王鳳祥,龍騰銳,郭勁松
自從1914年Aldern和Lockett首次發明活性污泥法處理污水技術以后,至今,活性污泥工藝得到了廣泛的應用,并產生一系列變形工藝,如階段曝氣、漸減曝氣、吸附再生、完全混合式、序批式等。且純氧曝氣、深井曝氣、粉末碳活性污泥法、AB工藝和A/O、A2/O等脫氮除磷工藝以及氧化溝等工藝也得到進一步發展。但是,不論是哪一種改進的活性污泥工藝,污泥膨脹是活性污泥法問世以來在運行管理中一直困擾人們的最大難題之一?;钚晕勰喾ǖ年P鍵技術就是活性污泥沉降性能的好壞,它直接影響出水水質。污泥膨脹發生很普遍,據報道,在美國60% ,德國50% ,意大利50%的污水廠存在污泥膨脹問題。我國的絕大多數活性污泥法工藝的污水廠,也不同程度地存在污泥膨脹問題。
1 污泥膨脹的概念及理論1. 1 污泥膨脹的概念污泥膨脹是活性污泥系統在運行過程中出現的異?,F象之一,定義為:由于某種原因活性污泥沉降性能惡化( SVI值不斷上升) ,造成二沉池中泥水分離效果差,污泥易隨出水流失,影響出水水質,從而破壞處理工藝的正常運行的現象。1. 2 污泥膨脹的理論由于污泥膨脹成因的多樣性,在一定程度上給人們研究污泥膨脹造成了困難。雖然有關污泥膨脹的假說很多,但是有些假說只能解釋特定條件下的污泥膨脹問題。自從Chudoba于1973年提出了選擇性理論后,該理論為學者們廣為接受并成為污泥膨脹研究領域中的主要理論。它是基于不同的微生物的生長動力學參數的不同而提出的。微生物的動力學參數可根據Monod方程式(式1)來確定。μ =μmax S / ( Ks+ S ) (1)式中:μ、μmax分別為微生物的實際和最大比生長速率(d -1) ; S為限制性基質濃度, mg/L; Ks為半飽和常數,mg/L。根據Chudoba提出的理論,具有低的Ks和μmax值的絲狀菌在低基質濃度下,
圖1 兩類微生物比增長速率與基質濃度/DO的關系另外,關于污泥膨脹的理論還有A /V假說、饑餓假說理論和積累—再生假說理論等等。2 污泥膨脹類型活性污泥系統中的微生物處于動態平衡之中,理想的污泥絮體沉降性能良好,絲狀菌和菌膠團之間相互競爭,相互依存,絮體中存在的絲狀菌有利于保護絮體已經形成的結構并能增加其強度。但是在污泥膨脹誘因的誘發下就容易發生污泥膨脹。污泥膨脹可以分為兩大類:絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹。前者是由于活性污泥中大量絲狀菌繁殖而造成的,大量的絲狀菌從污泥絮體中伸出很長的菌絲體,菌絲體之間互相接觸,起到架橋作用,從而形成了一個框架結構,支撐著污泥絮體,阻止了絮體的有效沉降。后者是由于菌膠團在特定的環境條件下分泌并積累大量高粘性物質,而高粘性物質的結合水高達380%,從而造成污泥比重減輕,壓縮性能惡化而引起膨脹。
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