大港油田炼油厂废水活性污泥膨胀控制措施

Posted 2023-01-15 菌胶团

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摘要：生化法对进水的有机物负荷要求比较严格 , 当进水条件突变时 , 易使活性污泥中毒而失去活性 ,并发生污泥膨胀。而炼油废水受生产情况的影响 , 水质、水量变化很大 , 因此使得生化处理设施的运行很不利 , 时常发生污泥膨胀 , 使污泥沉降性能恶化。针对这一问题 , 分析了造成污泥膨胀的机理和水质情况 , 并提出了相应的控制措施。

关键词：大港油田，生化法，活性污泥，膨胀，控制措施

活性污泥中的菌胶团细菌和丝状菌形成一个微生物共生的生态体系, 在这种共生关系中, 丝状微生物是一种不可缺的重要微生物, 其对于维持污泥絮体的结构稳定, 保证活性污泥系统高效稳定地净化污水起着重要的作用, 活性污泥中的丝状菌太高, 太低都不适宜实际运转, 絮凝体内丝状菌大量生长并伸出菌胶团之外时, 形成菌胶团外的网状结构, 此时妨碍菌胶团的絮凝和沉淀, 絮凝体内无丝状菌时, 菌胶团往往比较脆弱, 很容易被分裂成小的零碎的絮体, 出水浑浊。在丝状菌与菌胶团细菌平衡生长时, 不会产生污泥膨胀问题, 在活性污泥中菌胶团细菌占主导优势时, 污泥有着良好的沉降性能。只有当丝状菌生长超过菌胶团细菌时, 才会出现污泥膨胀。此时, 污泥的沉降性能变差, 出水水质恶化、浑浊。

在曝气池中的生态环境下, 有利于选择性地发展菌胶团细菌, 应用生物竞争机制抑制丝状菌的过度增殖, 从而控制污泥膨胀。

1膨胀原因

活性污泥法处理炼油废水后的水质不稳定, 主要是曝气池受来水的冲击, 使得活性污泥不能正常生长, 故不能平稳地处理废水。分析其原因有以下几个方面。

1.1 　冲击负荷

流入到污水处理系统中的废水浓度、组成以及流量等发生了急剧变化, 于是生化池中微生物的呼吸就会受到刺激, 如果供氧量不变, 则生化池中的DO 马上就会降低, 在这种情况下, 活性污泥中的微生物将对有限的DO 展开竞争, 在 DO 的消耗方面, 表面积比较大的丝状菌比菌胶团有利, 所以丝状物增殖, 而菌胶团衰减。总而言之, 在高负荷、低溶解氧状态下刺激了丝状菌的生长, 结果造成了污泥沉降性能的变化。

1.1.1 来水有机物含量 (COD) 高

石油炼制废水成分复杂, 有机物浓度高, 变化大。废水有机物的突变, 使原驯化好的并能降解其有机物的微生物减少或消失, 而降解另一些有机物的微生物增多或新的菌种出现, 这样又经过一段时间微生物才能适应。因此, 当进水有机物急剧变化, 絮状菌胶团细菌生长速率降低, 造成丝状菌生长占优势, 很容易使活性污泥受冲击, 菌胶团抵抗能力差, 而丝状菌胶团有很强的适应力, 最后诱发污泥膨胀。

1.1.2 　进水含油高

当生化池进水含油高于一定值 (一般为 50mg/ L) 时, 经过充氧与活性污泥混合, 油脂附聚在菌胶团表面, 影响细菌的供氧, 使细菌因缺氧而死亡, 并使活性污泥的比重降低, 因此曝气池进水含油应小于50 mg/ L , 活性污泥才不受冲击。

1.1.3 　进水含硫高

丝状菌与流水中硫化物及其它还原态硫化物有关, 这类细菌可以氧化简单有机化合物, 还能氧化还原态硫化物, 获得能量, 得到竞争优势, 引发硫丝菌为主的膨胀。

1.2 　矿生化池中营养关系出现较大失调

污水中的微量元素和营养物经常会影响到污泥的沉降性能, 而炼油废水中含有较多的 C (有机物) , 但缺乏 N 和 P两种元素。一般以尿素和磷酸盐为氮源和磷源。但处理设施没有自动投加 N、P的装置, 由人工直接投料无法保证均匀性, 造成了投料时浓度高, 然后很快下降趋近于 0 , 所以活性污泥总是处于营养不均匀的环境中, 难以发挥其应有的活性。

