不同添加劑對(duì)污水處理中絲狀菌膨脹的控制作用研究進(jìn)展

陳悅，劉杰

（廣西交科集團(tuán)有限公司，廣西南寧 530000）

污泥膨脹是活性污泥污水處理工藝運(yùn)行過(guò)程中的一個(gè)重要難題，會(huì)增加運(yùn)行成本、加大運(yùn)維難度、影響后續(xù)運(yùn)行狀態(tài)及降低出水水質(zhì)。污泥正常狀態(tài)的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)為：污泥沉降比（SV）為20%～30%；污泥容積指數(shù)（SVI）為50～150 mL/g；污泥濃度（MLSS） 為 3 000～ 5 000 mg/L。SV、SVI、MLSS均可以表征污泥的聚凝性和沉降性，發(fā)生污泥膨脹時(shí)SV、SVI、MLSS會(huì)明顯高于正常值。

污泥膨脹分為絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹，其中90%以上的污泥膨脹是由絲狀菌過(guò)度增殖引起。絲狀菌膨脹是活性污泥固體含量下降、絲狀菌過(guò)量生長(zhǎng)導(dǎo)致，控制絲狀菌膨脹關(guān)鍵是保持絲狀菌與菌膠團(tuán)生長(zhǎng)平衡。控制絲狀菌膨脹的手段措施包括：調(diào)整運(yùn)行工況、修改反應(yīng)器和澄清器配置、改變環(huán)境參數(shù)和使用添加劑等。在應(yīng)急條件下，最直接有效的措施就是使用添加劑。

1 絲狀菌膨脹的原理及分類

絲狀菌膨脹是指在低溶解氧（DO）、低食微比（F/M）、高碳氮比（C/N）、高碳磷比（C/P）、高硫化物、酸性等條件下，微絲菌（Microthrixparvicella）、諾卡氏菌（Nostocoidalimieola）、021N型等絲狀菌過(guò)度生長(zhǎng)造成[1]。發(fā)生絲狀菌膨脹后，MLSS超過(guò)5 500 mg/L，SV超過(guò)98%，SVI也超過(guò)200 mL/g，且生化處理效果極差，出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，對(duì)工藝正常運(yùn)行造成極大的阻礙[2]。WANNER等[3]將絲狀菌分為29種，根據(jù)形態(tài)、生理代謝特征、不同操作條件以及引起的問(wèn)題將其分為四組，具體分類見(jiàn)表1。

表1 絲狀菌分類

2 不同藥劑對(duì)絲狀菌膨脹的控制效果

2.1 絮凝劑

絮凝劑能夠提高污泥的絮凝效果和沉降性，主要為各類金屬鹽和聚合物。JUANG發(fā)現(xiàn)通過(guò)添加合成聚合物類型的絮凝劑，能夠抑制活性污泥中絲狀菌膨脹，但一旦停止投加合成聚合物，絲狀菌膨脹更嚴(yán)重[4]。魏東洋等通過(guò)提高COD和DO濃度、交替曝氣與投加FeCl3等手段聯(lián)合調(diào)試，有效抑制了絲狀菌繁殖，且出水COD和濃度均穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，去除率從65.33%增長(zhǎng)至74.65%[5]。因此，添加絮凝劑且輔助工況調(diào)整能夠很好地抑制絲狀菌膨脹、提高出水水質(zhì)。

2.2 殺菌劑

殺菌劑能夠抑制絲狀菌的生長(zhǎng)延伸，減緩絲狀菌膨脹，主要包括氯氣、次氯酸鹽、臭氧等。

2.2.1 氯氣（Cl2）

在控制絲狀菌膨脹過(guò)程中，Cl2是最常用且成本較低的一種方法。JENKINS編寫的《活性污泥膨脹形成原因及控制手冊(cè)》表明，最優(yōu)加氯位點(diǎn)為污泥回流管線，且當(dāng)Cl2添加劑量在每天8 mg/g（MLSS）左右時(shí)，能夠有效殺滅絲狀菌[6]。徐慧等通過(guò)SBR小試表明，當(dāng)投加Cl2大于30 mg/L 時(shí)，COD、氨氮、總磷去除率都會(huì)下降[7]。但Cl2會(huì)氧化活性污泥菌體內(nèi)的胞質(zhì)谷胱甘肽，增加絮體的陽(yáng)離子比，使污泥絮體結(jié)構(gòu)變得松散，導(dǎo)致出水變得渾濁。因此添加Cl2時(shí)，需要考慮出水水質(zhì)的問(wèn)題。

