萬家秀

摘要：筆者將柳溝河污水在試驗反應器內(nèi)曝氣，接種雁兒灣污水處理廠二沉池污泥，并通過控制環(huán)境條件馴化培養(yǎng)活性污泥，在此過程中， 通過指標參數(shù)和微生物鏡檢，分析污泥培養(yǎng)過程中污泥特性的變化規(guī)律及污水處理效果，并通改變曝氣周期調(diào)整負荷，研究負荷變化對活性污泥性能、菌膠團及出水水質(zhì)的影響。

關鍵詞：活性污泥，MLSS，SV30，SVI

一、引言

在全國城市化進程加快的大趨勢下，蘭州市也快速發(fā)展起來，隨之而來的是城市環(huán)境污染末端治理問題，本課題選用作為蘭州市東大門的榆中縣，區(qū)域范圍內(nèi)的柳溝河污水馴化培養(yǎng)活性污泥進行研究。

我國運行或是在建的城市污水處理廠80%以上是活性污泥法，但污泥異常一直是一個很難徹底解決的問題，典型的有污泥膨脹和污泥老化解體現(xiàn)象，關于污泥膨脹的原因，首先是法國人Donalaso在1932年發(fā)現(xiàn)了污泥中存在絲狀菌引起的，目前污水處理廠最突出常見的污泥異常問題就是絲狀菌導致的膨脹，再者污泥惡化的問題也可能是不合理的負荷條件、水質(zhì)環(huán)境變化等引起的。因為活性污泥核心部分微生物具有生長變化的未知規(guī)律及復雜性， 所以人為定向控制活性污泥有較大難度。對于活性污泥微生物絮體形成的機理國內(nèi)外有很多假說，從總的思路上分析有兩條基本的線索，其一是從環(huán)境工藝著手研究，認為細菌表面存在或缺乏某種物理化學條件，活性污泥微生物絮進而形成；其二從微生物相的相互競爭入手研究，認為存在某種特定菌種，如絲狀茵的大量出現(xiàn)引起污泥膨脹中，在這兩條線索下進行研究都取得了一定的成果，首先為控制污泥惡化Chudoba在1973年提出了KST理論（動力學選擇）和生物選擇器的概念；再者如何鑒別絲狀菌，成為控制污泥膨脹的依據(jù)，Eikelboom在1975年系統(tǒng)地總結了一套絲狀微生物的分類及鑒別方法。但是無論是哪條思路，并沒有形成具有普遍意義的理論，所以本項目進行活性污泥馴化培養(yǎng)運行過程的微生物種群的變化規(guī)律及沖擊負荷對其影響的實驗研究具有一定的意義。

二、研究過程

（一）活性污泥培養(yǎng)及馴化步驟

活性污泥可以通過一定的方法培養(yǎng)與馴化出來，并且常用方法有接種培養(yǎng)法、同步培養(yǎng)和異步培養(yǎng)。就培養(yǎng)過程進水方式又可分為連續(xù)培養(yǎng)和間歇培養(yǎng)，本項實驗選擇接種法間歇培養(yǎng)，首先使用篩網(wǎng)將所取柳溝河污水段采樣點混合液，進行簡單過濾，用以去除污水中較大固體顆粒和漂浮物，按一定比例進行稀釋后加入反應器里并接種污泥，接種污泥取自蘭州市雁兒灣污水處理廠（氧化溝工藝COD在400-600mg/LMLSS在5000mg/L左右）二沉池。一般情況下種泥的量控制在稀釋后使混合液污泥濃度在0.5g/L以上，本項試驗接種污泥濃度為10-12g/L，接種500ml種泥于5L的反應器內(nèi)進行曝氣。

首次馴化采用1∶3的比例稀釋水樣，曝氣12小時后靜置，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示污泥濃度值略有減少，經(jīng)分析微生物已進入停滯期，第2天進水采用1∶2的比例稀釋水樣，曝氣時間維持在12小時，在曝氣近8小時時，可以觀察到變形蟲、漫游蟲，第3天進水采用1∶1的比例稀釋水樣，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示污泥濃度值逐漸回升，證明活性污泥已開始適應污水，且兩監(jiān)測DO均在6mg/L以上，所以第3天調(diào)整曝氣時間為8小時，第4、5天采用原水樣不稀釋進水，曝氣時間仍為8小時，第6、7天進原水樣，曝氣改為6小時，第8天進原水樣，曝氣改為3小時，第9、10天恢復曝氣時間為6小時。在此過程每曝氣完畢后靜置沉淀1-1.5 h ，排出池內(nèi)約1/5的上層廢水，進行MLSS、SV30、SVI、COD指標監(jiān)測，并在每次曝氣中間時段，取混合液一滴，制成活性污泥壓片標本，使用顯微鏡進行微生物鏡檢，觀察污泥的馴化培養(yǎng)狀態(tài)。

