活性污泥中污泥上浮的产生与控制

活性污泥中污泥上浮的产生与控制*��������*国家自然科学基金资助项目(59778024);黑龙江省自然科学基金资助项目。丁�峰�彭永臻(哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨150090)�杜�红(深圳市自来水集团公司,深圳518000)徐学清(青岛建筑工程学院环境工程系,青岛266033)�王淑莹(哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨150090)摘要�对国内外活性污泥法中污泥上浮问题的研究结果表明,引起污泥上浮的原因是多方面的。在进水水质方面有:过量表面活性物质和类脂化合物,过低或过高的pH值冲击,碱度过高,水温过热,酚及其衍生物、醇、醛、某些有机酸、硫化物、重金属及卤化物等致毒性底物的流入等等。工艺运行方面的原因有:过量曝气,污泥缺氧反硝化,污泥回流量过大,池底积泥腐化以及机械应力等。还有起沫丝状菌的过量生长产生的泡沫和浮渣。控制活性污泥上浮的主要措施有:调节曝气池的DO、pH值,采用均质调节池并控制进水水质及液位,合理投加营养盐等。关键词�活性污泥法�污泥上浮�泡沫�控制1�引言在采用活性污泥法处理各种废水的运行管理中,由于各种原因引起的曝气池活性污泥致毒、活性受到抑制产生的微生物性质和类群的改变,有些微生物(如丝状菌)的过量增长形成泡沫或浮渣,以及运行时机械应力、挟裹气泡等出现活性污泥的比重降低而上浮。上浮污泥随处理水流失,不仅增加了出水中的悬浮固体量,使出水水质恶化。从而大大降低了活性污泥的活性和数量。为此本研究对导致活性污泥上浮的原因和较成功的控制技术进行探讨。2�引起活性污泥上浮的主要因素2�1�进水水质2�1�1�过量的表面活性物质和油脂类化合物(1)表面活性剂是具有显著降低液体表面张力的物质。这类物质可以影响细胞质膜的稳定性和透性,使细胞的某些必要成分(如K+)流失而导致微生物生长停滞和死亡。当曝气池进水中含有大量这类物质时,会产生大量泡沫(气泡),这些气泡很容易附聚在菌胶团上,使活性污泥的比重降低而上浮。(2)当进水含油脂量过高时,经过曝气反应搅拌与混合,油脂附聚在菌胶团表面,使细菌缺氧而死亡。只有曝气池进水含油脂<40mg/L时,活性污泥才能正常生长。2�1�2�pH值活性污泥是一个动态的微生态系统,其中不同种属的微生物对pH值有不同的适用范围,这主要是过高或过低的pH值会影响外酶及存在于细胞质和细胞壁里酶的催化作用,影响微生物对营养物质的吸收,改变生长环境中营养物质的可给性以及有毒物质的毒性,影响底物的降解。活性污泥最适应的pH值范围为6�0~9�0;当连续流曝气反应池内pH<4�0或pH>11�0时,多数情况下活性污泥中微生物活性受到抑制,或失去活性,甚至死亡,以致发生污泥上浮。曾经采用SBR法处理啤酒废水和化工废水的实验结果表明:进水pH值在5�0~10�0范围内,污泥活性基本正常;当进水pH值为2�5~5�0和10�0~12�0时,污泥活性受抑制严重,上浮污泥量多。且化工废水较啤酒废水污泥活性受抑制和污泥上浮程度更加严重。另一方面,随着pH值的增加,由于胞外聚合物的电离官能团增加,活性污泥絮凝作用增强(尽管带的负电性增加),但当pH值超过一定范围后,絮凝作用下降。可见,这时的电排斥作用增加,也会造成活性污泥脱絮(悬浮、不絮凝)和上浮[1]。2�1�3�碱度有时对进水的pH值调整不能消除碱度对活性污泥的影响。对碱性进水调pH值,虽然中和了碱性物质,但产生了盐。盐溶液浓度不同其渗透压也不同,渗透压是影响微生物生存的重要因素之一。如微生物所处的溶液渗透压发生突变,就会使其细胞脱水而死或胀破而亡。经验表明,当曝气反应器内碱度为通常的5倍以上时,多数情况下发生污泥上浮。2�1�4�水温25环�境�工�程2000年12月第18卷第6期温度是影响微生物生长与生存的重要因素之一。大多数活性污泥微生物对低温的抵抗力较强,低温只能抑制其生长繁殖速率,很少有致死作用。随着温度的升高,细胞中生物化学反应速度和生长速率加快。通常每升高10�,生化反应速度增加一倍;另一方面,细胞的重要组成如蛋白质、核酸等对温度较敏感,随温度的增高而可能遭受不可逆破坏。通常组成活性污泥的微生物适合的温度范围为15~35�,超过45�大部分污泥就要死亡而上浮(经过长期驯化的污泥除外)。2�1�5�致毒性底物对活性污泥微生物有致毒作用的底物主要包括:含量过高的CODCr某些有机物(酚及其衍生物,醇,醛和某些有机酸等)、硫化物、重金属及卤化物。工业废水尤以石油化工废水成分复杂,有机物浓度高、变化大。研究表明:高基质浓度可使细胞酶的活性降低,导致基质去除率下降。它们和细胞酶活动中心形成稳定的化合物,导致基质不能接近,无法被降解,甚至使细胞中毒死亡。如酚类化合物主要损伤微生物的细胞膜,钝化酶和使蛋白质变性;醇类物质通过溶解细胞壁和膜中的类脂,