Section 2.7.2 Operation and management of active sludge process (2)在线视频

第三个内容，就是活性污泥运行中间的常见的问题以及相应的对策

在这，我们重点介绍五个内容，五个所谓的常见问题

第一是污泥腐化

第二是污泥的上浮

第三是污泥的解体

第四是污泥的膨胀

第五是泡沫

所谓的污泥腐化，是指活性污泥在曝气池中间

它的颜色出现了变化

不像通常的这种黄褐色，或者是土黄色，而是成为一种灰黑色

说明在这个系统中间，活性污泥已经发生了厌氧反应

污泥中间出现了一些硫细菌

出水的水质非常的恶化

主要的原因是由于曝气池中间溶解氧浓度不足

或者是由于负荷量过高，或者是由于曝气不足而导致的

主要的原因，有的时候有可能是由于有工业污水的大量的排入

它相应的对策，就是要通过进水量的控制或者进水流量、进水浓度的控制

控制负荷量，或者适当的增大曝气量

或者是如果找到了这种工业废水的排放源

我们要对它进行切断，或者是要控制工业污水的流入

第二个异常的问题称为污泥的上浮

有的时候也称为SV值的异常

它具体来说，是指从曝气池中间取出它的混合液

污泥通常能够沉淀

但是在三十分钟或者六十分钟之后

它又会呈片状或者是呈层状上浮

肉眼可以见到污泥中间有微小的气泡

而且这种现象，一般还多发生在夏季

具体来说，它的原因

是因为在夏季的时候，曝气池中间的活性污泥中间

存在的硝化细菌，它的活性得到大幅度提高

我们前面也讲过，温度对于微生物的活性具有很大的影响

当温度较高的时候，它的污泥的活性就会增加

因此在这种条件下，较多的氨氮就会被氧化成硝酸盐

当含有硝酸盐的水进入二沉池后

由于不再供氧，活性污泥就转入缺氧状态

硝酸盐在二沉池中间，就会被还原生成为氮气

最终的导致污泥上浮

它的对策，我们是希望能够增加工艺流程上的反硝化

让反硝化在缺氧池中间直接发生，减少进入曝气池中间的硝酸盐浓度

或者在一些特殊情况下，我们可以适当的减少曝气量

减少了氨氮转化为硝酸盐的这种可能

第三种异常现象，我们称为污泥解体

从现象上来看，它是在活性污泥进入了沉淀池之后

它的上清液中间含有大量的、细小的、悬浮的絮体

出水的透明度大幅的下降

主要的原因是由于负荷低，而曝气过度

活性污泥中间自身氧化的功能增强

导致一些能够使活性污泥絮体凝聚的胞外多聚物

也被氧化，微生物呈分散状态

它相应的对策就是减少曝气，或者说增加一定的负荷量

第四种异常现象是污泥膨胀

具体来分，又可以分为两种

一种称为丝状菌引起的丝状菌性的污泥膨胀

一种不是由丝状菌引起的

我们把它称为非丝状菌的污泥膨胀

我们先来看丝状菌性的污泥膨胀

从定义上来看

是由于在活性污泥絮体中间丝状菌的过度繁殖

而导致的污泥不能够快速的沉淀

而导致的污泥膨胀

这些所谓的丝状菌，主要有球衣菌属、贝氏硫细菌和霉菌

以及，正常的活性污泥中间的一些丝状菌像芽孢杆菌

我们先来看看，这个正常的活性污泥的絮体

我们在这可以看到，正常的活性污泥絮体中间其实也有一些丝状菌

但是，当丝状菌过度繁殖以后

会在活性污泥絮体的周边，生长出大量的丝状的细菌

这些细菌，会导致相邻的活性污泥絮体不容易快速的沉淀

关于这个形成丝状菌污泥膨胀的具体原因

我们可以用一个所谓的污泥膨胀理论来进行解释

污泥膨胀的理论主要有三个方面

第一个方面认为是由于低的基质浓度

或者说比较低的F/M值引起的营养缺乏型的污泥膨胀

第二种是由于低的溶解氧浓度引起的溶解氧缺乏型的污泥膨胀

第三种是由于较高硫化氢浓度导致的硫细菌型性的污泥膨胀

我们来看，污泥膨胀的所谓的选择性理论

它的基本原理是认为，在活性污泥系统中间主要存在着两大类的细菌

菌胶团细菌和丝状菌

这两个细菌具有不同的生长特性

我们可以用这张图来表示

可以看到，在低的基质浓度下，丝状菌具有更高的生长速率

而在高的基质浓度下，菌胶团细菌具有更高的生长速率

但是在我们活性污泥系统中间，我们需要获得很高的出水水质

也就是需要达到比较低的基质浓度

因此在曝气池的末端，通常会造成这样的一种情况

一个低基质浓度的条件

导致活性污泥中的丝状菌生长会占优势

为什么会这样？我们最简单的解释，可以这样来理解

丝状菌具有较大的比表面积，而菌胶团细菌具有较小的比表面积

当基质浓度比较低的时候，丝状菌能够有效的获得有限的基质

因此它的生长速率，就会高于菌胶团细菌

我们刚才介绍了这个污泥膨胀的"选择性理论"

