滑石粉应用于污泥膨胀的控制研究
摘 要: 丝状菌污泥膨胀是活性污泥法中一直困扰人们的难题。采用药剂法可使污泥膨胀在短时间内得到控制, 为查明污泥膨胀的原因赢得时间。试验以人工合成污水作为底物,利用间歇式反应器( SBR)通过投加滑石粉来研究丝状菌污泥膨胀的状况。结果表明, 采用滑石粉可增加污泥比重, 加固絮体的结构, 大大改善污泥沉降性能, 从而使污泥膨胀迅速得到控制。同时, 又不会对反应器出水 COD、 氨氮造成显著性影响。
关键词: 丝状菌; 污泥膨胀; 滑石粉 +污泥沉降比
污泥膨胀是生化处理系统较为严重的异常现象之一。大量的研究表明, 影响污泥膨胀的因素很多, 其机制也很复杂, 往往使得污泥膨胀的发生具有很大的随机性。污泥膨胀发生时, 污泥结构松散, 质量变轻, 沉淀压缩性能差; 污泥沉降比( SV值)增大, 有时达到 90%, 污泥指数( SVI)达到 300 以上。污泥膨胀阻碍了固液两相的正常分离, 污泥因在一定时间内不能彻底沉降而随出水大量流失, 引起出水水质的恶化和底物去除率的降低, 增大污泥处理和处置费用, 严重影响着污水处理工艺的正常运行, 甚至导致整个工艺过程的失败。因此污泥膨胀被称为“ 活性污泥法的癌症” 而日益受到人们的关注[1]。
随着我国生活污水与工业废水处理厂不断建设, 污泥膨胀问题将越来越突出。改变反应器的环境条件及处理工艺运行条件和投加药剂法是控制污泥膨胀的有效途径[2]。一旦污泥膨胀发生, 如果通过在运行中调控引起污泥膨胀的因子来控制污泥膨胀(如对低 DO引起的膨胀, 在运行中提高 DO)并使污泥的沉降性能恢
复到正常水平, 一般需要相当长的时间[2], 有时长达几个月, 而这期间由于出水悬浮物的增高及处理能力降低而使污水厂的出水难以达标排放。因此针对目前现状, 笔者采用投加滑石粉来控制污泥膨胀。该方法是一种有效的污泥膨胀控制技术, 其特点是一旦污泥膨胀发生, 能迅速有效地控制污泥膨胀。这就为查明污泥膨胀的原因赢得了时间。在污泥膨胀得到迅速控制及膨胀原因查明后, 再通过采取调控微生物生长环境的措施, 创造不利于丝状菌生长的环境, 避免膨胀再次发生, 从而保证污水处理厂的正常运行。采用滑石粉来迅速控制污泥膨胀的研究对于污水厂的运行管理有十分重要的意义及广阔的应用前景。
1 材料与方法
实验用水为人工配制的合成污水, 其成分及水质情况如表 1 所示[3], 为模拟实际生活污水的发酵作用,将所配污水放置 3 d 后使用。
试验装置有两台有效容积为 90 L的 SBR 主反应器, 以及 7 个有效容积为 3 L的 SBR 小反应器。 主反应器用来培养和驯化活性污泥, 再通过控制其运行参数使得污泥中的丝状菌过度繁殖, 使污泥产生丝状菌膨胀, 提供试验所需要的膨胀污泥。小反应器用于控制污泥膨胀的试验研究。主反应器以及小反应器容积不同, 但是它们的形状、 功能及操作方法均一致(见图 1)。
SBR 反应器为 PVC材料制作, 在反应器壁上的垂直方向设置一排间距 10 cm的取样口用以取样和排水, 底部设排泥放空管, 空气由空压机提供, 曝气器为微孔曝气头, 采用温控仪控制反应器内水温为 18～ 21℃, 在线检测溶解氧浓度。将一定量已膨胀的污泥和一定浓度的废水加入其中, 同时加入不同量的滑石粉, 曝气反应一定时间后,测定 SV、 出水浊度、 COD、 氨氮, 并镜检观察污泥形态。
2 结果与分析
经测定, 加药之前各小反应器污泥沉降比基本稳定在 82%左右, 出水浊度、 COD、氨氮分别稳定在 8.0 NTU、 34 mg/L、 2.0mg/L左右。
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