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1. 污泥膨脹的狀況及危害

　　在膜生物反應(yīng)器中，隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，膜內(nèi)外表面都會(huì)受到不同程度的污染，致使膜過(guò)濾壓力上升，膜運(yùn)行周期縮短。

　　近年來(lái)，許多研究認(rèn)為，胞外聚合物是膜污染眾多因素中超重要的生物因素;尤其在污泥發(fā)生非絲狀菌膨脹時(shí)，胞外聚合物的濃度急劇上升，嚴(yán)重影響膜組件的正常運(yùn)行，而且使膜組件的更換周期縮短。

　　從分析我們可以看出，污泥膨脹對(duì)膜的污染的影響很大，直接導(dǎo)致膜的正常運(yùn)行周期縮短，進(jìn)而縮短了膜的更換周期，使該工程的經(jīng)濟(jì)效益大**扣(在本工程中膜組件的**約占總**的百分之三十)。

　　該工程運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)測(cè)定原水中BOD5，N，P的平均質(zhì)量比為100：3：4，在沒(méi)有采取任何措施的情況下，污泥的SVI值逐漸上升直至220mL/g，發(fā)生污泥膨脹，在SVI值逐漸上升的整個(gè)過(guò)程中，活性污泥的微生物種**生了變化，變化可分為兩個(gè)階段。

　　階段，在SVI從剛開始的80mL/g上升到170mL/g。這一過(guò)程中，絲狀菌數(shù)量逐漸增加并成為活性污泥中的優(yōu)勢(shì)菌種。絲狀菌之間的架橋作用干 擾了污泥絮體的凝聚和壓實(shí)，使得污泥的沉降性能惡化，SVI值上升。但是，這一階段持續(xù)時(shí)間較短，污泥膨脹并不嚴(yán)重，危害較小。

　　**階段，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，SVI值從170mL/g上升到220mL/g，并且不再繼續(xù)上升，SVI值維持在200 mL/g以上。這一過(guò)程中，絲狀菌的數(shù)量逐漸減少，出現(xiàn)了高含水率的粘性菌膠團(tuán)大量生長(zhǎng)的現(xiàn)象。當(dāng)SVI上升到220mL/g左右時(shí)，鏡檢時(shí)已觀察不到或 只有少量絲狀菌。菌膠團(tuán)**分泌的大量粘性物質(zhì)使污泥連成均勻的一片，阻礙了污泥絮凝體的下沉和壓縮，污泥的沉降性能嚴(yán)重惡化，發(fā)生了非絲狀菌膨脹。

　　當(dāng)發(fā)生污泥膨脹時(shí)，反應(yīng)池中可見(jiàn)云浪狀的污泥上浮，并陸續(xù)蔓延至全池。為此采取了一系列的診斷措施：測(cè)試了反應(yīng)池混合液出流的pH值以及混合液中的DO。測(cè)試結(jié)果顯示：混合液pH值穩(wěn)定在7.6左右，DO的質(zhì)量濃度約為2.73mg/L，均在正常范圍內(nèi)。

　　如前所述，進(jìn)水中BOD，N，P的平均質(zhì)量比為100：3：4，屬氮缺乏狀態(tài)。根據(jù)以上觀察到的現(xiàn)象及文獻(xiàn)綜述[3]，我們認(rèn)為導(dǎo)致污泥高粘性膨脹的原因與氮缺乏有關(guān)。

　　2. 污泥膨脹的控制

　　2.1 絮凝法

　　膨脹活性污泥的密度一般比水小，作為應(yīng)急處理措施，可考慮投加混凝劑，以改善其沉降性能。我們初步選擇了常用的高分子混凝劑——陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺和無(wú)機(jī)混凝劑——硫酸亞鐵進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

　　2.1.1 聚丙烯酰胺投加量與污泥沉降性能的關(guān)系

　　聚丙烯酰胺的投加對(duì)于污泥的沉降性能的改善有一定的效果，且存在一個(gè)超佳投加量，但是，效果不是很理想。筆者分析后認(rèn)為，該中水回用系統(tǒng)采用新型淹沒(méi)式 復(fù)合膜生物反應(yīng)器，曝氣量大、水力攪拌強(qiáng)烈，**起來(lái)的絮體顆粒容易遭到**，從而導(dǎo)致混凝效果不理想;當(dāng)投加量高于超佳投加量時(shí)，絮凝體除中和膠體的負(fù) 電荷以外，過(guò)多的正電荷又使膠體離子帶上正電荷而重新穩(wěn)定。

