石宏瑀

（沈陽(yáng)建筑大學(xué) 市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110168）

活性污泥法工藝是目前處理城市污水最廣泛使用的處理工藝[1]。自誕生以來(lái)，活性污泥法為防治廢水病害、富營(yíng)養(yǎng)化和水資源循環(huán)利用作出了重大貢獻(xiàn)。然而，自從活性污泥法問(wèn)世以來(lái)，曝氣池出現(xiàn)的各種活性污泥問(wèn)題，一直存在并困擾著人們?；钚晕勰嗄軌蛐纬煞€(wěn)定、沉降性能好的絮體一直是污水處理廠成功運(yùn)行的關(guān)鍵步驟之一[2]。本文結(jié)合污水廠曝氣池中活性污泥常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行闡述。

1 活性污泥法常見(jiàn)的問(wèn)題及原因

1.1 污泥膨脹

污泥膨脹是由于曝氣池中受到某種因素的影響，活性污泥性質(zhì)發(fā)生改變。污泥由于膨脹后，結(jié)構(gòu)極度松散，活性污泥在二沉池沉降困難，導(dǎo)致回流污泥在未進(jìn)行沉淀分離隨出水流失，大量微生物也隨出水流失，曝氣池中不能滿(mǎn)足分解有機(jī)物的需要，使出水指標(biāo)超標(biāo)。污泥膨脹現(xiàn)象分為兩類(lèi)：一是絲狀菌膨脹、二是非絲狀菌膨脹。大多數(shù)污水廠有95%的污泥膨脹與絲狀菌生長(zhǎng)有聯(lián)系。研究表明，低溶解氧濃度、低負(fù)荷、高BOD/N、高BOD/P、高硫化物濃度、低溫等條件都有可能引起不同絲狀菌的過(guò)度生長(zhǎng)[3]。除此之外，研究表明，低pH、未能及時(shí)排泥、污泥回流比也會(huì)導(dǎo)致污泥膨脹[4]。

1.2 污泥脫氮上浮

當(dāng)曝氣池充入足夠的氧氣時(shí)，水中溶解氧含量較高，在曝氣池發(fā)生高度硝化反應(yīng)，使得污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸氮?；旌弦洪L(zhǎng)時(shí)間停留在二沉池，混合液中的污泥進(jìn)入缺氧環(huán)境，在反硝化細(xì)菌作用下，硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。污泥表面吸附著大量的氮?dú)鈱?dǎo)致污泥的比重降低，污泥將隨氮?dú)馍细≈帘砻妗?/p>

1.3 污泥腐化上浮

當(dāng)曝氣池氧氣不足時(shí)，使污泥處于厭氧環(huán)境，發(fā)生厭氧腐化現(xiàn)象[5]。污泥停留在二沉池時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，二沉池中的污泥排放不暢，或者二沉池內(nèi)存在死角，沉積在池內(nèi)的污泥在消耗溶解氧之后，污泥在厭氧環(huán)境下發(fā)生腐化，產(chǎn)生大量氣體（如果污水中有含硫有機(jī)物或者無(wú)機(jī)物，產(chǎn)生H2S氣體，如果污水中有含碳有機(jī)物或者無(wú)機(jī)物，產(chǎn)生CH4和CO2氣體）。污泥吸附著大量的氣體而導(dǎo)致污泥的比重降低，污泥隨著氣體一起上浮至二沉池表面[6]。

1.4 泡沫問(wèn)題

泡沫是活性污泥法污水廠中比較常見(jiàn)的運(yùn)行現(xiàn)象。目前曝氣池中產(chǎn)生的泡沫可分四種類(lèi)型：（1）啟動(dòng)泡沫：在初次啟動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)生的快速泡沫。這類(lèi)泡沫通常為白色易消散。產(chǎn)生原因是污水中含有表面活性劑及其微生物降解產(chǎn)物。（2）反硝化泡沫：反硝化泡沫常在二沉池以及曝氣池的缺氧區(qū)。這類(lèi)泡沫通常不穩(wěn)定，可以通過(guò)簡(jiǎn)單物理法去除。產(chǎn)生原因是硝態(tài)氮發(fā)生反硝化作用產(chǎn)生的氮?dú)馕皆谖勰?，使污泥比重變小而上浮。?）表面活性劑泡沫：含有表面活性劑的污水，在攪拌和吹脫作用下，產(chǎn)生持久的白色泡沫。（4）生物泡沫：這類(lèi)泡沫顏色呈棕色或灰黑色，氣泡黏稠且難以破碎，穩(wěn)定長(zhǎng)期存在并且難以消除。產(chǎn)生原因是污泥產(chǎn)生大量絲狀微生物。