我们基本上能够有一个基本的认识

就是在活性污泥中间，它有丝状菌导致的污泥膨胀

丝状菌，由于有三种

一种是低基质条件下的污泥膨胀

一种是低溶解氧的污泥膨胀

一种是高硫化氢导致的硫细菌的污泥膨胀

具体来说，关于这个污泥膨胀

从控制对象上来说，我们又可以分为三类

一种是临时控制的措施

一种是运行调节的措施

第三种是工艺控制的措施

简单来看，临时控制措施是采用一些救急的办法

好比说，我们有污泥的助沉法

我们设法去改善这个活性污泥的凝聚性能

我们向曝气池中间投加一些絮凝剂

好比说硫酸铝，硫酸铁

必要的时候，我们也可以设法去改善污泥的沉降性能，或者它的密实度

我们有的时候会直接向曝气池中间投加一些粘土或者一些消石灰

增加污泥的比重，促使污泥快速的沉淀

第二种临时的措施是灭菌法

因为我们前面已经提过

污泥膨胀是由于一些特殊的丝状菌生长起来

因此我们针对性的投加一些杀菌剂

好比说一些氯，一些臭氧，甚至过氧化氢

这样去杀灭一些丝状菌

这也是要根据丝状菌和菌胶团细菌的特性不一样

丝状菌的比表能力大，投加一定量的杀菌剂

首先会杀灭丝状菌，而不至于把菌胶团细菌也一起杀灭掉

或者是我们通过显微镜的观察，发现这种丝状菌就是一种特殊的球衣菌

那我们就可以选择性的投加硫酸铜

而选择性的杀灭活性污泥中间的球衣菌

第二类控制措施，我们把它称为运行调节措施

主要有，第一我们可以适当的加强曝气

通过加强曝气，提高混合液中的溶解氧

因此就解除了低溶解氧导致的这种污泥膨胀

或者是使污泥，全部的处在这种好氧状态

防止污泥发生腐化，导致污泥膨胀

第二种方式，就是适当的调节一些运行条件

好比说，我们可以根据进水的pH值

如果进水的pH值过低或者过高了

我们适当的对它进行调节

确保正常的活性污泥在中性的pH范围内

能够获得比较好的生长

而不至于在较低的条件下可能会导致霉菌的生长

或者，我们也可以调整混合液中间的营养配比

在氮或者磷缺乏的条件下可能会导致某些丝状菌的生长

而抑制菌胶团细菌的生长

或者，我们适当的调节这个污泥的负荷

能够促进活性污泥的性能改善

第三种，我们把它称为工艺控制措施

它基本的原理是，对现有的工艺流程进行适当的改造

或者是采用新的设计的思路

从工艺运行角度去确保污泥膨胀，较少发生

具体措施，是增加生物选择器

我们前面刚刚介绍过的生物选择的理论

导致丝状菌在曝气池末端通常会占有较好的

较高的生长优势

因此，我们要设法控制这种措施

我们要设法消除这样的一个影响

具体来说，我们可以在曝气池的前端增加一个反应池

通过工艺的设计或者是其中生态环境的改进

有利于提高活性污泥中间菌胶团细菌的生长

而抑制丝状菌的生长

从而达到控制污泥膨胀的目的

具体来说

我们是针对低基质浓度引起的营养缺乏型的污泥膨胀可以采用这种措施

我们可以从这个流程上来看

原来是活性污泥系统主要由曝气池和二沉池组成

而污泥回流，直接回流到曝气池

现在我们在曝气池的前面增加一个小的生物选择器

让回流污泥直接回到生物选择器

进水跟回流污泥先在选择器中间混合

这样我们就可以造成一个局部的高负荷的条件

第一种，我们可以称为好氧选择器

在这个生物选择器中间，进水跟回流污泥，充分的混合

