中水回用工艺MBR污泥膨胀控制对策

中水回用工艺（MBR）污泥膨胀控制对策摘要：文章讨论了中水回用工艺中膜生物反应器污泥膨胀的控制方法，通过实际运行发现，原水中氮的缺乏是污泥膨胀的主要愿因。MBR工艺在污泥膨胀期，可以采用硫酸亚铁作为应急投加混凝剂，但根本的解决方法是在增加有机负荷的同时调整营养物质的比例。工程实践证明，采取以上措施控制污泥膨胀是成功的。关键字：膜生物反应器污泥膨胀污水处理污水回用在膜生物反反应器中，由由于膜的高效效截留在作用用使微生物全全部留在反应应器中，而不不存在由于污污泥膨胀导致致的微生物大大量流失的问问题，因此MBR工艺被普遍遍认为能很好好的应对污泥泥膨胀。但在在实际使用中中一旦发生污污泥膨胀，将将对MBR工艺的运行行产生很大的的影响。本文文以天津大学学洗浴水处理理工艺为研究究对象，研究究了MBR反应器中污污泥膨胀的现现象及解决方方法。1处理设施概况况该工程原水水主要为天津津大学学生公公寓排放的洗洗浴废水，废废水水质及处处理要求见表表1。表1污水水质质及中水回用用标准项目CODCr(mmgL-1)BOD5(mggL-1)SS(mgL--1)LAS(mgLL-1)NH3-N(mmgL-1)洗浴废水200～4000100～2000150～35005～1510～15处理系统出水30～405～100～10.5～1.005～10中水标准≤50≤10≤10≤1.0≤20该中水回用用工程采用新新型淹没式复复合膜生物反反应器——生物接触氧氧化和膜生物物反应器结合合的处理工艺艺，工艺流程程见图1。MBR反应应器主要设计计参数：处理理水量为120m3/d，水力停留留时间（HRT）为6h，MLSS的质量浓度度为5000mmg/L，容积负荷荷（以CODCr计）为0.57--1.59kkgCOD//（m3·d）。2污泥膨胀的的状况及危害害在膜生物反反应器中，随随着运行时间间的推移，膜膜内外表面都都会受到不同同程度的污染染，致使膜过过滤压力上升升，膜运行周周期缩短。近年来，许许多研究认为为，胞外聚合合物是膜污染染众多因素中中最重要的生生物因素；尤尤其在污泥发发生非丝状菌菌膨胀时，胞胞外聚合物的的浓度急剧上上升，严重影影响膜组件的的正常运行，而而且使膜组件件的更换周期期缩短[4]]。图2膜过滤滤压力随时间间的变化从图2我们们可以明显的的看出，在发发生污泥膨胀胀的第65天至95天，膜的过过滤压力从0.01MMpa迅速上升至0.05MMpa。在采取控控制措施后，继继续运行了60天，膜的过过滤压力只上上升了0.0155Mpa，达到了0.0655Mpa而进行膜清清洗。由于污污泥膨胀的发发生，膜的清清洗周期从300天（膜的生生产厂家提供供的数据）缩缩短至150天左右。从以上的分分析我们可以以看出，污泥泥膨胀对膜的的污染的影响响很大，直接接导致膜的正正常运行周期期缩短，进而而缩短了膜的的更换周期，使使该工程的经经济效益大打打折扣（在本本工程中膜组组件的投资约约占总投资的的百分之三十十）。该工程运行行过程中，经经测定原水中中BOD5，N，P的平均质量量比为100：3：4，在没有采采取任何措施施的情况下，污污泥的SVI值逐渐上升升直至220mLL/g，发生污泥泥膨胀，在SVI值逐渐上升升的整个过程程中，活性污污泥的微生物物种群发生了了变化，变化化可分为两个个阶段。第一阶段，在SVI从刚开始的80mL/g上升到170mL/g。这一过程中，丝状菌数量逐渐增加并成为活性污泥中的优势菌种。丝状菌之间的架桥作用干扰了污泥絮体的凝聚和压实，使得污泥的沉降性能恶化，SVI值上升。但是，这一阶段持续时间较短，污泥膨胀并不严重，危害较小。第二阶段，随随着运行时间间的增加，SVI值从170mLL/g上升到220mLL/g，并且不再再继续上升，SVI值维持在200mmL/g以上。这一一过程中，丝丝状菌的数量量逐渐减少，出出现了高含水水率的粘性菌菌胶团大量生生长的现象。