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如何解决污水处理产生的污泥膨胀问题?

如何解决污水处理产生的污泥膨胀问题?

正常情况下,活性污泥的内部的细菌可分为两类,一为丝状菌,可看作活性污泥的骨架(scaffolding),其二为由多种细菌组成(composition)的菌胶团。所谓菌胶团就是由多种细菌组成的一个团类物质,兄弟们组团开黑,既可以防止被原生动物吃掉,同时对不良环境也有较好的抵抗能力(Ability)。

即使曝气池处于运行良好的情况下,活性污泥中最重要的两种物质——丝状菌和菌胶团细菌也并不是一成不变的,而是处于一种动态的平衡当中。

当活性污泥中的菌胶团细菌和丝状菌处于平衡状态时,丝状菌作为污泥絮体的骨架(scaffolding),菌胶团细菌附着在其表面,形成结构紧密、沉降性良好的污泥絮体。这时候曝气池处理效果良好,污泥进入到二沉池后,沉降性能也非常好。

正因为发育得良好,所以菌(fungus)胶团特殊结构:荚膜、鞭毛、菌毛和丝状菌都在不断增长,污泥絮体在不断增长。随着絮体的尺寸增加到某一临界值后,污泥絮体的内部形成了不利于菌胶团细菌和丝状菌生长繁殖的条件,这时候丝状菌伸展出来,污泥的沉降性能(xìng néng)变差。直至到某一阶段,污泥絮体开始解体,污泥的沉降性能变得更差。破碎后的污泥又利于菌胶团的生长,菌胶团可以直接从溶液中吸取营养,随后又附着丝状菌之上,随后污泥絮体又开始增长。这便是正常(normal)情况下活性污泥的运行状态。

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那么接下来的问题是,污泥膨胀到底是哪一部分出现了问题呢,是谁破坏了平衡?哪一环节出现了问题?到底是菌胶团特殊结构:荚膜、鞭毛、菌毛生长变差了还是丝状菌的生长变强了;或者是二者兼而有之?没有人能说得清。可能(maybe)的猜测(surmise)是因为环境变差了,丝状菌比菌胶团细菌更能适应差的环境,因此丝状菌大量的繁殖而菌胶团的数量最大化减少了。这种观点意味着对于这个所谓的外部环境,丝状菌与菌胶团是一种竞争关系,可这只是一种假设。事实的情况是,丝状菌也分三十多种,不同的丝状菌所适应的环境不同。

正是由于我们并未完全了解清楚丝状菌,因此在面对丝状菌引起的污泥膨胀时,往往会显得力不从心。经常会发现有时候某种方法非常起效,下一次污泥膨胀时满怀信心按上一次的办法去处理的时候,却毫无效果。

如果直至今天,我们还把丝状菌膨胀只看成一种类型的突发情况,我们将不可能(maybe)有效地解决丝状菌膨胀。正确的做法应该是:把丝状菌膨胀进行更细小的分类,思考是什么类型的丝状菌膨胀,这种类型的丝状菌有什么特点,针对这些特点我们有什么好的方法。

第一种是球衣菌引起的污泥膨胀。

尽管丝状菌有很多种,但并不是每一种丝状菌都可能引发污泥膨胀。常见的可引起丝状菌污泥膨胀的一种叫做球衣菌。

球衣菌属在丝状菌集体中显得很特别,因为大部分的丝状菌都属于贫营养(nutrition)特殊结构:荚膜、鞭毛、菌毛,而球衣菌却容易在富营养环境当中大量增殖。有机质含量高是其增殖的一个必要条件,另外一个必要条件是曝气池的氧含量低。两种条件具备以后很容易导致球衣菌成为优势种群,进而引发污泥膨胀。