1.5 污泥解體

污泥解體的常見(jiàn)征兆有岀水水質(zhì)渾濁度變高、污泥絮體細(xì)小而分散，出現(xiàn)污泥流失等。污泥發(fā)生解體的原因有很多（1）過(guò)度曝氣：曝氣過(guò)度導(dǎo)致污泥微生物代謝加快，菌膠團(tuán)的絮凝性能下降，形成死泥作為懸浮物游離水中。（2）BOD負(fù)荷過(guò)?。禾幚硭块L(zhǎng)期偏低而正常曝氣導(dǎo)致BOD負(fù)荷小。（3）BOD負(fù)荷過(guò)大：BOD負(fù)荷大，造成曝氣不充分，微生物生長(zhǎng)受影響而解體懸浮于水中。（4）有毒物質(zhì)：工業(yè)廢水有機(jī)物成分較復(fù)雜且有毒性，活性污泥在有毒廢水作用下生命活動(dòng)受到影響而發(fā)生解體（5）pH值過(guò)高或過(guò)低：適應(yīng)的pH范圍保證微生物生命活動(dòng)（6）C/N比失調(diào)：當(dāng)污水缺乏氮源時(shí)，過(guò)量的碳源會(huì)轉(zhuǎn)化多糖類(lèi)胞外貯存物使污泥難以絮凝而分解。（7）污泥膨脹：污泥膨脹引起污泥解體（8）機(jī)械作用：曝氣池的劇烈攪拌造成污泥破碎而分解。

1.6 污泥顏色變化

曝氣池在運(yùn)行過(guò)程中，如果出現(xiàn)了異常情況，污泥顏色也會(huì)發(fā)生變化。異常污泥顏色有白色和黑色。污泥發(fā)白有兩個(gè)原因（1）缺少營(yíng)養(yǎng)，絲狀菌或者固著型纖毛蟲(chóng)大量繁殖。（2）pH問(wèn)題，水中pH值處于異常波動(dòng)范圍，造成絲狀菌大量繁殖。無(wú)論哪種原因都基本是由污泥膨脹引起污泥顏色發(fā)白。污泥發(fā)黑的原因有很多，包括溶解氧、有毒物質(zhì)、污泥在曝氣池停留較長(zhǎng)時(shí)間、進(jìn)水負(fù)荷突然增大等都可以導(dǎo)致污泥發(fā)黑。

2 活性污泥系統(tǒng)中問(wèn)題調(diào)控措施

2.1 對(duì)于污泥膨脹

污泥膨脹的方法可以分為三種[7]: 一是應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，污泥助沉法與滅菌法用于污泥膨脹臨時(shí)突發(fā)事件。滅菌法指為了控制絲狀細(xì)菌的生長(zhǎng)，將化學(xué)藥劑添加到曝氣池中去除或抑制絲狀細(xì)菌。助沉法指混凝劑放入曝氣池中以增加污泥的比重，增強(qiáng)二沉池污泥的沉降性能。二是從工藝調(diào)節(jié)方面。從工藝運(yùn)行方面，針對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題對(duì)其進(jìn)行調(diào)控和改進(jìn)。由于曝氣池中溶解氧含量低導(dǎo)致污泥膨脹，則需要增加曝氣池的氧氣供應(yīng)。由于進(jìn)水有機(jī)質(zhì)少較低所導(dǎo)致的污泥膨脹，可以加大進(jìn)水量增加有機(jī)負(fù)荷。由于pH處于異常波動(dòng)范圍所導(dǎo)致的污泥膨脹，需要把控進(jìn)水變化。由于曝氣池中缺少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而導(dǎo)致的污泥膨脹，按照營(yíng)養(yǎng)比例計(jì)算出投加量。由于水溫較高所導(dǎo)致的污泥膨脹，可以新增水溫調(diào)節(jié)設(shè)施。三是環(huán)境調(diào)節(jié)策略。改善污泥微生物的生長(zhǎng)環(huán)境，為菌膠團(tuán)細(xì)菌生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的環(huán)境，將絲狀細(xì)菌的數(shù)量控制在合理范圍內(nèi)。