当SVI上升到220mL/g左右时，镜检时已观察不到或只有少量丝状菌。菌胶团细菌分泌的大量粘性物质使污泥连成均匀的一片，阻碍了污泥絮凝体的下沉和压缩，污泥的沉降性能严重恶化，发生了非丝状菌膨胀[1]。当发生污泥泥膨胀时，反反应池中可见见云浪状的污污泥上浮，并并陆续蔓延至至全池。为此此采取了一系系列的诊断措措施：测试了了反应池混合合液出流的pH值以及混合合液中的DO。测试结果果显示：混合合液pH值稳定在7.6左右，DO的质量浓度度约为2.73mmg/L，均在正常常范围内。如前所述，进进水中BOD，N，P的平均质量量比为100：3：4，属氮缺乏乏状态。根据据以上观察到到的现象及文文献综述[33]，我们认认为导致污泥泥高粘性膨胀胀的原因与氮氮缺乏有关。3污泥膨胀的控控制3.1絮凝法膨胀活性污污泥的密度一一般比水小，作作为应急处理理措施，可考考虑投加混凝凝剂，以改善善其沉降性能能。我们初步步选择了常用用的高分子混混凝剂——阳离子型聚聚丙烯酰胺和和无机混凝剂剂——硫酸亚铁进进行对比试验验[2]。聚丙烯酰胺投加加量与污泥沉沉降性能的关关系在处理水量量为50L/h的小试装置置中投加阳离离子型聚丙烯烯酰胺，使其其浓度分别达达到10、20、30、40、50和60mgg/L，污泥的SV值变化见图3。从图3中可可以看出，聚聚丙烯酰胺的的投加对于污污泥的沉降性性能的改善有有一定的效果果，且存在一一个最佳投加加量，但是，效效果不是很理理想。笔者分分析后认为，该该中水回用系系统采用新型型淹没式复合合膜生物反应应器，曝气量量大、水力搅搅拌强烈，聚聚集起来的絮絮体颗粒容易易遭到破坏，从从而导致混凝凝效果不理想想；当投加量量高于最佳投投加量时，絮絮凝体除中和和胶体的负电电荷以外，过过多的正电荷荷又使胶体离离子带上正电电荷而重新稳稳定。硫酸亚铁投加量量与污泥沉降降性能的关系系在处理水量量为50L/h的小试装置置中投加硫酸酸亚铁溶液，使使其质量浓度度在10至180mmg/L之间变化，污污泥的SV值变化见图4；投药前后后菌胶团状态态。图6投药后污污泥菌胶团状状态（100倍）从图4、图图5和图6中可以看出出，投加硫酸酸亚铁溶液后后污泥沉降性性能得到明显显改善，SV值下降了约约百分之十五五。但是超过过60mg//L后污泥沉降降性能没有进进一步的改善善，所以确定定实际运行时时硫酸亚铁的的投加量为60mg//L。按照市售售硫酸亚铁的的价格估算，在在投加应急混混凝剂期间，每每吨污水的处处理成本增加加约0.05元。在投加硫酸酸亚铁（60mg//L）前后，测测量混合液PH值从7.63降至7.07，对污泥活活性的负面影影响很小。综上所述，阳阳离子型聚丙丙烯酰胺的投投加效果受水水力条件等因因素的限制不不是十分理想想，同时其单单体有毒性、难难降解，存在在二次污染问问题，经济效效益较投加硫硫酸亚铁差。硫酸亚铁价价格便宜、使使用简单，对对膜及污泥没没有负面影响响，其对污泥泥密度的影响响是有效的，但但其不能从根根本上解决营营养比例失调调的问题，所所以只能作为为应急控制措措施。3.2营养盐调调整法在污泥膨胀胀问题的研究究中，对污泥泥膨胀的恢复复与控制是一一个十分重要要的环节。在在该中水回用用工程的运行行过程中发现现，投加硫酸酸亚铁后，沉沉降性能一度度改善的活性性污泥在原有有有机负荷条条件下如停止止投加，继续续进行处理，则则活性污泥的的沉降性能就就会逐渐恶化化，三日后恢恢复到投加前前的状态。所所以需要寻找找一种在活性性污泥膨胀后后行之有效的的恢复控制方方法。运行过程中中我们对正在在同时运行的的两组膜生物物反应器进行行对比试验：：第一组投加加了充足的氮氮源，使其BOD5，N平均质量比比约为100：5；第二组在在投加了充足足的氮源的情情况下，我们们同时提高了了进水有机负负荷，有机负负荷（以CODCr计）提高高到2.0kggCOD/mm3·d以上。