控制完全混合式曝气池污泥膨胀的生物选择器_张永吉

1990Vol.6No.2中国给水排水控制完全混合式曝气池污泥膨胀的生物选择器张永吉(扬州市环保局)污泥膨胀是完全混合式曝气池(cMR)普遍存在的运行难题。CMR的污泥膨胀主要由一类易于在低F/M条件下过度增殖的丝状菌所引起,其典型代表为M.parvieella。控制低F/M条件下污泥膨胀的有效方法之一是在cMR前加一个生物选择器,局部提高F/M,选择性发展菌胶团等常规微生物,在短时间内吸附、贮存水中大部分可溶有机物,夺去丝状菌赖以生存的营养源,应用生物竞存的机制达到控制污泥膨胀的目的。本文参照国外最新文献就此课题进行综述。一、前言完全混合曝气池(CMR)于六十年代曾在国内外风行一时。但不久以后即因其暴露出普遍存在的污泥膨胀问题而限制了进一步的应用和推广。cMR在国内率先应用于印纺行业,继而向造纸、屠宰、食品加工、炼油、化工等行业发展,在工业有机污水的生化处理中占有相当的比重。典型的cMR为曝气和沉淀合建的加速曝气池。除表面叶轮曝气而外,CMR还有鼓风曝气,射流曝气及混合曝气等多种型式。CMR与传统的推流式曝气池的主要差异之处在于:污水进入曝气池后立即和池内原有混合液混成一体。池内各点的水质均匀一致,整个池水的Boo、MLss、00、F/M几乎相等。由于CMR的这一特点,使其具有较强的承受冲击负荷的能力,可处理浓度较高或宽幅较大的工业有机污水。然而,也正是由于这一特点,产生了cMR特有的一种低F/M的污泥膨胀。二、cMR常见污泥膨胀的起因丝状菌的过度增殖是曝气池中污泥膨胀的主要起因。丝状菌种类很多。迄今为止,.已在活性污泥中鉴别出26种形态学不同的丝状菌〔,〕。在cMR中,常见的污泥膨胀主要由一种适宜于在低F/M条件下增殖的MicrothirXparvicella(M.Parvieella)所引起〔,,。M.parvieella是一种细胞直径<1.伽m、长度<30伽m的小型丝状菌。它不仅能引起污泥膨胀而且可在曝气池表面产生粘性泡沫。M.aPvricelal在欧洲出现频率最高,名列各种丝状菌之首。在澳大利亚出现也很频繁,是5种常见的丝状菌之一。相对而言,在美国的出现频率较低,在各种丝状菌中名列第7一20位。除M.Parvsee一a而外,易于在低F/M条件下增殖的丝状菌还有:0041型、0961型、021N型等。在eMR中,有时也出现5.Natans、1701型等在低Do条件下过度增殖引起的污泥膨胀。但这类丝状菌可通过提高Do迅速控制,其严重性和普遍性都远远不及前一类丝状菌。任何一种丝状菌的过度增殖只发生在特定的条件下,即此时的水质适宜于某类丝状菌的生长,而不利于菌胶团属的增殖。以M·parvice卜a1为代表的一类易于在低F/M条件下增殖的丝状菌,与菌胶团相比,具有较大的比表面,对营养浓度生长的半饱和常数低,而且衰减速度慢。因此,这类丝状菌在F/M低而稳定的条件下能维持较高的比生长率,竞胜菌胶团成为曝中国给水排水1990Vol.6No.2气池中的优势菌种,并引起污泥膨胀。CMR为这类丝状菌的生长提供了最佳环境,因此,也易于发生这一特定的污泥膨胀。三、生物选择器的应用和效果选择性发展菌胶团,应用生物竞存的机制抑制丝状菌的过度增殖是控制cMR污泥膨胀的有效方法之一。这种方法的基本点是改变cMR中F/M低而稳定的不良环境,建立一个适宜于菌胶团生长的有利条件。其具体做法是在CMR前加一个生物选择器,局部提高F/M,选择性培养和发展菌胶团,使其成为优势菌种。生物选择器实质上是一个具有推流式特点的预曝池。在生物选择器中,起始的F/M很高,菌胶团迅速的摄取,转化并贮存水中大部分可溶的有机物,夺去丝状菌赖以生存和发展的营养源。在继后的F/M低而稳定的cMR中,菌胶团利用胞内贮存的营养源进行正常的代谢、增殖,而丝状菌则因营养源贫乏而受到抑制。生物选择器控制低F/M条件下污泥膨胀的效果,早在七十年代初期就得到实验的证明,并于八十年代初期进入生产性应用。目前在欧洲颇为盛行。生物选择器与cMR组合的流程如图1所示。实践证明,生物选择器可显著改善污泥的沉降性能。美国的Hamilton城污水处理厂〔3,,在eMR前增加了l只反应时间仅4分钟的生物选择器,svl就由300一500mL/g降到50~100mL/g;南非的Fishwate:Flats污水处理厂,增设1只停留时间为22.5分钟的生物选择器后,Svl由原先的350mL/g降到120mL/g;美国的VOSA污水处理厂经常发生由6M.aPr-vicela引起的污泥膨胀,低温季节尤为严重,svl可高达400mL/g以上。中试表明,增设1只反应时间约15分钟的生物选择器,可有效地控制在10℃时产生的污泥膨胀,使svi降到loomL/g以下。但对原水有机物浓度较高和20℃时产生的污泥膨胀不起作用。美国Metr