2.2.2 臭氧（O3）

O3是一種消毒劑，比氯氣、氯氧化物、氫及過(guò)氧化物作用更強(qiáng)。O3通常不會(huì)形成有毒物質(zhì)或殘留物，也不會(huì)增加鹽度，還可以幫助去除有機(jī)物、磷等化學(xué)物質(zhì)。COLLIGNON等的研究表明，0.5～1.0 mg/g（總揮發(fā)性物質(zhì)）能夠很好地控制絲狀菌膨脹，且O3注入回流污泥管可以改善污泥沉降，較好地還原溶解有機(jī)質(zhì)[8]。NILSSON等使用3.0～4.8 g/kg（總懸浮固體）濃度的O3將污泥體積降低了7%～35%，改善了污泥的沉降性能，并且發(fā)現(xiàn)O3滅活絲狀菌的比例隨著O3劑量的增加而增加[9]。綜上，O3能夠很好地控制絲狀菌膨脹，但需注意O3的添加劑量、添加時(shí)間，以及保持菌膠團(tuán)的生存活性。

2.2.3 次氯酸鹽

次氯酸鹽對(duì)絲狀菌有良好的殺滅效果。段志廣在添加15 mg/L次氯酸鈉的同時(shí)改變進(jìn)水C/N和污泥有機(jī)負(fù)荷，有效控制了絲狀菌膨脹，將SVI降低至100 mL/g以下[10]。趙俏迪研究發(fā)現(xiàn)，投加5.3 g/kg（MLSS）次氯酸鈉可以有效控制Microthrixparvicella菌體膨脹，投加次氯酸鈉后微絲菌斷裂，菌絲變短，SVI從202 mL/g降低至179 mL/g[11]。這些研究都說(shuō)明適量的次氯酸鹽能夠有效控制絲狀菌膨脹。

2.3 增重劑

增重劑一般為不溶性物質(zhì)，如滑石粉、泥沙等，能夠有效改善SVI、MLSS，但會(huì)顯著增加剩余污泥體量，提高后續(xù)處理成本。EIKELBOOM等通過(guò)添加滑石粉，使絲狀菌膨脹的活性污泥沉降性能瞬間得到改善，但是必須持續(xù)投加以保持效果[12]。朱帥通過(guò)投加4 200 mg/L黃河泥沙及4 000 mg/L沸石粉，使SV迅速下降且出水水質(zhì)穩(wěn)定，但不能完全消滅絲狀菌[13]。因此在投加增重劑的過(guò)程中，要及時(shí)排出含有大量絲狀菌的污泥，解除膨脹因子，這樣才能完全控制絲狀菌膨脹。

3 結(jié)語(yǔ)

本文總結(jié)了3類可用于控制絲狀菌膨脹的藥劑：絮凝劑可提高污泥的絮凝性，但需要輔助其他工況調(diào)整共同作用；殺菌劑能夠有效殺滅絲狀菌，但要注意投加適量，不然可能會(huì)降低菌膠團(tuán)活性、影響出水水質(zhì)；增重劑能夠提高污泥沉降性能，但可能會(huì)導(dǎo)致剩余污泥過(guò)量。3類藥劑均能夠控制、減緩絲狀菌膨脹，但一旦停止投加就可能會(huì)導(dǎo)致絲狀菌膨脹再次發(fā)生；藥劑過(guò)少無(wú)法發(fā)揮作用，過(guò)多會(huì)導(dǎo)致水處理功能微生物大量死亡及微生物生態(tài)系統(tǒng)崩潰。因此在應(yīng)急情況下，可以根據(jù)污泥膨脹狀況，投加一定的藥劑用于減緩絲狀菌膨脹，但同時(shí)也要輔助工況條件改變、環(huán)境參數(shù)調(diào)整的手段，調(diào)控污水處理工藝中微生物生態(tài)系統(tǒng)平衡、提高菌膠團(tuán)的生存能力[14]。