關(guān)于改良型氧化溝造紙廢水處理系統故障探討論文
1工藝流程
該系統采用先進(jìn)的改良型氧化溝工藝及射流曝氣系統。
2活性污泥法
2.1活性污泥法原理
活性污泥法是懸浮生長(cháng)型好氧生物法，活性污泥由好氧和兼性微生生物（包括細菌、真菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物）及其代謝的和吸附的有機物、無(wú)機物組成，具有降解廢水中的有機物的能力�；钚晕勰喾▋艋瘡U水包括吸附、代謝和固液分離三個(gè)主要過(guò)程，系統由氧化溝、二沉池及污泥回流設備組成。
2.2污泥的培養和馴化
采用接種培養法�；钚晕勰嗟呐囵B和馴化過(guò)程同步進(jìn)行。培養過(guò)程按兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段的任務(wù)是加快曝氣池活性污泥量的增長(cháng)，因而盡可能調整污泥的增長(cháng)在對數增殖期。首先將綜合廢水和清水按1:5的比例注入氧化溝，然后取固含量大于20%的濃縮脫水污泥接種于其中，悶曝3~5d；之后開(kāi)始進(jìn)水，同時(shí)連通二沉池。進(jìn)水方式由起初的間歇進(jìn)水逐步過(guò)渡至連續進(jìn)水，其間不斷調整加大進(jìn)水量至滿(mǎn)負荷運轉，在此階段不進(jìn)行排泥。按COD∶N∶P=350~500∶5∶1比例向進(jìn)水中添加尿素和磷肥，并通過(guò)逐步加大風(fēng)機開(kāi)啟程度和數量，DO（溶解氧）控制在1~2mg/L。經(jīng)過(guò)20d以上的運轉，污泥濃度增長(cháng)至5g/L，表明第一階段培養任務(wù)已經(jīng)完成。隨后開(kāi)始第二階段的污泥培養。本階段培養的主要目的是通過(guò)合理調節各環(huán)境因素，使微生物生長(cháng)處于減衰增殖期，以提高污泥的凝聚吸附能力，形成適宜的絮狀結構和保持良好的沉降能力。在此培養其間，不斷調整污泥回流比以保持曝氣池污泥濃度穩定在3~4g/L，DO控制在2~3mg/L。同時(shí)進(jìn)行鏡檢觀(guān)察，系統原生動(dòng)物數量逐步增多。優(yōu)勢種屬由起初的鞭毛蟲(chóng)、變形蟲(chóng)逐步過(guò)渡為草履蟲(chóng)、腎形蟲(chóng)、漫游蟲(chóng)等游動(dòng)型纖毛蟲(chóng)，并有少量后生動(dòng)物輪蟲(chóng)出現。此時(shí)，曝氣池活性污泥已培養馴化成功。
3問(wèn)題的相關(guān)描述和分析
3.1現場(chǎng)狀況描述
3.1.1集水池
現有集水池容積僅為600m3，不能起到調節水質(zhì)、水量的作用。當水量最大時(shí)，生產(chǎn)車(chē)間回用水量需求小，造成大量廢水外排；當水量最少時(shí)，好氧系統長(cháng)時(shí)間不能進(jìn)水，被前端直接回用，嚴重影響曝氣池內微生物的生長(cháng)和二沉池內的停留時(shí)間。
3.1.2初沉池
由于進(jìn)水量不穩定導致的.初沉池加藥量不能很好控制，故導致初沉池時(shí)而出水渾濁，并且出水含有大量泡沫。當含有大量懸浮物的出水進(jìn)入曝氣池，會(huì )導致曝氣池得到的污泥濃度要高于真實(shí)污泥濃度。過(guò)多的加藥量一方面影響曝氣池中微生物活性；另一方面過(guò)多的泡沫會(huì )被吹出來(lái)污染周邊的環(huán)境。
3.1.3氧化溝
巡視氧化溝，發(fā)現其表面存在大量茶色泡沫，并夾雜一些細小活性污泥絮體，如圖2，造成沉淀效果較差，推斷發(fā)生了污泥老化。結合鏡檢，看到污泥絮聚體較松散，也可推斷產(chǎn)生了污泥老化，導致食微比較低。由于進(jìn)水量過(guò)少，沉降過(guò)程出現活性污泥過(guò)多，絮體小，活性污泥色澤較深，進(jìn)而影響后續處理工程，特別是二沉池的出水水質(zhì)。
