒物质的来源并予以排除。
(六)二沉池出水BOD5与0»&突然升高
(1)进人曝气池的污水水量突然加大、有机负荷突然升高或有毒有害物质浓度突然升高等,会引起活性污泥性能降低,终导致出水(:00(>和BOD5突然升高。对策是加强污水水质监测和充分发挥调节池的作用,使进水尽可能均衡。
(2)曝气池管理不善(如曝气充氧量不足等),使活性污泥的净化功能降低,终导致出水CODo和BOD5突然升高。对策是加强对曝气池的管理,及时调整各种运行参数。
(3)二沉池管理不善(如浮渣清理不及时、刮泥机运转不正常等),会使二沉池沉降功能降低,出水COD&和BOD5突然升高。对策是加强对二沉池的管理,及时巡检,发现问题立即整改。
(七)二沉池污泥上浮
二沉池污泥上浮指的是污泥在二沉池内发生酸化或反硝化导致的污泥漂浮到二沉池表面的现象。这些漂浮上来的污泥本身不存在质量问题,其生物活性和沉降性能都很正常。漂浮的原因主要是这些正常的污泥在二沉池内停留时间过长,由于溶解氧被逐渐消耗而发生酸化,产生H2S等气体附着在污泥絮体上,使其密度减小,造成污泥的上浮。当系统的SRT较长,发生硝化后,进人二沉池的混合液中会含有大量的硝酸盐,污泥在二沉池中由于缺乏足够溶解氧(D0<0.5mg/L)而发生反硝化,反硝化产生的N2同样会附着在污泥絮体上,使其密度减小,造成污泥的上浮。
控制污泥上浮的措施,一是及时排出剩余污泥和加大回流污泥量,不使污泥在二沉池内的停留时间太长;二是加强曝气池末沉池中污泥不处于厌氧或缺氧状态。对于反硝化造成的污泥上浮,还可以增大剩余污泥的排放量,降低SRT,通过控制硝化程度,达到控制反硝化的目的。

(八)二沉池表面出现黑色块状污泥
二沉池表面出现黑色块状污泥通常是污泥腐化所致。曝气量过小使污泥在二沉池缺氧,或曝气池污泥生成量大而剩余污泥排放量小使污泥在二沉池的停留时间过长,或者重力排泥时泥斗不合理、使污泥难以下滑,或者刮吸泥机部分吸泥管不通畅及存在刮不到的死角,都会造成污泥在二沉池局部长期滞留沉积而发生厌氧代谢,产生大量!CH4等气体,包裹在泥块上,促使污泥呈大块状上浮,而且颜色呈现黑色。污泥腐化上浮与一般的污泥上浮不同,腐化上浮时污泥会腐败变黑,产生恶臭。
解决的办法有保证剩余污泥的及时排放,排除排泥设备的故障,清除沉淀池内壁或某些死角的污泥,降低好氧处理系统污泥的硝化程度,加大污泥回流量,防止其他处理构筑物的腐化污泥的进入等。
(九)活性污泥法的泡沫现象
1.泡沫分类
(1)启动泡沫。活性污泥J:艺运行启动初期,由于污水中含有一些表面活性物质,在曝气的搅拌和吹脱作用下易引起泡沫现%,有时在曝气池表面会形成高达几米的泡沫山。因此又称启动泡沫,这是因为活性污泥培养初期活性污泥的功能尚未形成,所仅产生泡沫的物质在曝气的作用下都变成了泡沫。但随着活性污泥的成熟,这些表面活性物质会被微生物降解,泡沫现象会逐渐消失。在正常运行的活性污泥系统中,来水中表面活性物质突然增加或由于某种原因造成大量污泥流失后,F/M剧增也会产生泡沫。
(2)反硝化泡沫。如果污水厂进行硝化反应,则在沉淀池或曝气不足的地方会发生反硝化作用,产生氮等气泡而带动部分污泥上浮,出现泡沫现象。
(3)生物泡沫。由于丝状微生物的异常生长,与气泡、絮体颗粒混合而成的泡沫具有稳定、持续、较难控制的特点。
2.生物泡沫的危害
(1)泡沫一般具有粘滞性,它会将大量活性污泥等固体物质卷人曝气池的漂浮泡沫层,泡沫层在曝气池表面翻腾,阻碍氧气进人曝气池混合液,降低充氧效率(尤其对机械曝气方式影响大)。
(2)当混有泡沫的曝气池混合液进人二沉池后,泡沫裹带活性污泥等固体物质会增加出水悬浮物含量而引起出水水质恶化,同时在二沉池表面形成大量浮渣,在冬天气温较低时会因结冰影响二沉池吸(刮)泥机的正常运转。