2.2 對(duì)于污泥解體

曝氣池中出現(xiàn)任何異常情況都可能導(dǎo)致活性污泥生命活動(dòng)受到影響而發(fā)生解體[8]。解決污泥的解體問(wèn)題，首先確定污泥發(fā)生解體的原因，判斷方法是通過(guò)鏡檢觀察污泥的生物相，并觀測(cè)活性污泥的狀態(tài)。并且結(jié)合水量變化、污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行情況、檢查進(jìn)水口等采取相應(yīng)的對(duì)策。由于污水水質(zhì)異常波動(dòng)引起的解體則需要控制進(jìn)水流量，避免長(zhǎng)期超或低負(fù)荷運(yùn)行。由于污水中含有有毒物質(zhì)引起的解體，則引向事故池集中處理后應(yīng)查明來(lái)源。由于負(fù)荷低引起的解體，則減少曝氣供氧量。由于沖擊負(fù)荷引起的解體，則減少污水的進(jìn)水量或者使進(jìn)水速度較緩慢且均勻。由于C/N比失調(diào)引起的解體，則需要計(jì)算所需氮源的投加量。由于污泥老化引起解體，則應(yīng)在出水達(dá)標(biāo)的情況下，加大曝氣池的剩余污泥的排放量。由于絲狀菌膨脹引起解體，則參照污泥膨脹解決對(duì)策。

2.3 對(duì)于污泥脫氮上浮

污泥上浮會(huì)導(dǎo)致大量活性污泥流失，當(dāng)曝氣池中突發(fā)污泥上浮時(shí)，應(yīng)立即停止進(jìn)水判別原因，對(duì)突發(fā)上浮情況可以投加混凝劑，改善污泥沉降性能，靜置一段時(shí)間觀察情況。由于二沉池中的污泥齡較長(zhǎng)，使污泥處于缺氧狀態(tài)所導(dǎo)致污泥上浮，則增加污泥回流比。由于污泥在曝氣過(guò)長(zhǎng)，出水中硝酸鹽濃度過(guò)高，發(fā)生反硝化反應(yīng)所導(dǎo)致污泥上浮，則可以通過(guò)增加排泥。若觀察上浮污泥顆粒細(xì)小，則可以通過(guò)減小曝氣量。

2.4 對(duì)于污泥腐化上浮

污泥腐化通常伴隨著污泥變黑、產(chǎn)生難聞的氣味，此時(shí)需要增加污水中的溶解氧。減少污泥在二沉池中的停留時(shí)間，則需要及時(shí)排走剩余污泥或者清除死角。

2.5 對(duì)于泡沫問(wèn)題

當(dāng)曝氣池突發(fā)泡沫問(wèn)題，可以通過(guò)物理化學(xué)法去除，物理法包括噴灑水及人工或者機(jī)械清理?；瘜W(xué)法包括投加氧化劑和消毒劑。物理化學(xué)法簡(jiǎn)單且能夠快速消泡，但是無(wú)論物理法還是化學(xué)法無(wú)法從根本上消去泡沫，這種效果只是暫時(shí)性的。要從根本上解決泡沫問(wèn)題，則需要對(duì)泡沫的顏色和黏度進(jìn)行分類(lèi)，檢查泡沫的現(xiàn)狀，并采取適當(dāng)?shù)目刂撇呗訹9]。如果泡沫顏色是彩色。這類(lèi)泡沫是由于污水含有表面活性劑，則采取物理化學(xué)法或者投加消泡劑去除。當(dāng)泡沫顏色為棕黃色，泡沫較小且數(shù)量不多，并沿射線(xiàn)方向消散，污泥處于老化狀態(tài)。解決方案有：減少氧氣的供應(yīng)、加大排泥量，投加新鮮污泥，或者從構(gòu)筑物分流部分污泥。如果泡沫顏色是灰黑色泡沫，這類(lèi)泡沫很容易破裂，如果積累過(guò)多浮渣。活性污泥處于厭氧環(huán)境，會(huì)引起局部的厭氧反應(yīng)。則應(yīng)該加大排泥，或者加大曝氣量。如果泡沫的顏色是白色，若泡沫顏色較白且有色澤，黏稠且不易破碎，則應(yīng)降低負(fù)荷。若泡沫黏稠易破碎的，堆積性很差，泡沫色澤陳舊，僅發(fā)生局部積累，則應(yīng)該降低曝氣量。

3 結(jié) 論

自從活性污泥法引入國(guó)內(nèi)，經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)幾十年的發(fā)展，成為我國(guó)污水處理領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。但是，隨著我國(guó)工業(yè)水平的提高，對(duì)污水處理的要求越來(lái)越嚴(yán)格，暴露出活性污泥法在實(shí)際運(yùn)行中存在不足之處，現(xiàn)在迫切需要采取有效的方法措施去解決不足之處[10]。因此，需要我們對(duì)活性污泥法進(jìn)入深入的研究，只有不斷在活性污泥法中進(jìn)行創(chuàng)新，才能提高我國(guó)污水處理水平，并為污水處理領(lǐng)域更好發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。