3.1.4二沉池
二沉池池內污水呈現淡黃色，水質(zhì)渾濁，二沉池與曝氣池產(chǎn)生的液面浮渣一樣。這是因為曝氣池產(chǎn)生的液面浮渣流入到二沉池中，且不斷積累使液面浮渣越來(lái)越多，進(jìn)而不斷影響二沉池出水的水質(zhì)。另外，二沉池發(fā)生漂泥現象，如圖3。浮泥由細小的污泥顆粒隨溢流水流出二沉池；漂泥時(shí)，二沉池出水渾濁。這說(shuō)明活性污泥的沉降性能不是很好，分析是因為污泥老化后溶解到水中所致，持續的上浮污泥可能會(huì )流出二沉池，對出水COD造成嚴重影響。實(shí)際化驗發(fā)現，當二沉池漂泥時(shí)，二沉池COD出水大于入水。這是由于二沉池污泥的長(cháng)時(shí)間停留，使得污泥老化溶解在水中，致使部分污泥絮體上浮，增加了COD的數值，污泥的沉降性能也會(huì )下降。
3.1.5污泥脫水
目前該廠(chǎng)現有的1臺帶式污泥脫水機，生化系統產(chǎn)泥量為10t/d，污泥處理能力為4t/d，長(cháng)期以來(lái)，二沉池污泥回流比較大，在進(jìn)水量沒(méi)有發(fā)生變化的情況下，曝氣池內的食微比過(guò)低，導致大量活性污泥自身溶解到水中，造成二沉池出水渾濁并呈現較高的色度。
3.1.6鏡檢
由于水站管理不當，在一次大水量進(jìn)水（約1800m3）之后，活性污泥幾乎全部死亡，大量漂浮于曝氣池、二沉池水面，鏡檢幾乎沒(méi)有微生物。
3.2問(wèn)題分析
3.2.1停機以及長(cháng)時(shí)間不進(jìn)水
目前污水處理廠(chǎng)由于停機及生產(chǎn)故障，以及制漿造紙車(chē)間排清水量較小，造成水站生化系統10d以上無(wú)法進(jìn)水，致使廢水處理單元因缺乏碳源（廢水）導致的微生物老化。長(cháng)期的不進(jìn)水，致使食微比低，沉降過(guò)程出現活性污泥過(guò)多、絮體小、活性污泥色澤較深，直觀(guān)現象氧化溝表面出現大量茶色泡沫。二沉池出水呈現淡黃色，水質(zhì)渾濁，且二沉池出水COD大于曝氣池COD。這是由于二沉池污泥停留時(shí)間過(guò)長(cháng)，污泥老化溶解在水中，致使部分污泥絮體上浮，增加了COD的數值，污泥的沉降性能也會(huì )下降。
3.2.2DO值
由于車(chē)間清水用量極少，大多采用初沉池一級回用，循環(huán)累積導致氧化溝進(jìn)水COD偏高，約2000mg/L，對微生物的生長(cháng)是極具影響的，表觀(guān)現象為進(jìn)水之后，在2臺風(fēng)機全開(kāi)啟的情況下，DO數值依然很低，高濃度的進(jìn)水負荷對微生物的沖擊很大。當制漿造紙車(chē)間正常運行后，廢水處理單元DO一直處于低迷狀態(tài)，在正常進(jìn)水的條件下，DO數值持續低于0.5mg/L，嚴重抑制微生物的生長(cháng)及降解能力。微生物對有機物的降解過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是對氧氣的利用過(guò)程，低的DO必定會(huì )影響有機物的去除效率和活性污泥的生長(cháng)。此外，低的DO一直被認為是引起絲狀菌污泥膨脹的主要因素之一。
3.2.3二沉池漂泥
當系統運行趨于穩定時(shí)，發(fā)現二沉池池面出現大量浮泥，二沉池出水中SS增多，取泥樣觀(guān)察化驗，發(fā)現污泥絮體細小，沉降性差，揮發(fā)性污泥比例降低。原因是污泥在二沉池停留時(shí)間太長(cháng)，在厭氧條件下發(fā)生了反硝化反應，有機物在曝氣池內生化降解不徹底，殘留在水中的BOD為反硝化提供了碳源，而反硝化作用產(chǎn)生的N2將污泥帶至水面。
4故障應對措施
