摘要:系統(tong)介紹了(le)活(huo)性(xing)污(wu)泥(ni)膨(peng)(peng)脹的(de)(de)概念、 類型(xing)和(he)相(xiang)關理論。從碳水(shui)(shui)化合(he)物(wu)含(han)量高的(de)(de)廢(fei)水(shui)(shui)、 陳腐或腐化的(de)(de)廢(fei)水(shui)(shui)、 含(han)有毒(du)物(wu)質的(de)(de)廢(fei)水(shui)(shui)、 N、 P含(han)量不(bu)平(ping)衡的(de)(de)廢(fei)水(shui)(shui)、 低 PH值的(de)(de)廢(fei)水(shui)(shui)等方面論述(shu)(shu)進(jin)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質對污(wu)泥(ni)膨(peng)(peng)脹的(de)(de)影響(xiang);從水(shui)(shui)流(liu)流(liu)態及運轉方式、 流(liu)量和(he)水(shui)(shui)質變化、 其他環(huan)境(jing)因子 ( PH,溫度 ,營(ying)養成分 )等環(huan)境(jing)條(tiao)件論述(shu)(shu)其對污(wu)泥(ni)膨(peng)(peng)脹的(de)(de)影響(xiang);和(he)從負(fu)荷(he)、溶解氧、 污(wu)泥(ni)齡等運轉條(tiao)件來論述(shu)(shu)其對污(wu)泥(ni)膨(peng)(peng)脹的(de)(de)影響(xiang)。提(ti)出了(le)應急(ji)調(diao)(diao)控措(cuo)施(shi)、 環(huan)境(jing)調(diao)(diao)控措(cuo)施(shi)和(he)工藝(yi)運行調(diao)(diao)控措(cuo)施(shi)來控制污(wu)泥(ni)膨(peng)(peng)脹。

關(guan)鍵(jian)詞:活性污泥膨脹; 絲狀(zhuang)菌; 非絲狀(zhuang)菌; 調(diao)控措(cuo)施

自從 1914年 Aldern和 Lockett首次發(fa)明活(huo)性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)法處理污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)技術以后 ,至(zhi)今 ,活(huo)性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)工藝(yi)(yi)(yi)得(de)到了廣(guang)泛(fan)的(de)應用(yong) ,并產(chan)生(sheng)一系列變形工藝(yi)(yi)(yi) ,如階段曝氣、 漸減曝氣、 吸(xi)附再(zai)生(sheng)、 完全混合(he)式、 序批式等。且純氧(yang)曝氣、 深井曝氣、 粉末碳活(huo)性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)法、 AB工藝(yi)(yi)(yi)和 A /O、 A2/O等脫氮除磷工藝(yi)(yi)(yi)以及氧(yang)化溝[ 1 ]等工藝(yi)(yi)(yi)也得(de)到進(jin)一步(bu)發(fa)展。但(dan)是 ,不(bu)論是哪一種(zhong)改(gai)進(jin)的(de)活(huo)性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)工藝(yi)(yi)(yi) ,污(wu)(wu)(wu)泥(ni)膨(peng)(peng)脹是活(huo)性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)法問(wen)世以來在(zai)運行管理中一直困擾(rao)人(ren)們的(de)最大難題之(zhi)一。活(huo)性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)法的(de)關鍵技術就是活(huo)性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)沉降性(xing)(xing)能的(de)好壞,它(ta)直接影響出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質。污(wu)(wu)(wu)泥(ni)膨(peng)(peng)脹發(fa)生(sheng)很普遍 ,據報(bao)道 ,在(zai)美國(guo) 60% ,德國(guo) 50% ,意大利50%的(de)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)廠(chang)存在(zai)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)膨(peng)(peng)脹問(wen)題。我國(guo)的(de)絕大多數活(huo)性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)法工藝(yi)(yi)(yi)的(de)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)廠(chang) ,也不(bu)同程度地存在(zai)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)膨(peng)(peng)脹問(wen)題。

