印染廢水處理中污泥膨脹的控制及微膨脹運行

摘要：通過對某印染廢水處理工程設計工藝和運行參數的分析，表明誘發該工程污泥膨脹主要因素是污泥負荷過低。針對污泥膨脹的原因，通過增設缺氧生物選擇器和提高污泥負荷等措施，控制了污泥膨脹問題。運行結果表明，在污泥長期處于絲狀菌微膨脹時，系統具有良好的去除效率。可見，在絲狀菌微膨脹狀態處理印染廢水是可行的。

關鍵詞：印染廢水;污泥膨脹;控制;微膨脹

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）07-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.07.024

Abstract： Through the analysis on the design technology and operating parameters of printing and dyeing wastewater treatment engineering project， it indicates that the major factor leading to sludge bulking is the low sludge load. To control the problem of sludge bulking， measures like adopting the anoxic Bio-selector and improving sludge load were implemented， which turned out to be effective. This shows that the system is efficient in pollutants removal， especially when sludge is under long term limited filamentous bulking. In conclusion， it is feasible to deal with printing and dyeing wastewater while sludge is limited filamentous bulking.

Key word： Dyeing wastewater; Sludge bulking; Control; Limited filamentous bulking

1 工程概況

寧波某印染廢水處理工程，設計處理能力為4200m3/d，其工藝流程見圖1。進水水質如下：CODcr400mg/L～600mg/L，色度300～500倍，pH值8～10。出水水質要求如下：CODcr100mg/L，色度70倍，pH值6～9。

圖1 工藝流程圖

主要工藝參數如下：調節池停留時間4h，采用穿孔管曝氣攪拌;冷卻塔設計進出水溫度45℃和35℃。初沉池采用斜管沉淀池，表面負荷2.5m3/m2·h;水解酸化池停留時間8.5h，池內系掛填料，采用潛水攪拌機攪拌;曝氣池分為兩組，可串聯、并聯切換運行，停留時間分別為9.3h和5.6h;二沉池為輻流式沉淀池，表面負荷0.87m3/m2·h;終沉池為輻流式沉淀池，表面負荷1.0m3/m2·h。

2 污泥膨脹的現象

工程自投入運行開始，曝氣池經常性出現泡沫，并伴有黑色浮泥;二沉池出現跑泥、漂泥問題，最終導致出水透明度降低和水質變差。從日常的運行記錄來看，SVI值常在300mL/g以上，有時高達600mL/g。從鏡檢情況來看，污泥絮體細碎，絲狀菌縱橫交錯，構成相互連接的稀疏網狀，由此判斷是由絲狀菌引起的污泥膨脹。

3 污泥膨脹的成因

根據絲狀菌對環境條件和底物種類要求的不同，可將污泥的絲狀菌膨脹分為5種類型：低底物濃度型，低DO濃度型，營養缺乏型，高硫化物型，pH不平衡型。[1]從每天水質檢測記錄來看，pH值在8～10，曝氣池溫度在23～36℃之間，可排除pH值和溫度的影響。為了解硫化物對污泥膨脹的影響，對水解池出水的S2-濃度進行為期5天的水質檢測，檢測數據表明可排除硫化物的影響。從運行現場來看，曝氣池曝氣均勻，DO在1.5mg/L以上，不存在缺氧現象。

現場水質取樣測定：BOD/N/P為100/3/0.4。通常來說，N、P在污水中的合適比例為BOD/N/P=100/5/1[2]。按BOD/N/P要求投加足量N、P營養物后，污泥膨脹問題沒有得到明顯改善。因此認為，N、P的缺乏不是誘發污泥膨脹的主要因素。

根據運行數據，經核算污泥負荷為0.15kgCOD/（kgMLSS·d）左右，污泥負荷較低。根據動力學選擇理論，在底物濃度低的情況下絲狀菌相對于菌膠團會優勢生長，低負荷容易導致污泥膨脹發生。[3]因此認為，誘發污泥膨脹主要因素是污泥負荷過低。

4 污泥膨脹的控制措施

污泥膨脹發生期間，通過投加絮凝劑促進污泥凝聚，增加排泥等措施，能暫時性控制污泥膨脹，但無法得到徹底解決，污泥膨脹依舊間歇性發生。為了從根本上消除污泥膨脹問題，2009年底對污水處理工程進行了技術改造。技改從污泥膨脹的成因著手，參照環境調控控制和代謝機制控制的理念，為菌膠團細菌生長創造有利條件，通過生物競爭機制抑制絲狀菌的過度生長和繁殖，將絲狀菌控制在合理的范圍。

技改措施包括：（1）在曝氣池前增設缺氧生物選擇器，停留時間為45min;（2）關閉停留時間短的那組曝氣池，以這組曝氣池作為調節池的備用，同時可減少沖擊負荷;（3）初沉池停止投加藥劑。

5 微膨脹運行可行性分析

從2015年3月份開始，曝氣池泡沫有所好轉，鏡檢顯示絲狀菌數量較技改前有所減少，污泥膨脹問題得到明顯改善。圖2為2015年3月至10月的SVI值、COD的變化。

由圖2可知，SVI值維持在100～250mL/g之間，曝氣池活性污泥長期處于絲狀菌微膨脹狀態，但從二沉池出水水質來看，COD保持在60～130mg/L之間，生化系統的處理效率較為穩定。從運行效果上看，污泥微膨脹有別于通常意義上污泥膨脹，主要區別是污泥在微膨脹狀態下，控制了絲狀菌的增殖速度，使SVI值維持一定范圍內（100～250mL/g），不影響二沉池的泥水分離，曝氣池能夠維持住所需的污泥濃度。

有研究表明，適當的絲狀菌有助于形成網狀污泥，在污泥沉降過程中充分利用絲狀菌所形成的污泥絮體網狀結構網捕、吸附和截留水中細小的懸浮顆粒和游離細菌，達到較好的出水水質。[4]筆者認為污泥膨脹發生后，除了關注出水水質外，最關鍵在于有沒有出現污泥流失問題，其關系到曝氣池是否能夠維持住足夠的污泥濃度，從而保證系統穩定運行。從該工程的實際運行情況來看，在絲狀菌微膨脹下，沒有發生污泥流失現象。因此，印染廢水處理系統運行控制采用活性污泥微膨脹是可行的。

6 結論

對于印染廢水處理工程因污泥負荷過低誘發的絲狀菌污泥膨脹，可通過環境調節控制和代謝機制控制等調控措施有效地控制污泥膨脹。在污泥絲狀菌微膨脹狀態下，曝氣池只要維持足夠污泥濃度，二沉池就能夠得到滿意的出水效果。從本工程實際情況來看，印染廢水處理系統運行控制采用活性污泥微膨脹是可行的。

參考文獻

[1]李亞新.活性污泥的理論和技術[M].北京：中國建筑工業出版社，2007.

[2]周利，彭永臻，黃志，高春娣，丁峰.絲狀菌污泥膨脹的影響因素與控制[J].環境科學進展，1999（7）：1.

[3]彭永臻，郭建華.活性污泥膨脹機理、成因及控制[M].北京：科學出版社.2012：172-173.

[4] KIM Y.Control of activated sludge bulking by operating clarifiers in a series [J] .Wat sci Tech 1998，38（8-9） ：1.8.

收稿日期：2019-01-28

作者簡介：胡葉亮（1983-），男，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向為水污染防治。