抑制活性污泥膨胀的曝气工艺和运行方法

一、引言活性污泥膨胀,是污水曝气处理过程中经常发生的异常现象,也是完全混合式曝气池(CMR)普遍存在的运行难题。活性污泥膨胀的特征为,污泥指数SVI高达200ml/g以上,污泥沉降性能差,固液分离困难。活性污泥膨     

污泥微膨胀状态下短程硝化的实现

为了实现"低氧丝状菌活性污泥微膨胀"和短程硝化的结合,本试验采用SBR反应器,研究了在微膨胀状态下,短程硝化的启动方法和短程硝化启动过程中污泥沉降性的维持策略.分析了水质、pH、DO和温度等环境因素以及混合液流态、曝气方法和进水方式等运行条件对污泥沉降性的影响.结果表明,在pH处于7.2~8.0,温度处于20~25℃时,通过维持低溶解氧和准确控制曝气时间可以逐步在污泥微膨胀状态下实现短程硝化.系统运行160个周期后,亚硝酸盐积累率可从28%逐步上升到80%.通过改变进水体积交换率和辅助调节曝气量的方法可以有效维持活性污泥的沉降性.在污泥微膨胀状态下,VER在0.25~0.33适时调节,可控制污泥容积指数在150 mL/g附近小幅波动.在好氧阶段后期,会出现溶解态总氮浓度的小幅上升.     

活性污泥膨胀的生态控制研究

研究了一种后生动物-颤蚓对丝状细茵引起的活性污泥膨胀的控制效果.结果表明,在活性污泥反应器中投加颤蚓,通过其捕食作用,活性污泥中丝状细茵数量能在较短时间内得到明显地削减,其分类等级能下'降约1～2个级别,同时活性污泥指数SVI从291.5 ml/g下降为176.6 ml/g,下降迭39.4%,活性污泥的性状和絮体结构得到改善,污泥膨胀得到有效控制.     

间歇曝气工艺中污泥膨胀问题

较系统地分析了间歇曝气工艺中引起污泥膨胀的原因 ,并提出了间歇曝气工艺中防止污泥膨胀的措施     

不同温度低溶解氧条件下活性污泥法处理污水的效果研究

采用传统推流式连续流工艺处理校园生活污水,考察了常温和低温时DO对污泥膨胀的影响。试验结果显示:常温23°C将DO从正常的2 mg/L以上降低至0.5 mg/L,引发了污泥沉降性的恶化,SVI值从150 mL/g升高到175 mL/g左右,这时出水非常清澈,并且在一个月的运行中,系统稳定保持低氧丝状菌微膨胀;低温15°C时,降低DO引发了严重的污泥膨胀,SVI值达到350 mL/g以上;为控制污泥膨胀,升温至23~25°C,但维持DO在0.5~1 mg/L,SVI值下降到200 mL/g,系统再一次达到稳定的低氧丝状菌微膨胀,这期间COD去除率不受影响,保持在80%以上。可见,不要求脱氮的污水处理厂在春夏秋季,可以考虑在低DO条件下运行,不仅不会发生过大的污泥膨胀,还可以大量节约供氧能耗。     

曝气量对颗粒污泥制备生物柴油的影响

以处理葡萄糖废水的好氧颗粒污泥为研究对象,考察了不同曝气量对颗粒污泥的菌群结构以及后续制备生物柴油的影响.研究结果表明,不同曝气条件下的颗粒污泥形态以及细菌,真菌的菌群结构存在明显差异,曝气量为167L/（min·m³）时,丝状真菌比例最高（8.57%）,且单位生物量的生物柴油产量也最高,达到（48.62 ±1.36）mg/g SS.不同曝气条件下形成不同菌群结构的颗粒污泥,不仅影响了污泥制备生物柴油的产量,其组分也存在明显差异.曝气量为167L/（min·m³）条件下,亚油酸甲酯（C18：2）大幅增加,这可能与该条件下颗粒污泥中出现的酵母菌Dipodascus有关.由此可见,在实际工程中可以通过控制曝气量来提高生物柴油产量和调节其组分结构.     

