酸性工業(ye)廢水(shui)(shui)(shui)進入城鎮污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)廠后(hou)會嚴重抑制生化系(xi)統(tong)微生物(wu)的活性，造(zao)成(cheng)微生物(wu)中毒，出(chu)現污(wu)(wu)泥解絮上(shang)浮現象，甚至導致生化系(xi)統(tong)崩潰。如果不及時進行人為干預，會對(dui)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠生化處(chu)理(li)(li)系(xi)統(tong)造(zao)成(cheng)長久(jiu)的不利影(ying)響(xiang)，并最終影(ying)響(xiang)出(chu)水(shui)(shui)(shui)達標。

筆者對(dui)桓臺污(wu)水(shui)處理(li)廠酸(suan)性工業廢水(shui)進入其生(sheng)化系(xi)統后造成的活性污(wu)泥(ni)系(xi)統污(wu)泥(ni)解絮上(shang)浮現(xian)象進行(xing)了(le)研究，并對(dui)污(wu)水(shui)廠采取(qu)的應急調控措施和調控前后的處理(li)效果進行(xing)了(le)分(fen)析，建立了(le)應對(dui)污(wu)泥(ni)上(shang)浮的有(you)效預防及調控措施模式。

1 桓臺污水處理廠背景簡介

桓臺(tai)污水(shui)處(chu)(chu)理廠(chang)于2005年由天津環科水(shui)務開(kai)發有限公司與桓臺(tai)縣人民政府合作建成，后于2015年轉(zhuan)讓(rang)給葛洲壩。桓臺(tai)污水(shui)處(chu)(chu)理廠(chang)分2期建設，總(zong)處(chu)(chu)理規模達(da)5萬m³/d，處(chu)(chu)理出水(shui)水(shui)質均達(da)到《城(cheng)鎮污水(shui)處(chu)(chu)理廠(chang)污染物排放標準(zhun)》（GB 18918—2002）的(de)一級A標準(zhun)。

其中，一期設(she)計規模2.5萬(wan)m³/d，目前實際處(chu)(chu)理(li)量(liang)(liang)約2萬(wan)m³/d，采用百樂(le)克生化工藝；二期設(she)計規模2.5萬(wan)m³/d，目前實際處(chu)(chu)理(li)量(liang)(liang)約1.5萬(wan)m³/d，采用AAO+活性砂(sha)處(chu)(chu)理(li)工藝。由于污水廠夜間進水量(liang)(liang)減少，偷排的酸性廢(fei)水基本上全(quan)部(bu)進入一期處(chu)(chu)理(li)系統(tong)，因此一期生化系統(tong)為本次酸性廢(fei)水的沖(chong)擊對象和研究對象。其工藝流程如圖 1所示。

2 工業酸性廢水沖擊導致污泥上浮及應對調控實例的描述與分析討論

2.1 污泥上浮情況的出現

2018年9月(yue)27日(ri)，發(fa)現(xian)桓臺污水處理(li)廠一(yi)期(qi)生化(hua)(hua)池(chi)（厭(yan)氧(yang)池(chi)和多級(ji)A/O池(chi)）表(biao)面出現(xian)聚集(ji)浮(fu)泥，顏色(se)發(fa)白(bai)，生化(hua)(hua)池(chi)氣味(wei)接(jie)近于進水味(wei)道。

另外，當日污(wu)(wu)水(shui)廠出(chu)水(shui)氨氮檢(jian)測值出(chu)現升高趨勢(shi)，由前日的(de)0.47 mg/L升高到0.66 mg/L；同時一期沉淀(dian)池的(de)出(chu)水(shui)渾濁(zhuo)度上(shang)升，穩定池出(chu)水(shui)SS由污(wu)(wu)泥上(shang)浮前的(de)10 mg/L左(zuo)右上(shang)升到20 mg/L以上(shang)。污(wu)(wu)水(shui)廠為確保(bao)出(chu)水(shui)氨氮達標，于27日下(xia)午加大(da)了一期生(sheng)化(hua)池的(de)曝氣量，生(sheng)化(hua)池表面浮泥反而進(jin)一步(bu)增加。

2.2 原因分析

2018年9月26日(ri)，桓(huan)臺污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理廠化驗(yan)室通(tong)過每日(ri)監測數據發現，混合進(jin)水(shui)(shui)pH為5.5，嚴重低于正常進(jin)水(shui)(shui)pH范(fan)圍（6~9），由此判斷26日(ri)凌晨進(jin)水(shui)(shui)中混雜著酸(suan)性廢水(shui)(shui)；污(wu)泥沉降比較往常也呈現下降趨(qu)勢，且上清液渾濁(zhuo)。

