大港油田炼油厂废水活性污泥膨胀控制措施

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*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, 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。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。