水解池厭氧污泥床運行控制的探討

鐘學東

（江門市碧源污水治理有限責任公司，廣東 江門 529000）

江門市豐樂污水處理廠（下稱“豐樂廠”）設計規模為日處理城市生活污水4萬噸，采用“水解酸化池＋上向流曝氣生物濾池”工藝。豐樂廠處理尾水執行廣東省《水污染排放限值》（DB44/26-2001）中第二時段一級標準中嚴的指標和《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級標準的B標準[1]。進出水水質指標見下表1，表2所示。

表2 出水水水質指標（mg/L）

經預處理后的污水進入水解酸化池。其中水解酸化池分為四組，單組設計水量為1 667 m3/h，設計停留時間為2.5～4.5 h，平面尺寸為19.30 m×9.45 m，水深7.7 m，每池采用30套布水器，每池設計6套排泥管。在水解酸化池中，利用厭氧污泥床最大限度地截留污水中的SS，將難降解有機物進行降解，減輕后續DN池和CN池的壓力，延長濾池的反沖洗周期；與此同時，水解酸化池中的水解細菌、產酸將大分子的有機物水解為小分子的有機物減少了污泥量，穩定污泥的性能。

1 厭氧污泥床

水解酸化池下層是厭氧污泥床區，上層是清水層區。厭氧污泥床是由兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機雜質形成污泥顆粒，有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；在無外力作用下，厭氧污泥會沉淀在池體底部，形成“污泥床”。預處理后的污水和生物濾池反沖洗時水混合后，從水解酸化池底部進入，并通過布水系統與厭氧污泥床，快速截留和吸附進水中的顆粒物質與膠體物質[2]。污泥床的水解—產酸菌是高濃度的兼性微生物，不溶性有機物質在缺氧條件下水解為溶解性物質，將大分子和難于生物降解的物質轉化為易于生物降解的物質；粘質層中的剩余污泥（生物濾池反沖洗時排出剩余微生物膜）菌體外多糖會被水解，破壞細胞壁，回到污水處理系統中重新被好氧菌代謝，實現剩余污泥減容化。在運行過程中經常會遇到厭氧污泥流失問題，為了避免厭氧污泥流失對工藝處理效果帶來的負面影響，必須采取適當的技術措施防止污泥流失。

2 厭氧污泥流失的主要原因

大多數厭氧污泥以菌膠團的形式存在，有的菌膠團呈松散的絮狀，稱絮狀污泥，有的菌膠團呈密實的顆粒狀，稱顆粒污泥。厭氧污泥的流失主要與產氣量和進水量有關，一般產氣量和進水量越大，污泥流失越嚴重。

2.1 產氣量

厭氧污泥通過消化反應產生沼氣，沼氣附著在污泥表面，使污泥相對密度下降，產生“抬升作用”，影響污泥的沉降，甚至不能沉降，隨出水上浮而流失。絮狀污泥比表面積大，顆粒污泥比表面積小，所以絮狀污泥更容易在抬升作用下流失。此外，沼氣上升的同時會不斷合并成大氣泡，大氣泡破裂對厭氧污泥產生強烈的沖擊，使厭氧污泥變得松散，加速厭氧污泥的流失。

2.2 進水量

進水會通過厭氧污泥床，利用厭氧污泥截流污水中的懸浮物以及對大分子有機物進行降解，而當水力負荷過大，進水上升流速大于厭氧污泥的沉降速度，就會造成厭氧污泥流失。但是，進水上升流速較小時，厭氧污泥床中絮體污泥會快速生長，絮狀污泥容易裹夾細小的顆粒污泥，不利于顆粒污泥的形成，而絮狀污泥沉降性較差，會加速厭氧污泥的流失。

3 厭氧污泥流失的危害

水解酸化是兼性反應，介于好氧和厭氧處理法之間，作為工藝組合的前置部分，可以降低處理成本，并且提高處理效率。產甲烷菌和水解產酸菌生長速度是不一致的。為了改善廢水的可生化性，為后續處理奠定良好基礎，厭氧處理第一和第二階段反應時間較短，可以控制厭氧處理，這樣大量水解細菌、酸化菌作用下將難生物降解的大分子物質轉化為可生物降解的小分子物質，將不溶性有機物水解為可溶性有機物的過程。厭氧污泥流失不僅使水解酸化池的處理效果得不到保證，并影響著后續處理單元。流失的污泥會堵塞生物濾池濾頭，影響濾池布水，需要增加濾池反沖洗，大大地增加了污水處理的工作量和能耗；而且大分子有機物得不到有效降解會增加濾池處理壓力，導致處理效果低下，甚至出水不達標。

