A_O工艺污泥上浮的原因分析与控制措施_刘超

工业用水与废水INDUSTRIALWATER&WASTEWATERVol.39No.4Aug.,2008A-O工艺污泥上浮的原因分析与控制措施刘超1,吴红娟2(1.石家庄市桥东污水处理厂,石家庄050026;2.石家庄铁道学院土木工程分院,石家庄050043)污泥上浮现象是活性污泥法运行过程中较为常见的异常现象,产生污泥上浮现象时不仅影响系统感观,而且会使大量污泥随出水流出,严重影响多项出水指标。运行中能引起污泥上浮现象的原因有污泥中毒、污泥膨胀、反硝化反应等多种因素,其中由反硝化反应引起的污泥上浮现象较为常见。为了解决反硝化反应引起污泥上浮现象同时为了达到更好的脱氮效果,发明了A-O工艺,即在曝气池前端设置缺氧段,通过内回流系统将曝气池末端部分混合液回流至前端缺氧段。在缺氧段,硝酸盐代替氧作为电子最终受体,硝酸盐中的氮被转化为N2逸出,达到脱氮的目的。因为部分混合液被回流至缺氧段而不是直接流入沉淀池,所以在沉淀池内发生反硝化的程度减小,由反硝化反应引起污泥上浮的概率也降低。但由于系统不能将所有混合液回流至缺氧段发生反硝化反应,所以实际运行中由沉淀池内发生反硝化反应而引起污泥上浮现象并不能完全杜绝。本文以采用A-O工艺的某污水处理厂发生污泥上浮现象为例,从几个方面进行原因分析,并针对成因提出了可行的解决措施。1污水处理厂概况某城市污水处理厂设计处理量50万m3/d,采用A-O脱氮工艺,设计出水为二级标准,工艺流程见图1。该厂自2005年试运行到2007年8月份脱氮效果较好,出水NH3-N含量达到排放标准,见图2。2污泥上浮现象2007年8月下旬,沉淀池表面开始出现成块污泥上浮现象,同时池内液面伴有气泡产生,尤其在刮吸泥机所到部位,气泡冒出及泥块上浮现象更为严重;以后2～3d内泥块大幅增多,体积逐渐增大,最大泥块长度可达50～60cm,泥块呈灰黑色、较松散,浮于液面一段时间后表面呈蜂窝状,将泥块用木棒搅碎或用水流射散之后,污泥能够重新沉降;通过显微镜观察反应器出口混合液发现菌胶团内部有细小光亮点;将混合液静止沉淀,在开始的1h内,活性污泥沉降性能良好,2h左右,已形成沉淀的污泥开始体积膨胀、松散,并形成块状上浮。收稿日期:2008-01-16;修回日期:2008-03-12摘要:从DO、COD、pH值、SRT等方面分析了采用A-O工艺的城市污水处理厂在高温季节污泥上浮的原因,得出大量NO3--N流入沉淀池不能及时排出,发生反硝化反应产生N2导致污泥上浮。并提出了减少曝气量,控制硝化反应程度、增大内回流、增大剩余污泥排放量等有效措施,可解决污泥上浮现象。关键词:A/O工艺;污泥上浮;反硝化;污水处理中图分类号:X505文献标识码:B文章编号:!1009-2455(2008)04-0056-03·56·3原因分析3.1pH值进入反应器污水的pH值发生较大变化会影响微生物的正常生理活动,甚至导致微生物死亡。研究得出[1],pH值在6～9,微生物均能维持正常的代谢活动,反应器内硝化、反硝化过程能正常进行。对反硝化菌最适宜的pH值是6.5~7.5,在该pH值条件下,反硝化速率最高。由图3可知,该厂7～8月份进水pH值相对稳定,处于满足硝化、反硝化反应的正常范畴。因此,pH值不能造成污泥上浮。3.2DO浓度反硝化反应机理是:反硝化菌在缺氧段低DO的条件下利用硝酸和亚硝酸离子中的氧进行呼吸,硝酸盐被还原,所以反应器内DO浓度越低越有利于反硝化反应进行。目前普遍认为好氧段DO的质量浓度在1.0mg/L以上即能保证硝化反应顺利进行,形成NO2--N、NO3--N累积,缺氧段混合液DO的质量浓度在0.5mg/L以下便能保证反硝化反应的顺利进行。该厂实测数据表明好氧段、缺氧段DO浓度长期均能满足相应要求,所以DO浓度对硝化、反硝化反应均未造成负面影响。3.3进水COD混合液中含碳化合物作为电子供体为反硝化过程提供能源,为兼性异养菌在内源呼吸和合成新物质的过程中提供能量。一般认为废水中BOD5与TN的质量比大于3～5时,即可认为碳源充足,不需外加碳源[2]。该厂自运行以来一直以随废水进入系统的内在碳源和微生物死亡释放的营养物作为碳源,BOD5与TN的质量比一直在3以上,并且BOD5与COD的质量比一直在0.3以上。由图4可知近期内进水COD较稳定,所以电子供体也不是造成污泥上浮的原因。3.4水温硝化菌对温度的反应比较敏感,在一定范围内(20～30℃)反应速率随温度升高而增高。其基本原因为:水温升高使反应器内有机底物降解菌的代谢能力增强,混合液内有机物的去除速率加快。而有机底物去除越彻底越有利于硝化菌成为优势菌属,硝化反应进行的越充分[3]。而反硝化过程对水温变化的反应则不如硝化过程敏感。该厂发生污泥上浮时为8月份,根据该地每年平均进水温度可知该时段水温