9月27日開始，厭氧(yang)池和A/O池表面出現(xian)少量浮泥(ni)，經顯(xian)微(wei)鏡觀察發(fa)現(xian)，污泥(ni)發(fa)散，存在許多豆形蟲，其他原后生動物(wu)變少。

由(you)于出水氨氮較高(gao)，在加大(da)曝(pu)氣量后，松散的(de)污泥絮體被進一步(bu)打散，污泥上浮(fu)并沒有得到緩(huan)解，生化(hua)池表面浮(fu)泥反而增厚。測定(ding)30 min污泥沉降比（SV）發現(xian)，SV由(you)正常情況(kuang)的(de)20%~25%下降至小于10%，MLSS也由(you)之前(qian)的(de)3 900~4 500 mg/L下降至2 800~3 100 mg/L。

綜上，可斷定有較大(da)量(liang)酸性廢水對(dui)污水廠一(yi)(yi)期(qi)系統(tong)造成了(le)沖擊，劇烈(lie)的(de)pH波動抑(yi)制了(le)污泥活性，使(shi)一(yi)(yi)期(qi)生化池出現(xian)污泥解絮，呈(cheng)現(xian)污泥上浮現(xian)象(xiang)。

微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)的生(sheng)(sheng)長有其最適的pH范(fan)圍，一般(ban)市(shi)政(zheng)污水(shui)處(chu)理廠(chang)的活性污泥(ni)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)適合在6~9的pH范(fan)圍內生(sheng)(sheng)長，pH過(guo)高或過(guo)低對微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)的活性都會造成(cheng)嚴重影(ying)響。

當(dang)曝氣池pH < 4時(shi)，微(wei)生(sheng)物會受到抑制(zhi)，出現污泥上浮。系統的(de)pH越低，上浮污泥量(liang)越多。另有研究(jiu)表明，當(dang)pH < 7時(shi)，硝(xiao)化(hua)速率下(xia)降，當(dang)pH < 5.5時(shi)，硝(xiao)化(hua)細菌(jun)的(de)活(huo)性極弱。

另(ling)外，增大(da)曝氣量，反而加劇了(le)污(wu)泥(ni)(ni)的(de)解(jie)絮，原因是生化池部分污(wu)泥(ni)(ni)的(de)活(huo)性降低，絮體變(bian)得松散(san)，過量曝氣造成(cheng)大(da)量菌膠團被打(da)散(san)，污(wu)泥(ni)(ni)解(jie)絮，污(wu)泥(ni)(ni)大(da)量上浮形(xing)成(cheng)大(da)片浮泥(ni)(ni)。

2.3 工藝調控措施

污泥上(shang)浮的原因確(que)定后，桓臺污水處理(li)廠采取了(le)有針對(dui)性的調控措施。

2.3.1 確保污水廠調控期間無工業廢水沖擊

 對上游(you)排污單位進(jin)行排查，確保工業(ye)廢水偷排情(qing)況不(bu)再發生。同時，污水廠(chang)加強了對進(jin)水口(kou)水質的(de)監測(ce)頻(pin)次，尤其是(shi)夜間(jian)的(de)監測(ce)，發現問題后做到及時上報，及時關停(ting)進(jin)水。

2.3.2 調整運行負荷

合理(li)(li)分配一(yi)期(qi)生(sheng)化(hua)(hua)系(xi)(xi)統與二(er)期(qi)生(sheng)化(hua)(hua)系(xi)(xi)統的(de)(de)污(wu)水(shui)進水(shui)量，降低一(yi)期(qi)生(sheng)化(hua)(hua)處理(li)(li)系(xi)(xi)統的(de)(de)處理(li)(li)負(fu)荷(he)(he)。根(gen)據(ju)以往運(yun)行經驗(yan)，二(er)期(qi)系(xi)(xi)統滿負(fu)荷(he)(he)運(yun)行時壓力較大，而控制(zhi)在(zai)90%的(de)(de)運(yun)行負(fu)荷(he)(he)（2.25萬m³/d）以下可使出水(shui)穩定達標。因此，從(cong)10月(yue)6日起一(yi)期(qi)處理(li)(li)系(xi)(xi)統由(you)之前80%的(de)(de)運(yun)行負(fu)荷(he)(he)（2萬m³/d）降至(zhi)50%（1.25萬m³/d），其余約(yue)2.25萬m³/d的(de)(de)污(wu)水(shui)全部由(you)二(er)期(qi)生(sheng)化(hua)(hua)系(xi)(xi)統承(cheng)擔，以減少一(yi)期(qi)的(de)(de)處理(li)(li)壓力，為微生(sheng)物的(de)(de)生(sheng)長(chang)創造(zao)條件。

