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汙泥膨脹的機理及影響因素都有哪些?

关键词:河南汙水處理设备 來源:www.yuhanep.com 发布时间:2019-07-18 10:25

  污泥膨胀指污泥结构极度松散,体积增大、上浮,难于沉降分离影响出水水质的现象。基本上各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀,而且一旦发生难以控制,通常都需要很长的时间来调整。污泥膨胀的发生率是相当高的,在欧洲近百分之五十的城市污水厂每年都会有不同程度的污泥膨胀 河南发酵废水处理 发生,在中国的发生率也非常高。针对污泥膨胀,各方面的理论很多,但并不完全一致,甚至有很多相互矛盾,这给水处理工作者造成很大的麻烦。
  汙泥膨脹的機理及影響因素都有哪些?
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         1污泥膨胀特点     
  
  汙泥結構松散,質量變輕,沈澱壓縮性能差;SV值增大,有時達到百分之九十,SVI達到300以上;大量汙泥流失,出水渾濁;二次沈澱難以固液分離,回流汙泥濃度低,有時還伴隨大量的泡沫的産生,無法維持生化處理的正常工作。
  
  汙泥膨脹是生化處理系統較爲嚴重的異常現象之一,它直接影響出水水質,並危害整個生化系統的運作。來源:環保新課堂
  
  汙泥膨脹的發生率是相當高的,在歐洲近50%的城市汙水廠每年都會有不同程度的汙泥膨脹發生,在中國的發生率也非常高。基本上目前各種類型的活性汙泥工藝都會發生汙泥膨脹。汙泥膨脹不但發生率高,發生普遍,而且一旦發生難以控制,通常都需要很長的時間來調整。針對汙泥膨脹,各方面的理論很多,但並不完全一致,甚至有很多相互矛盾,這給水處理工作者造成很大的麻煩。
  
  2汙泥膨脹類型
  
  一、非絲狀菌膨脹
  
  非絲狀菌膨脹主要發生在廢水水溫較低而汙泥負荷太高的時候,此時細菌吸附了大量有機物,來不及代謝,在胞外積貯大量高粘性的多糖物質,使得表面附著物大量增加,很難沈澱壓縮。而當氮嚴重缺乏時,也有可産生膨脹現象。好文推薦:河南汙水處理工程水处理设备的涂层有哪些?
  
  因爲若缺氮,微生物便于工作不能充分利用碳源合成細胞物質,過量的碳源將被轉化爲多糖類胞外貯存物,這種貯存物是高度親水型化合物,易形成結合水,從而影響汙泥的沈降性能,産生高粘性的汙泥膨脹。非絲狀菌汙泥膨脹發生時其生化處理效能仍較高,出水也還比較清澈,汙泥鏡檢也看不到絲狀菌。非絲狀菌膨脹發生情況較少,且危害並不十分嚴重。
  
  二、非絲狀菌膨脹
  
  絲狀菌膨脹在日常實際工作中較爲常見,成因也十分複雜。影響絲狀菌汙泥膨脹的因素有很多,首先應該認識到的是活性汙泥是一個混合培養系統,其中至少存在著30種可能引起汙泥膨脹的絲狀菌。而絲狀菌在與活性膠團系統共生的關系中是不可缺少的一類重要微生物。
  
  它的存在对净化污水起着很好的作用。它对保持污泥的絮体结构,保持生化处理的净化效率,及在沉淀中起着对悬浮物的过滤作用等都有很重要的意义。事实也证明在丝状菌与菌胶团细菌 河南发酵废水处理 平衡时是不会产生污泥膨胀,只有当丝状菌生长超过菌胶团细菌时,才会出现污泥膨胀现象。
  
  3汙泥膨脹幾種理論
  
  (1)A/V假說:當混合液中基質收到限制或控制時,由于比表面積大的絲狀菌獲取基質的能力要強于菌膠團,因而菌膠團受到抑制,絲狀菌大量繁殖;
  
  (2)動力選擇性理論:以微生物生長動力學爲基礎,根據不同種類微生物具有不同的最大比生長速率和飽和常數,分析絲狀菌與菌膠團的競爭情況;
  
  (3)饑餓假說:將活性汙泥中微生物分爲三類,第一類是菌膠團細菌,第二類是具有高基質親和力但生長緩慢的耐饑餓絲狀菌,第三類是對溶解氧有高親和力、對饑餓高度敏感的快速生長絲狀菌;
  
  (4)存儲選擇理論:在底物風度的狀態下,非絲狀菌具有貯存底物的能力,而被貯存物質在底物匮乏時能夠被代謝産生能量或合成蛋白質。但是一些絲狀菌也具有底物貯存能力,底物貯存能力不能完全用來解釋汙泥膨脹機理;
  
  (5)氮氧化氮假說:CASEY提出低負荷生物脫氮除磷工藝的汙泥膨脹假說,如果缺氧區的反硝化不充分,導致好氧區存在亞硝酸氮,那中間産物NO、N2O就會抑制菌膠團的好氧細胞色素,進而抑制其好氧情況下的基質利用,相反一些絲狀菌只能將硝酸氮還原爲亞硝酸氮,因此不會在反硝化條件下胞內積累NO和N2O,絲狀菌就不會在好氧段被抑制,因而更具競爭優勢。亞硝酸與SVI有一定的正相關性。沈澱性能良好的汙泥粒徑分布較廣,且以球菌爲主,膨脹汙泥的粒徑大都在10μm以內,汙泥較爲細碎。
  