丝状菌污泥致密过程的强化条件研究

利用强化条件促使丝状菌污泥致密,是控制丝状菌污泥膨胀的一种新途径.分别采用提高溶解氧、加大表面流体流速、增加进水钙离子浓度、延长饥饿时间等方法从污泥的沉降性能方面探讨了丝状菌污泥在何时致密及怎样致密等问题.结果表明,加大表面气体流速能够短期内改善污泥的沉降性能,并且形成丝状菌颗粒污泥,污泥的SVI从膨胀时的800 mL/g降低为350 mL/g,但长期作用不明显,SVI在保持了一段时间较低值后,再次升高到800 mL/g以上.增加进水钙离子浓度能够通过形成簇状污泥群落来提高污泥的沉降性能,SVI值逐渐降低到300 mL/g,但是没有形成丝状菌颗粒.提高溶解氧和延长曝气时间在改善污泥沉降性能和丝状菌颗粒化两方面皆无明显效果,污泥的SVI并没有降低.另外,通过研究网眼椭圆度与污泥SVI的关系,发现具有高椭圆度(椭圆度O约为1.5)的成簇生长丝状菌菌群,能够改善污泥沉降性能.浸泡实验发现酸性条件对菌丝的凝聚具有破坏作用,碱性条件和二价阳离子对其影响不显著.     

A2O 工艺中的污泥膨胀问题及恢复研究

采用52L 以厌氧/缺氧/好氧为污水处理工艺(A2O)的试验装置处理人工合成废水,研究了A2O 工艺中出现污泥膨胀的原因及控制措施.结果表明,系统在稳定状态下,好氧区DO平均浓度约为1.08mg/L 时,COD、NH4+-N、TN以及PO43--P 的平均去除率分别为86.8%、97.5%、86.5%和95.5%,但污泥的沉降性能受到很大影响,其SVI 从最初的130.1mL/g 升至265.8mL/g,并有继续上升的趋势,引起污泥膨胀.当好氧区DO 平均浓度提高至2.16mg/L 时,污泥的沉降性能得到部分改善,SVI 降至约200mL/g.在好氧区首端引入 15%的原水旁流,经过 30d 的运行,SVI 降低至100mL/g 左右,污泥膨胀得到恢复.说明好氧区偏低的有机负荷是引起污泥膨胀的主要原因,单纯提高好氧区的DO 浓度并不能有效控制污泥膨胀,控制A2O 中污泥膨胀的关键在于对有机负荷的合理分配.     

纯氧曝气活性污泥浓度与沉降性能研究

纯氧生化处理是一种很有发展前景的污水处理工艺,采用SBR工艺处理生活污水,研究纯氧曝气系统的污泥浓度、污泥沉降性等特性。结果表明:纯氧曝气污泥浓度大于空气曝气,MLSS,MLVSS分别为4 225.57mg/L,3 155.71 mg/L,MLVSS/MLSS保持在0.72左右,污泥中有机成分更高,活性更大。纯氧曝气菌胶团结构较空气紧密,稳定期SV,SVI分别达到25.67%,60.12 mL/g,污泥的沉降性更稳定。低曝气量、高含量DO有利于纯氧污泥的浓度提高、沉降性能改善。     

间歇曝气下短程硝化耦合污泥微膨胀稳定性

污泥微膨胀耦合短程硝化是一种利用低溶解氧(DO)引发丝状菌有限繁殖和亚硝酸盐(NO-2-N)积累来协同提高氮的去除率并降低能耗的新工艺.为分析该工艺启动的可行性和长期稳定性,采用两个间歇式反应器(SBR)并通过调整曝气方式,考察低DO(0.3~0.8 mg·L-1)下污泥沉降性、亚硝酸盐累积率(NAR)、总氮的去除特性、优势丝状菌和硝化菌群的动态变化.结果表明,缺氧∶好氧=15 min∶30 min的间歇曝气运行方式下,可以实现NAR约为50%和稳定的污泥微膨胀,污泥体积指数(SVI)稳定在170~200 m L·g-1.实时连续曝气可以实现NAR为95%以上,并且NO-2-N的累积引发了以Type 0092型为优势丝状菌的污泥微膨胀,但无法长期维持.改变运行方式为间歇曝气,运行60 d左右可以实现短程硝化和微膨胀耦合及长期稳定维持,TN的去除率稳定在66%.FISH分析间歇曝气引发污泥微膨胀主要丝状菌是M.parvicella和Type 0092型.Q-PCR对硝化菌群定量分析得出SBR A初期和末期AOB占全菌的比例分别由0.53%提高到2.19%,NOB由17.5%降至3.2%.SBR B里AOB由0.51%提高到1.53%,而NOB由18.05%降至11.01%.     