(3)生物泡沫蔓延到走道板上,影响巡检和设备维修。夏天生物泡沫随风飘荡,产生一系列环境卫生问题,而且医学界还认为形成生物泡沫的诺卡氏菌极有可能是人类的致病菌。冬季泡沫结冰后,清理困难,还可能滑倒巡检和维修人员。
(4)回流污泥中含有泡沫会引起类似浮选的现象,损坏污泥的正常性能。生物泡沫随排泥进人泥区,干扰污泥浓缩和污泥消化的顺利进行。
3.曝气池出现生物泡沫的原因
(1)污泥停留时间:由于产生泡沫的微生物普遍生长速率较低、生长周期较长,所以较长的污泥停留时间(SRT)有利于这些微生物的生长。如采用延时曝气方式等超低负荷的活性污泥系统就易产生泡沫现象,而且一旦泡沫形成,泡沫层的生物停留时间就独立于曝气池内的污泥停留时间,易形成稳定持久的泡沫。
(2)pH值:pH值从7.0下降到5.0~ [#].6时,、能有效地减少泡沫的形成。放线菌和丝状菌的生长对pH值极敏感,适宜的pH值为7.8左右,当pH值为5.0时,就能有效控制其生长。
(3)溶解氧(DO)_:放线菌是严格的好氧菌,在缺氧或厌氧条件下,不易生长。
(4)温度:与生物泡沫形成有关的菌类都有各自适宜的生长温度和佳温度,当环境或水温有利于它们生长时,就可能产生泡沫现象。一般来说,温度在30T以上时,容易爆发泡沫现象。
(5)憎水性物质:污水中含有不溶性或憎水性物质(如油、脂类等)有利于放线菌的生长。
(6)曝气方式:据观察,不同曝气方式产生的气泡不同,微气泡或小气泡比大气泡更有利于产生生物泡沫,并且泡沫层易集中于曝气强度低的区域。
(7)气温、气压和水温的交替变化:严重的泡沫现象在温度高的夏季和寒冷的冬季都不会发生,每年都出现在春夏、秋冬换季时。由水温高于气温而交变到水温低于气温时和由水温低于气温而交变到水温髙于气温时容易出现泡沫现象,在气压和气温交变的时期,由于环境的更迭,使微生物的生长、构成等发生了变化,容易出现泡沫现象。
4.曝气池出现生物泡沫后的控制对策
(1)喷洒水等增加表面搅拌的方法:喷洒水是一种简单和常用的物理方法,通过喷洒水流或水珠以打碎浮在水面的气泡,可以有效减少曝气池或二沉池表面的泡沫。打散的污泥颗粒部分重新恢复沉降性能,但丝状细菌仍然存在于混合液中,所以,不能消除泡沫现象的根本原因。
(2)投加杀菌剂或消泡剂:可以采用具有强氧化性的杀菌剂,如氯、臭氧和过氧化物等。还有利用聚乙二醇、硅酮生产的市售药剂,以及氯化铁和铜材酸洗液的混合药剂等。药剂的作用仅仅能降低泡沫的增长,却不能消除泡沫的形成。而广泛应用的杀菌剂普遍存在负作用,因为过量或投加位置不当,会大量降低曝气池中絮成菌的数量及生物总量。
(3)降低污泥龄:降低曝气池中污泥的停留时间,可以抑制生长周期较长的放线菌的生长。当污泥停留时间在5~6d时,能有效控制丝状菌的生长以避免由其产生的泡沫问题。
(4)回流厌氧消化池上清液:已有试验表明,厌氧消化池上清液能抑制丝状菌的生长,因而采用厌氧消化池上清液回流到曝气池的方法,能控制曝气池表面的气泡形成。由于厌氧消化池上清液中有浓度很高COD&(BOD5)和氨氮,有可能影响后的出水质量,应慎重采用。
(5)向曝气反应器内投加载体(填料):在一些活性污泥系统中投加移动或固定填料,使一些易产生污泥膨胀和泡沫的微生物固着生长,这既能增加曝气池内的生物量,提高处理效果,又能减少或控制泡沫的产生。
(6)投加化学药剂:向曝气池中投加聚合氯化铝等阳离子絮凝剂也可以有效控制泡沫的产生后,使混合液表面的稳定泡沫失去稳定性,进而使丝状菌分散重新进人活性污泥絮体中。
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