2.3.3 調整氣水比

一期生(sheng)化(hua)(hua)(hua)池受沖(chong)擊(ji)后污(wu)泥(ni)活性變弱，呼(hu)吸速率下降，對溶解氧的(de)需求減(jian)小，因此前期連續3 d過(guo)(guo)量的(de)曝(pu)氣（DO為3.5~3.9 mg/L）并沒(mei)有促進硝化(hua)(hua)(hua)菌(jun)生(sheng)長，反而加劇(ju)了(le)污(wu)泥(ni)的(de)解絮(xu)。合理(li)控(kong)(kong)制DO，可避(bi)免過(guo)(guo)度曝(pu)氣造成(cheng)的(de)微生(sheng)物(wu)老化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)快(kuai)，有利于形成(cheng)良好(hao)的(de)菌(jun)膠團。通過(guo)(guo)控(kong)(kong)制氣水(shui)(shui)比(bi)在1:5~1:7，保(bao)證生(sheng)化(hua)(hua)(hua)池末(mo)(mo)端(duan)DO在2~3 mg/L。調控(kong)(kong)前后好(hao)氧池末(mo)(mo)端(duan)DO的(de)變化(hua)(hua)(hua)如圖 2所示。由圖 2可以看出，從(cong)10月(yue)6日起，通過(guo)(guo)控(kong)(kong)制氣水(shui)(shui)比(bi)，嚴格控(kong)(kong)制了(le)好(hao)氧池末(mo)(mo)端(duan)DO，DO平均值(zhi)為2.21 mg/L。

2.3.4 投加鐵鹽增強絮凝性

除了(le)調(diao)整污(wu)水(shui)處(chu)理廠一(yi)期生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)系統的運行(xing)條(tiao)件外(wai)，為(wei)加(jia)快生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)系統的恢(hui)復(fu)速度，在一(yi)期生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)池的末端連續投加(jia)聚合(he)硫酸鐵。

投加(jia)鐵(tie)鹽的(de)主要目的(de)是通(tong)過聚合(he)硫酸鐵(tie)溶于水后產生的(de)大(da)量正電荷(he)與污泥表面的(de)負電荷(he)進(jin)行電性中和，使(shi)其脫穩，加(jia)強解絮的(de)污泥碰撞、表面吸附、吸引，使(shi)其結合(he)生成(cheng)較大(da)顆(ke)粒的(de)絮凝體截留下來(lai)，以避(bi)免系(xi)統大(da)量污泥的(de)流失。

另有研究發(fa)現，含(han)有50 mg/L鐵鹽的活性污泥(ni)系統的脫(tuo)氫酶活性和電(dian)子(zi)傳遞體系活性相比傳統活性污泥(ni)系統均提高了(le)50%左右。

脫氫酶活(huo)性和電子傳遞體系活(huo)性能(neng)(neng)夠(gou)很好地反映泥(ni)中(zhong)微生物(wu)量和對(dui)污染物(wu)分解能(neng)(neng)力。由于高(gao)濃度的聚合硫(liu)酸鐵(tie)會對(dui)污泥(ni)活(huo)性產生抑(yi)制，所以聚合硫(liu)酸鐵(tie)投(tou)加量控制在(zai)20~50 mg/L。

10月6日起，在(zai)一期好(hao)氧(yang)池(chi)末端開始投(tou)加聚合硫酸(suan)鐵，采用(yong)連續(xu)投(tou)加的方式，投(tou)加量(liang)為50 mg/L。投(tou)加前好(hao)氧(yang)池(chi)MLSS為2 904 mg/L，浮泥幾乎覆蓋了整(zheng)個好(hao)氧(yang)池(chi)。

投加后，10月10日MLSS升高至(zhi)3 422 mg/L，SV達到16%，浮泥面積減少約50%，效果初顯，由此將聚(ju)合硫酸鐵投加量減小(xiao)至(zhi)30 mg/L。

10月14日，生化(hua)池MLSS升至3 534 mg/L，浮泥(ni)面積約占池表面的20%，污泥(ni)沉降(jiang)比(bi)基(ji)本(ben)恢復正常，繼而(er)聚合硫(liu)酸鐵投加量改為(wei)20 mg/L。

10月(yue)16日，MLSS恢(hui)復(fu)(fu)至3 920 mg/L，聚合硫(liu)(liu)酸(suan)鐵投加結束(shu)。在此期間，每(mei)個運(yun)行班組對二(er)沉池測2次(ci)pH，控制pH為6.7~7.0。聚合硫(liu)(liu)酸(suan)鐵投加前期，由于系(xi)統污(wu)(wu)泥量(liang)(liang)較少，無剩余污(wu)(wu)泥排(pai)放；污(wu)(wu)泥上(shang)浮(fu)消(xiao)除效果初顯時，系(xi)統污(wu)(wu)泥濃度逐漸恢(hui)復(fu)(fu)，開始適(shi)當排(pai)放剩余污(wu)(wu)泥，并逐漸增(zeng)加剩余污(wu)(wu)泥的排(pai)放量(liang)(liang)，增(zeng)強微生物代謝能力(li)，直至逐步恢(hui)復(fu)(fu)至正常量(liang)(liang)。