停留时间在5到30分钟之内

一般会在20分钟左右

这样是一个高负荷的条件

在这个高负荷的条件下，菌胶团细菌可以大量的获得进水中间的有机基质

而丝状菌，具有较差的或者是较低的生长竞争力

因此，它的生长就会受到抑制

这样在进入曝气池以后

菌胶团细菌能够充分的利用它所获得的基质得到生长

有时候，我们还可以把这个生物选择器

改造成一个缺氧选择器或者是一个厌氧选择器

这中间，都涉及到另外的基本原理

好比说，缺氧选择器

我们是利用在缺氧条件下，回流污泥中间带有较高的硝酸盐

而能够利用硝酸盐的反硝化细菌

就是菌胶团的细菌中间的一种

而在厌氧选择器中间，因为是一个厌氧环境

所以，活性污泥中间的聚磷菌可以充分的利用这个厌氧条件

大量的摄取进水中的有机物，同时把磷释放出来

而除磷菌，也是一种菌胶团细菌

因此它可以，相应的也是抑制丝状菌的生长

关于非丝状菌的污泥膨胀，主要有两种可能

一种是称为粘性膨胀，一种称为低粘性膨胀

所谓的粘性膨胀，是整个系统的处理效果还是不错的

但是，污泥难于沉淀，大量的污泥会随着出水流失

主要的原因，是由于进水中间的溶解氧的浓度不足

或者是进水中间的有机物的浓度过高，F/M值偏高

细菌大量的吸附了有机物，但不能及时地将它进行降解

导致大量的凝胶状多糖类物质被分泌出来

因此发生了所谓的粘性的膨胀

相应的对策，是降低有机负荷，调整运行工况，增加曝气

使它能够把有机物快速的降解，充分的降解

另外一种称为低粘性的膨胀

主要的原因是由于进水中间含有一些毒性物质

使活性污泥发生了中毒

使一些细菌，不能够分解出足够的粘性物质

从而，不能有效形成絮凝体，导致污泥分离困难

相应的对策，就是控制进水的水质

加强上游工业废水的预处理

最后一个问题是泡沫

我们在某些污区厂进行参观或者是实习的时候

会发现在曝气池的表面，有的时候会形成厚厚的一层泡沫

这个泡沫有的时候会厚到半米，一米，甚至更高

泡沫主要有两种，一种是化学泡沫，一种是生物泡沫

化学泡沫，大家比较好理解

在处理生活污水或者是处理一些工业废水的时候

可能会有一些洗涤剂，或者是工业用的表面活性剂

随着废水进入了曝气池

通过微孔曝气以后，这些表面剂，这些洗涤剂，很容易形成乳白色的泡沫

相应的对策，我们可以用高压水来进行消泡

或者是投加一些消泡剂

比较难对付的，是第二种，我们称为生物泡沫

主要是因为活性污泥中间的一种细菌或者一类细菌

我们称为诺卡氏菌属的一类丝状菌

它的特征就是跟刚才的化学泡沫相比，它是呈褐色的，或者是灰褐色

这种生物泡沫可能导致的问题是

它可能具有一定的致病性，会导致一定的卫生或者环境

而且还会影响曝气的效果

那么控制措施前面用到的高压水的冲洗或者消泡

或者是消泡剂都没有太多的效果

我们必须采用一些特殊的手段

好比说，增加一些杀菌剂，像氯气

或者是加快排泥，缩短污泥停留时间

把这种诺卡氏菌从活性污泥中间给排走

它主要的原因是因为这种菌

在相对较高的温度或者是富含有油脂类的环境下易于繁殖

因此，也可以针对这个原因

我们适当的降低活性污泥系统的温度或者是减少油脂类

或者是在预处理中间增加除油的措施

就可以解决这个生物泡沫的问题

好，这节课内容到这，谢谢大家