1　 污(wu)泥膨脹的(de)概念及理論

1 . 1　 污泥(ni)膨脹的概念

污泥膨脹是活性(xing)污泥系統在運行(xing)過(guo)程中出(chu)現的異常現象之一 ,定(ding)義(yi)為:由于(yu)某(mou)種原因活性(xing)污泥沉(chen)(chen)降性(xing)能(neng)惡化 ( SV I值(zhi)不斷(duan)上(shang)升 ) ,造成二(er)沉(chen)(chen)池中泥水分離效果(guo)差 ,污泥易隨出(chu)水流失 ,影(ying)響出(chu)水水質 ,從而(er)破壞(huai)處理

工藝(yi)的正常運行的現象。

1 . 2　 污泥(ni)膨(peng)脹的理論

由于污(wu)泥(ni)(ni)膨(peng)脹(zhang)(zhang)成(cheng)因的(de)(de)多樣性 ,在一(yi)定(ding)程度上(shang)給(gei)人們研(yan)究污(wu)泥(ni)(ni)膨(peng)脹(zhang)(zhang)造成(cheng)了(le)困難(nan)。雖然有(you)關(guan)污(wu)泥(ni)(ni)膨(peng)脹(zhang)(zhang)的(de)(de)假說很(hen)多 ,但是(shi)有(you)些假說只(zhi)能解釋特定(ding)條件(jian)下的(de)(de)污(wu)泥(ni)(ni)膨(peng)脹(zhang)(zhang)問(wen)題。自(zi)從 Chudoba于 1973年(nian)提(ti)出了(le)選擇性理論(lun)后 ,該理論(lun)為(wei)學(xue)者們廣為(wei)接受并成(cheng)為(wei)污(wu)泥(ni)(ni)膨(peng)脹(zhang)(zhang)研(yan)究領域中的(de)(de)主要理論(lun)。它是(shi)基于不同的(de)(de)微(wei)(wei)生物(wu)的(de)(de)生長動力(li)學(xue)參數的(de)(de)不同而提(ti)出的(de)(de)。微(wei)(wei)生物(wu)的(de)(de)動力(li)學(xue)參數可根據Monod方程式 (式 1)來確定(ding)。

μ =μ max S / ( KS + S ) (1)

式中:μ 、 μ max分別為微生(sheng)物的實際和(he)最大比(bi)生(sheng)長速率( d- 1) ; S為限制(zhi)性基(ji)質(zhi)濃度, mg/L; KS為半飽和(he)常數,mg/L。

根據(ju) Chudoba提出的(de)理論 ,具(ju)有(you)(you)低的(de) KS 和μ max值的(de)絲(si)狀菌在低基質(zhi)(zhi)濃度(du)下,具(ju)有(you)(you)較高(gao)的(de)生長速率,從而(er)具(ju)有(you)(you)競爭優勢;而(er)在高(gao)基質(zhi)(zhi)濃度(du)下,具(ju)有(you)(you)高(gao)的(de) KS 和μ max值的(de)菌交團微(wei)生物有(you)(you)較高(gao)的(de)生長速率 (如(ru)圖 1所示)。該理論可以很好地解釋基質(zhi)(zhi)限(xian)制、 溶解氧(yang)限(xian)制和營養物質(zhi)(zhi)缺乏引起的(de)污泥(ni)膨脹(zhang)現象[ 2 ]。

另(ling)外 ,關(guan)于污泥膨(peng)脹(zhang)的理(li)論(lun)還有 A /V假(jia)說、 饑餓假(jia)說理(li)論(lun)和積累 — 再生(sheng)假(jia)說理(li)論(lun)等等。

2　 污泥膨脹類型

活性污(wu)泥系統中的(de)微生(sheng)物(wu)處于(yu)動態平衡(heng)之中,理想的(de)污(wu)泥絮(xu)體沉(chen)降性能良好 ,絲狀菌和(he)菌膠團(tuan)之間相互(hu)(hu)競爭 ,相互(hu)(hu)依存 ,絮(xu)體中存在的(de)絲狀菌有利于(yu)保(bao)護絮(xu)體已經形成的(de)結構并(bing)能增加其強度。但是(shi)在污(wu)泥膨脹誘(you)(you)因(yin)的(de)誘(you)(you)發下就容(rong)易發生(sheng)污(wu)泥膨脹。