�。�1）曝氣池表面出現較多茶色泡沫。發(fā)生該現象主要是曝氣池污泥濃度太高，泥齡太長(cháng)，或進(jìn)水濃度太低，污泥內源代謝加劇、自身氧化分解，絮狀污泥解體，沉降性差的細小無(wú)機污泥增多。解決方法：增加剩余污泥排出量，降低曝氣池污泥濃度，改善進(jìn)水水質(zhì)，必要時(shí)補充碳源。（2）二沉池出水渾濁，其中SS增多。出現該現象主要是污泥在二沉池中停留時(shí)間太長(cháng)，在厭氧條件下發(fā)生了反硝化反應。解決方法：加大污泥回流比以更新池底污泥，加強曝氣池管理。（3）其他操作條件相對變化不大，而曝氣池中DO持續低于設計值，增大風(fēng)量也難以提高。出現該現象主要是曝氣池中污泥濃度過(guò)高，進(jìn)水濃度高。解決方法：加大排泥，降低污泥濃度，調整進(jìn)水。隨著(zhù)微生物量的增加，逐漸增大曝氣量至設計要求。
5效果分析
經(jīng)過(guò)30d左右的調試及運行，取得了如下效果：（1）在氧化溝進(jìn)水COD為3000mg/L左右，出水COD可降至150mg/L以下，出水達到設計回用要求。鏡檢可明顯發(fā)現輪蟲(chóng)、鐘蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)等微生物，數量也在穩步增長(cháng)，而鐘蟲(chóng)和累枝蟲(chóng)是活性污泥系統運行良好時(shí)所出現的象征性微生物。（2）污泥濃度等指標均已達到設計值，MLSS維持在4000mg/L左右，SV30達到28%左右，SVI控制在65左右。而根據諸多水廠(chǎng)經(jīng)驗值[10]，SVI控制在50~150為正常值，對于工業(yè)廢水可以高至200�；钚晕勰囿w積指數超過(guò)200，可以判定活性污泥結構松散，沉淀性能轉差，有污泥膨脹的跡象。當SVI低于50時(shí)，可以判定污泥老化需要縮短污泥齡。（3）曝氣池DO問(wèn)題：在開(kāi)啟3臺風(fēng)機時(shí)，DO值就能保證在2.5mg/L以上，完全滿(mǎn)足微生物生長(cháng)的需要，并且曝氣池各處曝氣均勻，池內流態(tài)穩定，COD的去除率保持在92%以上，微生物對氧氣有極高的利用率，整個(gè)系統運行穩定。
6對污水處理系統正常運行的措施與改進(jìn)建議
�。�1）增設調節池，用于儲存多余廢水，從而調節曝氣池的進(jìn)水量。生產(chǎn)車(chē)間需盡早通知廢水處理站停機時(shí)間和期限，以便廢水處理站能夠提早安排并盡可能多貯存生產(chǎn)廢水供停產(chǎn)期間用。（2）測量曝氣時(shí)污泥沉降比并結合顯微鏡觀(guān)察活性污泥中微生物的狀況，防止污泥老化和污泥膨脹發(fā)生。（3）運行期間定期檢測曝氣池進(jìn)出口COD、DO、污泥濃度等指標，控制污泥回流比為20%~30%。根據現場(chǎng)觀(guān)察，進(jìn)水對氧化溝DO沖擊負荷較大，應嚴格監控DO量，并及時(shí)調節風(fēng)機風(fēng)量。（4）建議將剩余污泥排出。目前，將剩余污泥用于打漿，使得污泥中的有機物仍然留在系統中，無(wú)法排出。長(cháng)期下去，有機物便會(huì )再次回到污水中，從而使得污水的COD升高。（5）嚴格控制進(jìn)水SS，廢水進(jìn)入曝氣池前一定要經(jīng)過(guò)初沉池的初級沉淀處理。將進(jìn)入生化系統進(jìn)水水量逐漸控制在1000m3/d左右，以免進(jìn)水負荷過(guò)高，導致系統癱瘓。（6）對于二沉池中存在的老化污泥以及黑色腐泥漂浮，建議加大排泥，將老化污泥及黑色污泥置換出來(lái)，以免影響最終出水水質(zhì)。
作者:郗文君 張安龍 張帆 單位:陜西科技大學(xué)
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