聚合硫(liu)酸鐵投(tou)加10 d后，MLSS恢復(fu)至接近4 000 mg/L，SV為19%，恢復(fu)效果明顯。酸性廢水沖(chong)擊及(ji)調控前后SV和MLSS的變(bian)化如(ru)圖 3所示。

2.4 調控前后處理效果對比

酸性廢水沖(chong)擊及(ji)調控前(qian)后出水氨氮(dan)、總氮(dan)及(ji)COD的(de)變化如(ru)圖 4、圖 5所示(shi)。

經過10 d的調整，活性(xing)污(wu)泥(ni)絮凝效果良好，生化系統(tong)的浮泥(ni)基本(ben)消失，如圖(tu) 3所示，MLSS、SV逐漸升高。由圖(tu) 4可(ke)以看出，酸性(xing)廢(fei)水(shui)(shui)沖(chong)擊后，影響了污(wu)泥(ni)活性(xing)，系統(tong)的硝(xiao)化能(neng)力受到(dao)抑(yi)制，出水(shui)(shui)NH3-N升高至1.12 mg/L。10月6日投加聚鐵后，微生物硝(xiao)化能(neng)力提高，出水(shui)(shui)NH3-N呈下降趨勢。

調控完成后，出水(shui)(shui)NH3-N恢復(fu)至沖(chong)擊(ji)前的穩定水(shui)(shui)平(ping)，約(yue)在0.5 mg/L左右。聚(ju)鐵投加期間，穩定池(chi)出水(shui)(shui)總磷(lin)(lin)由酸性廢(fei)水(shui)(shui)沖(chong)擊(ji)前的1.20 mg/L下降至約(yue)0.4 mg/L，基本滿足(zu)了(le)出水(shui)(shui)排放標(biao)準(zhun)，深(shen)度處理段絮凝沉(chen)淀池(chi)在此(ci)期間減少了(le)除磷(lin)(lin)劑的投加。

由圖 5可以看(kan)出，由于(yu)酸性廢水的沖擊(ji)，TN及COD去除(chu)率(lv)下降。過曝(pu)氣階段，外回流使(shi)得(de)溶解氧(yang)進(jin)(jin)入厭氧(yang)段，進(jin)(jin)一步影響了TN的去除(chu)。

調控措(cuo)(cuo)施(shi)實施(shi)后，出水(shui)(shui)TN逐漸(jian)降(jiang)低(di)至沖擊(ji)前的11.1 mg/L，COD降(jiang)低(di)到33 mg/L。通過減少負荷(he)、合(he)理控制氣水(shui)(shui)比(bi)、投加聚鐵截(jie)留解絮污泥這(zhe)3項措(cuo)(cuo)施(shi)，使生化系(xi)統得以(yi)恢復正常，有效應對了酸性(xing)廢水(shui)(shui)沖擊(ji)造(zao)成(cheng)的污泥上(shang)浮，穩定了處(chu)理效果。

3 結論及建議

工業酸性(xing)廢水的偷排對(dui)下游污(wu)水處理(li)廠(chang)的生化(hua)系統會(hui)造成很大沖擊，可使污(wu)泥(ni)解絮，污(wu)泥(ni)沉(chen)降性(xing)變差，導致污(wu)泥(ni)上浮嚴重，影響生化(hua)系統的處理(li)效果。

通(tong)過科學(xue)合(he)(he)理的(de)(de)工藝(yi)調控，即(ji)降低污泥上浮的(de)(de)生(sheng)化(hua)系統運行(xing)負(fu)荷，控制合(he)(he)理的(de)(de)氣水(shui)(shui)比(bi)，添加(jia)適量的(de)(de)聚合(he)(he)硫酸鐵(tie)截(jie)留解絮浮泥，可(ke)以(yi)使生(sheng)化(hua)系統快速恢復活(huo)性(xing)，避免(mian)了處理出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質超標(biao)。如(ru)果進水(shui)(shui)存(cun)在COD低或(huo)可(ke)生(sheng)化(hua)降解COD偏(pian)低時(shi)，還可(ke)以(yi)輔助(zhu)投加(jia)共代謝碳源，如(ru)葡萄糖，提(ti)高微生(sheng)物(wu)的(de)(de)濃度和活(huo)性(xing)。

另外，為(wei)了避免工業(ye)酸性廢水(shui)沖擊，建議污水(shui)處理廠盡可能在進水(shui)端加設(she)在線監測及(ji)預警裝置，及(ji)時(shi)發現問題(ti)，及(ji)早進行工藝調控。

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