营养失衡下的分层分质EPS对异型膨胀污泥及其沉降性差异影响

为探索EPS对膨胀污泥沉降性的影响,通过减少进水P源、N源的方式培养异型膨胀活性污泥,分析不同层、不同组分EPS对异型膨胀污泥沉降性影响.结果表明：异型膨胀（非丝状菌粘性膨胀、丝状菌膨胀）活性污泥EPS多糖组分Total-PS、中层组分（L-PS）含量均高于正常污泥.非丝状菌粘性膨胀污泥EPS各层多糖含量高于丝状菌膨胀污泥,而各层蛋白质（PN）含量均低于丝状菌膨胀污泥.非丝状菌粘性膨胀污泥Total-EPS（（229±94）mg/g MLSS）、PS/PN值不仅显著高于正常活性污泥（（86±16）mg/g MLSS）,也高于丝状菌膨胀污泥（（108±30）mg/g MLSS）.非丝状菌粘性膨胀污泥EPS多糖总量Total-PS、蛋白质总量Total-PN越高,SVI值越大,污泥沉降性越差,越易膨胀,且EPS蛋白质组分对污泥膨胀作用大于多糖;从不同层EPS看,松散外层（S层）EPS对非丝状菌粘性膨胀作用最大（S-PN与SVI值相关性最大,r为0.881,P<0.05）,是主要影响因子.丝状菌膨胀污泥,除了内层紧密型T-PN对SVI值影响较大外,其他各层、各组分EPS含量与SVI均呈微弱负相关.     

氧化沟污泥膨胀和生物泡沫的控制及应用研究

污泥膨胀和生物泡沫现象是众多泥法污水厂常见的运行难题。通过对唐山污水处理厂的氧化沟中膨胀污泥和泡沫中的微生物种类进行了分类鉴定;然后进行小试研究,探索投加次氯酸钠和缩短污泥龄方法控制污泥膨胀和生物泡沫的技术办法;最后将试验研究成果应用到生产实践中。结果表明,投加10mgCl/gMLSS的NaClO和缩短污泥龄到8d均能有效地解决由微丝菌过度增殖造成的污泥膨胀和生物泡沫问题。     

SBR法处理工业废水中pH值对污泥膨胀的影响

主要研究了在SBR法处理啤酒废水和化工废水中pH值对污泥膨胀的影响。试验研究的结果表明,进水的pH值在 5 0～ 6 0,啤酒废水长期保持进水pH值为 5 0时,活性污泥的污泥指数SVI<10 0mL g,当pH值 5 0～ 2 5时,会引起活性污泥活性抑制和污泥上浮 (尤其是化工废水 )。进水pH值在 9 0～ 12 0时,2种废水的污泥指数略有上升,但SVI<110mL g,活性污泥皆表现出活性的抑制和污泥的解体。若进水的pH值在 3 5～ 7 0,且控制反应周期内pH值不变,则 2种废水的活性污泥上浮加剧,化工废水污泥较啤酒废水的污泥上浮程度更严重。在整个试验过程中,镜检未见过量真菌和其它丝状菌,可见用SBR法处理工业废水时,过低或过高的pH值不一定引起污泥膨胀     

污泥膨胀产生的原因及主要控制措施

活性污泥污水处理工艺被广泛应用于生活污水和工业废水的处理,但在该工艺中经常存在污泥膨胀的问题.污泥膨胀一旦发生,系统较难恢复且恢复时间较长.在实际运行中,引起污泥膨胀的因素是多种多样的,其控制措施也不尽相同,因此找出污泥膨胀的真正原因,然后采取有效的控制措施非常有意义.     

污泥龄对低氧丝状菌活性污泥微膨胀系统的影响

为了研究污泥龄(SRT)对低氧丝状菌活性污泥微膨胀系统的影响,采用序批式间歇反应器(SBR)进行试验,分别按照厌氧/好氧和单级好氧的方式运行,考察了不同SRT下丝状菌污泥微膨胀系统的沉降性、脱氮除磷过程以及污泥特性的变化.结果表明,在好氧水力停留时间充分的条件下,低氧环境不但不会影响丝状菌微膨胀污泥的硝化进程,而且还有助于同步硝化反硝化(SND)、单级好氧除磷的发生.厌氧/好氧运行时,SRT与活性污泥的比硝化速率、比释磷速率和比吸磷速率成反比,与SND率和污泥的含磷量成正比.单级好氧运行时,减小SRT对硝化过程影响不大,但是有助于改善除磷效果.活性污泥的比耗氧速率(SOUR)、胞外聚合物(EPS)中多糖与蛋白质含量的比值、以及粘度都与SRT成反比.适当地减小SRT可以改善丝状菌微膨胀污泥的沉降性.厌氧/好氧运行时,厌氧段微氧环境易引发过度丝状菌污泥膨胀;单级好氧运行时,SRT过低会造成污泥黏性骤增而引发黏性污泥膨胀.     

