摘要:介绍了许昌市污水处理厂的污泥膨胀情况。经过调查分析,后确认污泥膨胀是由微量金属元素缺乏所致。为此,采取了向配水、配泥井内投加微量元素混合液的措施,从而解决了污泥膨胀的问题。

关键词:污泥膨胀;污泥负荷;微量金属元素; SVI

1 污水处理厂概况

许昌市污水处理厂采用交替式氧化沟工艺(处理规模为8×104m3/d),其污泥负荷为0.096kg2BOD/(kgMLSS·d),MLSS为4000mg/L,污泥龄为35d,污泥回流比为62.5%,水力停留时间为14.2h。2000年12月经验收后正式运行,其进、出水的水质见表1。

2 污泥膨胀及其原因分析

2002年6月以来,该厂出水中的BOD和SS均超标,同时在氧化沟的水面上存在一定量的泡沫,镜检发现活性污泥中含有大量的丝状菌,SVI值平均为210mL/g,说明发生了污泥膨胀。根据水质分析记录,氧化沟好氧段的DO浓度在2.0mg/L以上,厌氧段的DO浓度在0.3～0.7mg/L之间,pH值在7.0～8.0之间,进水中N、P含量丰富。镜检时没有发现发硫菌、贝氏硫菌、球衣菌等在含硫化合物较多时大量繁殖的丝状菌,因此断定DO、pH和C、N、P营养比例以及含硫化物过多等都不是引起污泥膨胀的原因。笔者曾以为是污泥负荷太低(一直低于设计值)引起污泥膨胀的,因此采取了减小污泥回流比、降低污泥浓度、回流部分污泥浓缩池上清液等办法把污泥负荷提高到0.11kg2BOD/(kgMLSS·d)左右,并在此负荷下稳定运行了10d。但在测定SVI值时发现,SVI值的降低不显著(236～168mL/g),不能解决污泥膨胀的问题。所以负荷低也不是引起污泥膨胀的主要原因。

用原子吸收分光光度法测定污水中微量金属元素(钾、钠、镁、铁、锰、钴、铜、镍、锌等)的浓度时发现,铁含量为0.43mg/L,镍含量为0.037mg/L(远远低于活性污泥微生物的正常需要量)。研究表明,为保证微生物的正常代谢活动,污水中需含有一定数量的微量金属元素,这些微量元素对微生物的生长具有三方面的主要功能:一是作为酶活化剂;二是在氧化还原反应中起电子传递的作用;三是调节微生物渗透压。若生化反应中缺乏这些微量元素,则微生物酶的活性将降低,无法进行电子的转移,因而代谢反应便无法正常进行。在微生物体内有些金属元素(如钾、镁)的含量比较高,其他的则比较低。但在污水的生物处理过程中,为保证微生物的稳定性,这些元素均须以适当的含量存在于污水中。如果某一种或几种元素缺乏或者含量不足,就会限制微生物的正常生长,降低处理效率,同时会导致丝状菌大量生长而引起污泥膨胀。

3 控制措施和效果

经过分析确认,微量金属元素缺乏是该污水处理厂发生污泥膨胀的主要原因。为此,配制了含铁为2mg/mL、镍为0.1mg/mL的溶液,并用射流器投加在配水、配泥井中(与进水的投配比例为1∶1000)。同时增加DO、MLSS、SVI、COD、SS的日常测定次数。测定得到的SVI值见表2。

从表2可以看出,采取投加含微量元素溶液的措施后,SVI值由原来的200mL/g左右迅速降到70mL/g左右,污泥膨胀得到了有效控制,氧化沟内的泡沫也消失了。运行稳定后,出水的COD、SS均有所降低(都低于30mg/L),出水水质也达标了。

4 结论

通过对该污水处理厂运行状况的调查与分析,确认微量金属营养元素缺乏是污泥发生丝状菌膨胀的主要原因。为此,采取了投加含微量元素混合溶液的办法,有效地控制了污泥膨胀,使生化处理系统得以维持正常运行,并确保了处理出水水质稳定达标。从整个实践过程中可得出如下结论:

① 引起污泥膨胀的原因很多,要逐一分析、逐个排除,不能盲目地单单从负荷过低或负荷过高入手。

② 对于氧化沟来说,其能够在一定程度上避免由低负荷引起的污泥膨胀。

③ 微量金属元素是微生物生长的必要条件,如果微量金属元素缺乏,则生化处理系统不能维持正常运行,将会出现污泥膨胀等不正常现象。因此,投加微量元素是解决生化系统异常现象的一种可供选择的方法。