我们们发现，中污污泥的SVI值降低到150mLL/g以下时，第第一组当反应应器运行的时时间为一周左左右；第二组组反应器运行行的时间仅为为三至四天。实际运行经经验表明：第第一、解决因因氮的缺乏引引起的污泥膨膨胀的根本的的解决方法是是调整营养物物质的比例。第第二、在保持持营养物比例例适当的情况况下提高有机机负荷，可以以缩短污泥的的沉降性能恢恢复正常的时时间。3.3其他控制制方法在污泥粘性性膨胀最严重重的情况下（用用容器装一些些污泥，无论论用什么方法法污泥始终粘粘附在容器的的表面），可可考虑适当排排掉一些膨胀胀的污泥，再再重新取一些些新泥，以减减少多糖类物物质对污泥的的覆盖；同时时增加水力停停留时间，使使没有被完全全氧化的有机机物有足够的的时间被消耗耗掉。由于原水中中洗涤剂含量量很高，加之之曝气强度较较大，经常出出现白色、粘粘稠的泡沫，并并且越积越多多，当污泥发发生膨胀时，危危害较大。2002年12月29日夜，由于于泡沫积累成成为高达一米米多高的泡沫沫山，致使污污泥大量流失失。经过这次次事故以后，我我们除投加消消泡剂以外，采采取了水力消消泡的方法。在在反应池上方方安装喷头，用MBR反应器的出水对反应池上部进行喷淋，以控制膨胀污泥和泡沫对反应器的危害，并已取得良好的效果。4结论通过对中水回用用工程近一年年来运行状况况的观查与分分析，总结起起来有以下几几点值得注意意：①以洗浴水水为主要原水水的MBR工艺在污泥泥膨胀期，可可以采用硫酸酸亚铁作为应应急投加混凝凝剂，最佳投投加量为60mg//L，但因其不不能从根本上上解决营养比比例失调的问问题，所以只只能作为应急急控制措施。②对于该中中水回用工程程运行过程中中出现的污泥泥膨胀，根本本的解决方法法是调整营养养物质的比例例；同时我们们发现，在保保证营养物比比例合适的前前提下，提高高有机负荷可可以加速污泥泥沉降性能的的恢复。工程程实践证明，通通过以上措施施我们成功的的控制了污泥泥的高粘性膨膨胀。同时我我们发现，增增加排泥以及及增加水力停停留时间也是是有效的辅助助措施。ControllMethhodsoofSluudgeBBulkinnginWaterrRecyyclinggProjject（MBR）Abstracct:InnthissartiiclewwedisscusstheccontroolmetthodoofsluudgebbulkinnginMBR,wwhichisopperateedforrtreaatmenttofbbathinngwasstewatter.AAfteranalyyzingtheinnformaationwhichharecolleectedfromtheooperattionccondittion,wecoomeinntoacconcluusionthatthebbalancceofthennutrittionhhasbeeenbrrokenistheeprimmaryrreasonnofaactivaatedssludgeebulkking.WeadddFesso4intootherreactoorinemerggency..Atllastwweimpprovetheccondittionoofacttivateedsluudgebuulkinggsucccessfuullybbytakkingtthefoollowiingmeeasurees.Adddingureaandmuunicippalseewageintotherrawwaater.Keyworrds:MMembraaneBiio-Reaactor,,wasttewateertreeatmennt,waastewaaterrreusinng,sluudgebbulkinng参考文献：[1]田田口广.活性污泥膨膨胀与控制对对策[M].北京：中国国建筑工业出出版社，1982..207—211.[2]严严煦世.范瑾初.给水工程[M].北京：中国国建筑工业出出版社，1999..254—276.