1.3 　溶解氧

菌胶团细菌只有在溶解氧比较充足的情况下(2 ～ 4 mg/ L) 才可能正常生长, 当溶解氧低于110 mg/ L , 菌胶团细菌受到很大抑制, 丝状菌却能很好地繁殖, 引发污泥膨胀。

1.4 　有毒物质

有毒物质对活性污泥的影响, 按其毒性作用分三个方面:
☆　仅对膨胀有关的丝状菌具有毒性作用的物质;
　☆　对凝聚性菌胶团有毒性作用的物质;
　☆　对丝状菌、凝聚菌胶团均有毒性作用的含糖

醛废水对凝聚性的菌胶团的毒性作用比丝状菌要强, 菌胶团抵抗能力弱, 因此受到衰减, 相对地丝状菌却占了优势, 结果将发生丝状菌性膨胀。

2 控制措施
　
☆　在污水处理场设酸碱中和罐与 pH 测定仪,保证使得生化池进水 pH 控制在 6～9 的范围内。当生化池 pH 小于 4 或大于 11 时, 多数情况下污泥失去活性, 甚至死亡。
　
☆　控制好温度是影响微生物生长与生存的重要因素之一。在一定温度内, 对微生物的代谢活动和生长繁殖有益, 超出此范围, 微生物的活动急剧下降, 甚至死亡。活性污泥适合温度为 15～35 ℃,超出45 ℃大部分污泥就要死亡。因此, 冬季寒冷地区应设加温设施。
　
☆　污水处理场应设有大容积的调节罐, 避免生化池遭受水力负荷的冲击。调节罐中设有收油装置。液位控制在50 %以下。
　
☆　控制好生化池前的均质罐的液位, 因为高液位会使均质罐缓冲水量的能力下降, 甚至丧失, 而低液位运行不仅均质效果差, 且易使油和均质罐底泥进入生化池, 造成活性污泥受冲击, 因此液位宜控制在50 %～70 %之间, 并且定期冲洗均质罐。

☆　合理投入营养盐。由于炼油废水中营养比例失调, 常常碳源充分而氮磷不足, 处理此类废水时须另外补加氮和磷, 应当设专门加药池, 搅拌均匀后以一定流速连续不断地投加到生化池内或浮选池出口。
　
☆　根据来水负荷及时调整溶解氧。如果溶解氧浓度不足, 在任何负荷下都可能发生污泥膨胀, 同样只要负荷足够高, 在任何溶解氧的条件下, 也可能发生污泥膨胀。因此, 一般DO应不低于2mg/ L。
　
☆　进生化池污水的含硫量应控制在 10 mg/ L以下。应加强汽提脱硫装置的监控管理, 避免高含硫污水对生化池活性污泥的冲击, 引发硫丝菌大量繁殖, 造成污泥膨胀, 甚至在短时间内造成菌胶团大量死亡。
　
☆　加完有关药剂并调整好营养关系后, 应闷曝2 h , 让活性污泥在自身重力条件下静止沉降 l h ,以利于污泥絮凝、吸附及沉降性能的恢复, 调整好进水量, 污泥回流量, 恢复正常运转。
　
☆　活性污泥在污水处理的过程中是不断增长的, 多余的活性污泥要及时排出, 以维持正常沉降比。
　
☆　由于在高负荷下, 微生物仅仅是储存和吸收有机物为内储存物, 还来不及将其氧化, 这样造成微生物特别是絮状菌胶团细菌生长速率的降低, 从而造成丝状菌生长占有优势。因此, 应将回流污泥在单独设置的曝气池内曝气, 让微生物将内储存的物质氧化, 从而使其具有最大吸附和储存能力。菌胶团细菌, 通过氧化获得能量与养料迅速增殖, 从而克服丝状菌膨胀。

参考文献
1 王凯军编著《活性污泥膨胀的机理与控制》中国环境科学出版社 , 1992 作者: 周光霞，马文美