4 防止厭氧污泥流失的方法

4.1 均勻的布水系統

水解酸化池良好運行的重要條件之一是保障厭氧污泥與廢水之間的充分接觸。厭氧污泥與廢水之間的充分接觸，增加水力剪切力可以使氣泡變小，有利于氣泡的釋放，使附著的氣泡脫落顆粒污泥表面，防止厭氧污泥因“抬升作用”而流失。

豐樂廠為了布水均勻與克服死區，水解酸化池底部按多槽布水區設計。一般布水系統兼有配水和水力攪拌的功能，為保證這兩個功能的實現，需要滿足以下原則：①確保單位面積內相同的進水量，可以防止水流短路；②為了迅速混合進水有機物與污泥，需要充分的水力攪拌；③方便判斷進水管是否堵塞，及時發生堵塞也很容易被清除。

4.2 控制水解酸化池的容積負荷

水解酸化池的容積負荷決定了產氣量和進水量，所以降低產氣負荷和水力負荷能夠從根本防止污泥流失。

當絮狀污泥的產氣負荷達到1 m3/m2·h時，絮狀污泥容易大量流失。水解酸化池需要定期排泥，通過排泥以控制污泥面高度。豐樂廠水解酸化池排泥方式采用高水力負荷排泥。這樣易于控制污泥面高度，可按照液位計檢測排泥量；但是高負荷時污泥層容易發生膨脹，如果污泥濃度過低，則會造成污泥溢出，處理效果不良。相反在低水力負荷時，減少污泥排放量，可以提高污泥脫水效率。很難掌握對污泥層的控制，排泥量過大會直接導致系統中污泥總量變少，處理效果就會受到影響。

水力負荷主要體現在上升流速和配水方式的設計上，上升流速是設計水解酸化池的主要參數，一般建議上升流速設計在0.5～1.8 m/h。由于豐樂廠水解酸化池較長，前段水量比后段水量大，要達到布水均勻，除了布水管均勻分配外，還需要控制各段進水量，豐樂廠針對這一問題，對前段閥門進行改造，減少其進水，增大后段進水量，目前豐樂廠控制在1.6 m/h可達到良好效果。

4.3 控制顆粒污泥流失

當水解酸化池運行情況變差，顆粒污泥會大量流失，可通過以下措施減輕顆粒污泥流失：（1）在出水槽增設篩網，或者有填料的懸浮層，阻隔要跑掉的顆粒污泥；（2）在水解酸化池后增設沉淀池，將流失的污泥在沉淀池沉積然后送回水解酸化池；（3）水解酸化池內設置斜板或者網格，阻擋污泥流失等。

5 水解酸化池的運行控制

水溫對微生物和群體的組成、微生物細胞的增殖、內源代謝過程及污泥的沉降性能等都有影響；水解酸化池的pH值應維持在6.5～7.8范圍，最佳范圍在6.8～7.2左右；控制進水量，可以避免超負荷或低負荷運行，影響污泥生產；定期進行排泥，控制厭氧污泥床的厚度，一般在2.5～4 m，上清液在1.2～2.0 m。

豐樂廠水解酸化池的COD平均去除率、BOD5去除率、氨氮去除率、總磷去除率約達到60%，SS去除率達到85%，在一定程度上提高B/C，降低后續工藝的能耗，同時對污泥還有一定的水解作用，因此能達到良好的強化預處理作用。

6 結論

防止水解酸化池中厭氧污泥床流失是確保水解酸化池運行效果的關鍵，適合的環境可以充分進行生物降解，改善廢水可生化性。可以通過均勻的布水系統，保證有機物與污泥充分混合；通過定期排泥，控制污泥床高度，穩定容積負荷已達到良好的處理效果。