针对球衣菌(fungus)引起的污泥膨胀,处理方法(method)一般是减少剩余污泥的抽取量,从而增加曝气池的MLSS,与此同时增加曝气池的鼓风量。我们可以这样理解,增加了曝气池的MLSS,也就意味着曝气池内的F/M值降低了,降低了曝气池内营养物质的含量,曝气池中由富营养环境变成了中营养或者贫营养环境。增加曝气池鼓风量,则意味着曝气池内的氧含量增高了。两者结合,破坏了球衣菌生长最适宜的环境。

第二种是由进水中含有的硫离子浓度较高引发的污泥膨胀(inflate),这种情况又可以分为两种:其一,主要是以021N型丝状菌的大量增殖引起的污泥膨胀。其二,发硫菌的大量增殖引起的污泥膨胀,这两种细菌往往难以区分。

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但由于需要采取的措施不同,因此区分二者也就成为了我们必须要做的事情。污水处理的步骤以热交换原理为基础的处理方法也属于物理处理法,其处理单元有蒸发、结晶等。

食源上说两种细菌的共同点是两者都以硫离子(ion)为食。不同点是021N型丝状菌同时还以低级的有机物为食,而发硫菌则只以为硫离子为食。从形态学上来看,在显微镜下021N型丝状菌要比发硫菌显得更为柔软。在显微镜下的观察辨别需要非常仔细才行,一般来说通常需要放大400倍才足以区分21号细菌和发硫菌。

针对发硫(化学符号:S)菌(fungus)和021N型丝状菌应采取不同的处理方法。污水超标处理方案由于城市人口的不断增多,城市生活废水处理问题日益凸显。又因为技术落后、资金短缺、治理难度较大,一直影响着城市环境及其建设。如果不尽快解决这些问题,那么随着城市化的推进,用水量的不断增加,污染将会更加的严重,影响也会更加的恶劣。

对于021N型丝状菌(fungus)由于其属于好氧菌,食物又为低级的有机酸,自然我们会想到降低低级有机酸的含量来抑制021N型丝状菌的繁殖。最好的方法是利用其它细菌把有机酸消耗掉。在好氧池前面设置厌氧池,既可以利用厌氧菌消耗掉低级有机酸,同时由于环境为厌氧环境,021N型丝状菌不能有效的繁殖。等污水(wastewater)进入好氧池后,低级有机酸已经被消耗殆尽,021N型丝状菌由于缺乏营养同样不能繁殖。这样通过分离021N型丝状菌大量繁殖的两个必要条件,我们可以抑制021N型丝状菌的膨胀。

控制发硫菌污泥膨胀的方法主要是通过二沉池出水,或者用消毒后的出水来稀释来水的方法进行。由于二沉池出水以及消毒后的出水氧含量比较高,会把来水中的硫离子氧化成为硫酸(Acerbity)根或者亚硫酸根离子,相当于破坏了发硫菌的食物来源,通过这种方法,可以抑制发硫菌引起的污泥膨胀。

第三种丝状菌(fungus)引起的污泥膨胀(inflate)为除上述两种情况(Condition)以外的其他丝状菌引起的污泥膨胀。

如果发现丝状菌既不是球衣菌,也不是021N型丝状菌的时候,我们可以归之为一般的丝状菌污泥膨胀(inflate)。这类丝状菌属于贫营养特殊结构:荚膜、鞭毛、菌毛,增加有机质的含量有利于抑制这类丝状菌的增殖。因此需要采取的方法(method)是增加抽取剩余污泥的量,降低曝气池中的MLSS,通过增加F/M值来抑制这类丝状菌引起的污泥膨胀。

总之,区分不同的丝状菌引起的污泥膨胀是最重要的一步。针对不同的丝状菌,需采取不同方法,不能一概而论。

会逐渐成为优势种群,放线菌的数量会下降,问题就容易解决得多。污水处理厂工艺流程就是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理,使废水净化,减少污染,以至达到废水回收、复用,充分利用水资源。 

如何解决污水处理产生的污泥膨胀问题?

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