污泥膨(peng)脹(zhang)可以分為兩大(da)(da)(da)類:絲狀(zhuang)菌(jun)(jun)(jun)膨(peng)脹(zhang)和非絲狀(zhuang)菌(jun)(jun)(jun)膨(peng)脹(zhang)。前者(zhe)是(shi)由于活性(xing)污泥中(zhong)大(da)(da)(da)量絲狀(zhuang)菌(jun)(jun)(jun)繁(fan)殖而造成(cheng)的 ,大(da)(da)(da)量的絲狀(zhuang)菌(jun)(jun)(jun)從(cong)污泥絮(xu)體(ti)中(zhong)伸出很長的菌(jun)(jun)(jun)絲體(ti) ,菌(jun)(jun)(jun)絲體(ti)之間互(hu)相接觸 ,起(qi)到架橋作用 ,從(cong)而形(xing)成(cheng)了一個框架結(jie)構 ,支撐著污泥絮(xu)體(ti) ,阻止了絮(xu)體(ti)的有(you)效沉(chen)降。后者(zhe)是(shi)由于菌(jun)(jun)(jun)膠團(tuan)在特定的環境條件下分泌并積累(lei)大(da)(da)(da)量高(gao)粘(zhan)性(xing)物(wu)質 ,而高(gao)粘(zhan)性(xing)物(wu)質的結(jie)合水高(gao)達 380%,從(cong)而造成(cheng)污泥比重減輕 ,壓(ya)縮性(xing)能惡化而引起(qi)膨(peng)脹(zhang)[ 3 ]。

3　 污泥膨脹的(de)影響因素(su)

從進水水質、 環(huan)境條件和運轉條件三(san)方面來論述其對污泥膨脹的影(ying)響。

3 . 1進水水質

在大量(liang)的實踐中總(zong)結出的如下(xia)幾種廢水水質容易引起污泥膨(peng)脹:

1) 碳水(shui)(shui)化合(he)物含(han)量高的(de)(de)廢(fei)水(shui)(shui) ,含(han)有(you)(you)大量可溶性有(you)(you)機(ji)物的(de)(de)廢(fei)水(shui)(shui)。廢(fei)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)對污(wu)泥(ni)膨(peng)脹有(you)(you)明顯影響 , 一般認為(wei)污(wu)水(shui)(shui)中(zhong)懸浮(fu)固體(ti)少 , 而(er)溶解(jie)性和易(yi)降(jiang)解(jie)的(de)(de)有(you)(you)機(ji)物組分較多 ,特(te)別是含(han)低分子量的(de)(de)烴類、 糖(tang)類和有(you)(you)機(ji)酸等類型基質(zhi)的(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)容(rong)易(yi)發生非絲(si)狀菌性污(wu)泥(ni)膨(peng)脹 ,例(li)如(ru)啤酒、 食品、 乳品、 石化、 造紙等廢(fei)水(shui)(shui)[ 4 ]。

2) 陳腐(fu)或腐(fu)化的(de)(de)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui) ,含(han)有(you)(you)大量 H2 S的(de)(de)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)。污水(shui)(shui)在(zai)下水(shui)(shui)管道、 初沉池等貯存設施中 ,停(ting)留時間過(guo)(guo)長 ,發生早期消化 , 使 pH值下降 ,產(chan)生利于絲狀(zhuang)菌攝取的(de)(de)低(di)分子溶解(jie)性(xing)有(you)(you)機物和 H2 S,容易(yi)引起(qi)硫(liu)代謝絲狀(zhuang)菌 ,如(ru) 021N型菌、 絲硫(liu)細(xi)菌、 貝(bei)絲硫(liu)菌的(de)(de)過(guo)(guo)量增(zeng)殖[ 5 ]。現有(you)(you)的(de)(de)資(zi)料(liao)一致認為,含(han)有(you)(you) H2 S的(de)(de)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)易(yi)引起(qi)污泥膨脹(zhang)。當(dang)城市污水(shui)(shui)中的(de)(de) H2 S濃度超過(guo)(guo) 1～2 . 5 mg/L時 ,就可能發生膨脹(zhang)。

污水中存在的硫化物 ,大部分是厭氧發酵過程中的一個副產物 ,在污水中厭氧發酵有大量小分子有機酸產生 ,它是曝氣池在一定運行方式和負荷情況下造成污泥膨脹的主要原因 ,而 H2 S是次要因素。
 

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