（二）試驗分析

第一天由于接種污泥對反應器的進水水質(zhì)、運行方式等不適應，污泥的沉降性能不是很好，出現(xiàn)污泥流失現(xiàn)象，由于出現(xiàn)大量松散的污泥絮體在潷水過程漂出反應器，第2天污泥基本適應污水水質(zhì)，污泥量及沉降性能都有所提高，第3天調(diào)整進水稀釋比例及降低曝氣時間，改變周期，增加了污泥負荷，凈化后出水較前兩天略混濁，分析由于從曝氣時間及有機負荷兩個方面同時改變增加負荷，在較低的MLSS情況下，過大曝氣量導致活性污泥的沉降性和絮凝性下降，第4、5天發(fā)現(xiàn)活性污泥顏色呈棕黃色，整體沉降速度較快，上清液中懸浮了較多不易下沉的小污泥顆粒，間隙水清澈；分析原因由于系統(tǒng)處于低負荷運行，即使進水負荷與前期差不多，但是3月中旬氣溫已達20度左右加之室內(nèi)仍有暖氣供應。雖然COD去除率仍然維持在92%左右，但是維持這種情況有可能是污泥中細菌因缺乏營養(yǎng)而被迫大量減少，使實際的食料與微生物量暫時得以平衡，但是沉淀出水含有細碎顆粒影響出水水質(zhì)，根據(jù)分析在從第6天開始時調(diào)整曝氣時間，改變周期后，靜置沉淀水質(zhì)較前一天澄清，第7天時污泥性能逐漸轉好，為了試驗沖擊負荷對活性污泥的影響增加負荷，第8天進水后污泥顏色明顯加深，隨著提高曝氣時間，改變周期，降低負荷運行兩天后效果明顯好轉。

在培養(yǎng)污泥的過程中，監(jiān)測的SV30和MLSS隨時間的變化情況，從第4天開始監(jiān)測COD的去除率達90%以上，但第8天增加負荷COD去除率下降到50%以下，進水COD在610-430mg/L，接種反應器內(nèi)污泥濃度為1200 mg/L左右。

數(shù)據(jù)顯示無論接種污泥是哪個時期的，在馴化過程都會歷經(jīng)4個周期，第一天污泥濃度略有下降，進入停滯期，第二天污泥已逐步適應開始增長，第三天增長幅度最大進入對數(shù)增長時期，第四天污泥進入穩(wěn)定期。從SVI值的變化也可以判斷出污泥逐漸趨于穩(wěn)定，當?shù)降?天時SVI=49，判斷污泥有老化現(xiàn)象，進行部分排泥，并且調(diào)整曝氣，增加負荷，污泥性能逐漸恢復第6天SVI恢復至54。

污泥恢復后繼續(xù)調(diào)整負荷，測試活性污泥對沖擊負荷的適應性，MLSS下降至2700mg/L，SVI值為147，進而判斷污泥有膨脹現(xiàn)象，COD去除率下降至47%，之后減小負荷在3-4個周期后污泥逐漸恢復，污泥濃度上升3202 mg/L，COD去除率升至85.3%。

（三）污泥形態(tài)的觀察

制作污泥不同時期的水壓片，通過顯微鏡對污泥進行觀察形態(tài)并記錄。培養(yǎng)前期鏡檢時觀察到污泥絮粒大、邊緣清晰、結構緊實，兩個周期進水負荷較小，污泥適應快，培養(yǎng)后期鐘蟲成為優(yōu)勢，證明污泥培養(yǎng)成熟，但是在第5天鏡檢時觀察到較多數(shù)量的鞭毛蟲和游仆蟲，一般污泥老化時會大量出現(xiàn)，采取排泥及增加負荷后，污泥鏡檢游仆蟲數(shù)量減小，并且觀察到累枝蟲，人為增加負荷后在第8天觀察到游動型纖毛蟲及較多數(shù)量的線蟲，前者出現(xiàn)預示出水水質(zhì)變差，線蟲一般在較低DO環(huán)境生長，如果線蟲增多可以考慮進行溶解氧監(jiān)測。減小負荷后第3個周期就觀察到鐘蟲，證明污泥已經(jīng)恢復。

三、結論

○1無論接種污泥是哪個時期的，都會歷經(jīng)停滯期，對數(shù)期，穩(wěn)定期及衰亡期。

○2較高的環(huán)境溫度可以增加污泥的增長速度，就需要調(diào)整泥齡，如果按照原泥齡運行，那么污泥容易老化。

○3若污泥顏色呈棕黃色，整體沉降速度較快，上清液中懸浮了較多不易下沉的小污泥顆粒，間隙水清澈，且監(jiān)測SVI偏低，微生物鏡檢觀察到較多數(shù)量的鞭毛蟲和游仆蟲，預示污泥老化，需要馬上進行運行參數(shù)調(diào)整。

○4人為增大負荷，微生物鏡檢發(fā)現(xiàn)很多線蟲，但是菌膠團仍然存在，由于菌膠團較強的抗性，減小負荷后3-4個周期便可恢復，COD去除率升至85.3%。

○5改變運行周期，那么處理的有機負荷就會增加，一定程度上使得溶解氧降低，此時會出現(xiàn)大量線蟲，增加曝氣后線蟲減少。

○6當增加負荷后一個周期內(nèi)就出現(xiàn)大量線蟲，從SVI值判斷，污泥有膨脹現(xiàn)象，大約經(jīng)歷3-4個周期恢復正常，對于污泥膨脹短時間內(nèi)就可發(fā)生，恢復過程相對要長，因此對于污水處理廠，一定要控制好污泥負荷及溶解氧，防止污泥膨脹。

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