AB法A段活性污泥沉降性能探讨

采用传统理论对A段活性污泥沉降性能分析得出：由于A段BOD5负荷高，微生物能量水平高，则易出现污泥分散生长，凝聚性能较差的情况，而且A段一般在微氧条件下运行，易于现溶解氧浓度受限制而发生低DO型膨胀。然而，事实上，A段具有良好的沉降性能，这是传统理论所不能解释的。本文分析了AB法A段活性污泥具有良好沉降性能的原因，着重探讨了不设初沉地，水力停留时间，污泥龄及有机物负荷对A段污泥沉降性能的影响。     

A/O系统中不同缺氧/好氧体积比对活性污泥沉降性能的影响

为探究A/O系统中不同的缺氧与好氧体积比与活性污泥沉降性能的关系,以实际生活污水为进水水质,考察了不同的A/O比(2/6,4/4,6/2)对污泥沉降性能和丝状菌生长的影响.结果表明,当A/O比为2/6时,系统能够维持良好的沉降性能,优势丝状菌为Type 0041;当A/O比为4/4时,系统的沉降性能恶化,SVI最高达到357mL/g,优势丝状菌为Type 0041,Type 1701;当A/O比为6/2时,系统发生了微膨胀现象并实现了稳定的短程硝化反硝化,优势丝状菌为Thiothrix.nivea.可见不同的A/O比对活性污泥沉降性能影响较大,同时污泥胞内胞外贮存特性及系统的脱氮除磷性能也受到严重影响.     

营养物质对污泥沉降性能的影响及污泥膨胀的控制

采用序批式活性污泥工艺(SBR)处理啤酒废水,研究了N、P营养物质的不同缺乏程度对污泥沉降性能的影响,同时考察了污泥絮体性状和微生物的变化.结果表明,原水BOD₅/N/P为100/5/1、100/5/0.8和100/4/0.8时,污泥沉降性能良好,没有发生膨胀;BOD₅/N/P为100/0.94/0.31、100/2/0.4、100/3/0.6时发生丝状菌污泥膨胀;BOD₅/N/P为100/0.94/1、100/5/0.31、100/5/0.4、100/5/0.6时发生非丝状菌污泥膨胀.缺乏营养物质引起的污泥膨胀,多数情况下补充足够的营养物质后,膨胀可得到控制.提高有机负荷有助于改善污泥的沉降性能.进水N、P营养物质同时缺乏时,可形成直径为2mm～6mm的颗粒污泥.     

生物倍增工艺对于长效预防污泥膨胀的作用探讨

结合工程实例,探讨了实际应用中生物倍增工艺表现出良好的污泥沉降性能的原因。指出工艺提供的均匀微孔曝气以及低溶解氧的实时自动控制避免了氧限制型污泥膨胀的发生;实时控制下的大比倍循环稀释特点使其具有较强抗冲击负荷能力,可避免低温、低负荷型污泥膨胀的发生;长泥龄运行使MLVSS/MLSS由0.71降低到0.66,污泥中活性比例的降低也有助于形成好的污泥沉降性能;此外,从生态学角度分析了高污泥浓度使活性污泥系统中丝状菌的自然控制力得到加强,提出利用高污泥浓度来预防污泥膨胀的生态学方法。     

SBR法处理工业废水中有机负荷对污泥膨胀的影响

活性污泥中丝状菌与絮状菌的竞争生长污泥的性状发生变化，有机负荷对污泥膨胀的影响的一直有两种完成相反应的说法。我们对此作了专门研究，试验结果表明：当反应器中溶解氧充足时，低有机负荷易引起污泥膨胀，提高有机负荷能有效的控制膨胀，高负荷下，引起污泥膨胀的原因往往是ＤＯ浓度不足，而提高ＤＯ浓度则能使污泥膨胀得到控制。这一结果也解释了高有机负荷发生泥膨胀的实质原因。