  4汙泥膨脹的影響因素
  
  1、溫度
  
  低溫有利于絲狀菌生長,Daigger等人發現10℃容易導致絲狀菌性汙泥膨脹,而汙水溫度提高到22℃則不容易産生汙泥膨脹現象;
  
  2、pH
  
  活性汙泥微生物適宜pH範圍爲6.5~8.5,pH小于6時,菌膠團活性減弱,生長受到抑制,但絲狀菌能大量繁殖,取代菌膠團成爲優勢種群,汙泥的沈降性能明顯變差並發生汙泥膨脹。pH值低于4.5時,真菌完全占優勢。
  
  3、DO
  
  低DO是引起丝状菌污泥膨胀的主要原因之一,若DO成为限制因子,菌胶团生长受抑制,而丝状菌因具有巨大的比表面积,更易获得溶解氧进行生长繁殖,在竞争中处于优势地位。具有低Ks的丝状菌 河南发酵废水处理 在低基质浓度下,具有比菌胶团高的比生长速率,这可以解释基质限制、溶解氧限制和营养物质限制引起的污泥膨胀现象。只要溶解氧成为限制,任何负荷下都会发生污泥膨胀。汙水處理中DO控制在2左右,太高太低都容易引起污泥膨胀。
  
  4、F/M
  
  低負荷情況下,由于絲狀菌具有巨大的比表面積,低Ks,其對碳源有較強的親和力,優先利用碳源,造成競爭優勢。低F/M經常出現在完全混合式曝氣池、大回流比的氧化溝(如卡魯薩爾氧化溝)、沿程分散進水曝氣池中;低負荷容易引發絲狀菌汙泥膨脹,高負荷容易引發汙泥粘性膨脹。
  
  負荷分布不均,好氧區一直處于低負荷運行狀態易造成絲狀菌大量增殖。Li等人對膜生物反應器內汙泥負荷參數的影響研究表明,當F/M<0.2kg/kg.d時,容易引發汙泥膨脹;Pan和Su等人將汙水通過好氧選擇器進入膜生物反應器,將F/M調整到0.4kg/kgd,有效的控制了汙泥膨脹;而Laitinen和Luonis等人則是利用缺氧選擇器,加強反硝化除磷作用,有效解決了汙泥膨脹。
  
  高有機負荷下,反應器內底物充裕,在這種情況中菌膠團比絲狀菌具有更強的吸附與存貯營養物質的能力,能夠充分利用高濃度的底物迅速增殖,具有較高的比生長速率,抑制了絲狀菌的生長,但是如果DO濃度不夠,在0.5mg/L以下,菌膠團在低溶氧的條件下增殖受到抑制,而絲狀菌由于其具有更大的比表面積,即使在低溶氧的條件下也能獲得氧,其增殖速率明顯高于菌膠團,發生高負荷低DO下的汙泥膨脹;低負荷下由于長時間缺少足夠的營養物質,菌膠團生長受到抑制,而絲狀菌具有較大的比表面積,其菌絲會從菌膠團中伸展出來以增加其攝取營養的表面積。
  
  由于研究者的研究背景和研究條件不盡相同,研究結果也很不一致尤其是關于有機負荷與汙泥膨脹關系的說法也比較混亂。高低有機負荷都可能引起汙泥膨脹,Ford和Eckenfeilder等人發現高低負荷下都可能發生汙泥膨脹,Palm等人認爲根據負荷不同,在任何DO濃度條件下都可能發生膨脹,Chudoba等人認爲即使對于推流式曝氣池,雖然沿吃長方向存在著高的濃度梯度,但在高負荷下也會發生汙泥膨脹。
  
  5、N、P營養物質
  
  通常認爲汙水中BOD5:N:P=100:5:1爲微生物的適宜比例。N、P含量不均衡的廢水,會引發絲狀菌與非絲狀菌膨脹,絲狀菌膨脹:有研究發現在缺N的情況下,由于絲狀菌具有巨大的比表面積,低Ks,其對N、P等營養物質有較強的親和力,優先利用營養物質,造成競爭優勢;非絲狀菌汙泥膨脹:BOD5/N爲100:3時,菌膠團未能有充分的N完成代謝,于是把有機物以高親水性的多糖胞外聚合物(EPS)的形式貯存在胞外。因此要降低進水C/N比。
  
  6、微量元素
  
  完全混合活性污泥法会助长丝状菌的过量生长,这可用痕量金属 河南发酵废水处理 缺乏症理论分析。由于丝状菌具有比菌胶团更大的比表面积,其在痕量金属含量不足时比后者具有更大的对痕量金属的吸附能力,从而抑制了菌胶团的生长。
  
  7、有毒物質
  
  当有毒工業廢水进入污水厂时,活性污泥中的微生物要出现中毒现象,Novak在对非丝状菌膨胀的研究中发现,菌胶团吸收污水中的有毒物质后,粘性物质分泌减少,生理活动出现异常,可能引起污泥膨胀。

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