　　2.1.2 硫酸亞鐵投加量與污泥沉降性能的關(guān)系

　　陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺的投加效果受水力條件等因素的**不是十分理想，同時(shí)其單體有毒性、難降解，存在二次污染問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)效益較投加硫酸亞鐵差。

　　硫酸亞鐵價(jià)格便宜、使用簡(jiǎn)單，對(duì)膜及污泥沒(méi)有**影響，其對(duì)污泥密度的影響是有效的，但其不能從根本上解決營(yíng)養(yǎng)比例失調(diào)的問(wèn)題，所以只能作為應(yīng)急控制措施。

　　2.2 營(yíng)養(yǎng)鹽調(diào)整法

　　在污泥膨脹問(wèn)題的研究中，對(duì)污泥膨脹的恢復(fù)與控制是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。在該中水回用工程的運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，投加硫酸亞鐵后，沉降性能一度改善的活性污 泥在原有有機(jī)負(fù)荷條件下如停止投加，繼續(xù)進(jìn)行處理，則活性污泥的沉降性能就會(huì)逐漸惡化，三日后恢復(fù)到投加前的狀態(tài)。所以需要尋找一種在活性污泥膨脹后行之 有效的恢復(fù)控制方法。

　　運(yùn)行過(guò)程中我們對(duì)正在同時(shí)運(yùn)行的兩組膜生物反應(yīng)器進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)：組投加了充足的氮源，使其BOD5，N平均質(zhì)量比約為100：5;**組在投加了充足的氮源的情況下，我們同時(shí)提高了進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷，有機(jī)負(fù)荷(以CODCr計(jì))提高到2.0kgCOD/m3·d以上。我們發(fā)現(xiàn)，中污泥的SVI值降低到150mL/g以下時(shí)，組當(dāng)反應(yīng)器運(yùn)行的時(shí)間為一周左右;**組反應(yīng)器運(yùn)行的時(shí)間僅為三至四天。

　　實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：、解決因氮的缺乏引起的污泥膨脹的根本的解決方法是調(diào)整營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的比例。**、在保持營(yíng)養(yǎng)物比例適當(dāng)?shù)那闆r下提高有機(jī)負(fù)荷，可以縮短污泥的沉降性能**的時(shí)間。

　　2.3 其他控制方法

　　在污泥粘性膨脹超嚴(yán)重的情況下(用容器裝一些污泥，無(wú)論用什么方法污泥始終粘附在容器的表面)，可考慮適當(dāng)排掉一些膨脹的污泥，再重新取一些新泥，以減少多糖類物質(zhì)對(duì)污泥的覆蓋;同時(shí)增加水力停留時(shí)間，使沒(méi)有被完全氧化的有機(jī)物有足夠的時(shí)間被消耗掉。

　　由于原水中洗滌劑含量很高，加之曝氣強(qiáng)度較大，經(jīng)常出現(xiàn)白色、粘稠的泡沫，并且越積越多，當(dāng)污泥發(fā)生膨脹時(shí)，危害較大。2002年12月29日夜，由于 泡沫積累成為高達(dá)一米多高的泡沫山，致使污泥大量流失。經(jīng)過(guò)這次事故以后，我們除投加消泡劑以外，采取了水力消泡的方法。在反應(yīng)池上方安裝噴頭，用MBR 反應(yīng)器的出水對(duì)反應(yīng)池上部進(jìn)行噴淋，以控制膨脹污泥和泡沫對(duì)反應(yīng)器的危害，并已取得良好的效果。

　　3 結(jié)論

　　通過(guò)對(duì)中水回用工程近一年來(lái)運(yùn)行狀況的觀查與分析，總結(jié)起來(lái)有以下幾點(diǎn)值得注意：

　　①以**水為主要原水的MBR工藝在污泥膨脹期，可以采用硫酸亞鐵作為應(yīng)急投加混凝劑，超佳投加量為60mg/L，但因其不能從根本上解決營(yíng)養(yǎng)比例失調(diào)的問(wèn)題，所以只能作為應(yīng)急控制措施。

　　②對(duì)于該中水回用工程運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的污泥膨脹，根本的解決方法是調(diào)整營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的比例;同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，在保證營(yíng)養(yǎng)物比例合適的前提下，提高有機(jī)負(fù)荷可以 加速污泥沉降性能的恢復(fù)。工程實(shí)踐證明，通過(guò)以上措施我們成功的控制了污泥的高粘性膨脹。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，增加排泥以及增加水力停留時(shí)間也是有效的輔助措施。