一.概述

污水處理技術(shù)經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜，從單一功能到多功能，從低效率到高效率的發(fā)展。污水處理氧化溝、SBR工藝、A/O工藝等工藝得到開發(fā)和應(yīng)用。目前，在眾多污水處理技術(shù)中，活性污泥法被認(rèn)為是一種有效且廣泛應(yīng)用的生物處理方法?；钚晕勰喾ㄓ沙醭脸?、曝氣池、二沉池、曝氣設(shè)備和污泥回流設(shè)備組成。主要構(gòu)筑物為曝氣池和二沉池。

在活性污泥法的應(yīng)用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)污泥膨脹、污泥上浮和污泥起泡等問題。一旦運行中出現(xiàn)這些問題，就會降低污水處理的效率，出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。因此，用肉眼觀察活性污泥的顏色，聞活性污泥的氣味，觀察曝氣池的曝氣情況，可以在一定程度上反映活性污泥的健康狀況。通過光學(xué)顯微鏡觀察活性污泥中細(xì)菌、真菌、原生動物和后生動物等微生物的種類、數(shù)量、優(yōu)勢度和代謝情況，也可以從微觀角度反映生化系統(tǒng)的健康狀況。

第二，實驗

以廣州石化煉油污水廠高濃度串聯(lián)二級生化單元氧化溝活性污泥為研究對象。二級生化單元的組成如圖1所示。

觀察氧化溝活性污泥的顏色和性質(zhì)，觀察氧化溝和南沉淀池污泥的狀態(tài)；2008年4月1日至30日每天上午10: 00采集氧化溝混合污泥樣品500mL，測定污泥樣品的SV30，測定氧化溝活性污泥濃度，并對污泥樣品進行微生物鏡檢。每隔5天采集氧化溝水，測定氧化溝水和南沉淀池水的BOD5和COD次月記錄南沉淀池排泥前后的污泥池液位。

三。結(jié)果和討論

3.1現(xiàn)場觀察

用錐形量筒收集氧化溝泥水混合物進行觀察，污泥呈黃褐色，新鮮土壤的氣味略帶有機物，所以污泥外觀正常。

觀察氧化溝的池面，發(fā)現(xiàn)池面上有一些褐色的泡沫。這是因為氧化溝的污泥太老，污泥老化解體，絮凝污泥附著泡沫后上浮。

觀察南沉淀池，發(fā)現(xiàn)水面上有一些白色泡沫。這種現(xiàn)象有兩個原因。一是污水中的有機物，如表面活性劑、脂類化合物等，可引起放線菌的快速繁殖，導(dǎo)致生物泡沫浮渣的產(chǎn)生；其次，南沉淀池污泥局部缺氧，反硝化現(xiàn)象導(dǎo)致污泥上浮。這種情況可以通過測量南沉淀池進出水中的總氮來確定。

3.2微生物的顯微鏡檢查

活性污泥主要由活性微生物(Ma)、微生物自氧化殘余物(Me)、吸附在活性污泥上不能被微生物降解的有機物(Mi)和無機物(Mii)組成。

煉油污水廠氧化溝活性污泥微生物鏡檢結(jié)果如圖2a ~ d所示，A為活性污泥概貌圖，B為200倍觀察圖，C、D為400倍觀察圖。從圖A可以看出，污泥整體狀態(tài)是松散絮凝的，細(xì)菌的形狀已經(jīng)破碎，污泥活性不好。而且微生物分布分散，活性污泥中Ma比例較小，說明水體中具有凈化活性的微生物較少，抗沖擊能力差，翻泥容易造成系統(tǒng)崩潰。從圖C和圖D可以看出，活性污泥中沒有發(fā)現(xiàn)表明水質(zhì)凈化程度良好的輪蟲和其他微生物，但觀察到了較多的線蟲。線蟲的出現(xiàn)說明水質(zhì)凈化能力差。在污泥中還觀察到許多甲殼類動物(D-中心黑點)。大多數(shù)甲殼動物生活在低負(fù)荷狀態(tài)，通常出現(xiàn)在食物與微生物的比例小于0.1時，溶解氧較高，因此污泥趨于老化。大量的出現(xiàn)基本可以確定為低食微比。污泥的生物相檢測結(jié)果不理想，找不到凈化程度好的輪蟲等微生物。

3.3水質(zhì)分析

檢測氧化溝進出口、南沉淀池出水的水、BOD5、COD、氧化溝污泥濃度。結(jié)果如表1所示。

根據(jù)可生物降解性，廢水中的COD可分為兩部分，即可生物降解的COD組分(CODB)和不可生物降解的組分(CODNB)?；钚晕勰鄬ξ廴疚锏慕到庵饕ㄟ^生物降解和微生物吸附來完成。大部分CODB被活性污泥中的COD降解菌降解，小部分CODNB被活性污泥吸附。因此，在廢水的生物處理中，COD的去除率始終低于BOD5，導(dǎo)致出水的B/C比顯著下降，往往小于0.10(取決于廢水中CODB成分在COD中的比例)。因此，可以通過測量進出水的BOD5和COD來判斷生物處理系統(tǒng)的運行狀況。如果進出水B/C比變化不大，出水BOD值也高，說明系統(tǒng)運行不正常。另一方面，出水的B/C比下降得比進水快，說明系統(tǒng)運行正常。

除了4月4日出水B/C比穩(wěn)步下降外，其余三天B/C比變化不大，4月12日甚至從0.09上升到0.35?？梢?，氧化溝活性污泥降解污水中CODB成分的能力較差，運行狀態(tài)不理想。

3.4污泥性能

4月1日至30日，對氧化溝活性污泥濃度進行了測量，測量結(jié)果見圖3。

從圖3可以看出，4月份氧化溝污泥濃度穩(wěn)定在5000 ~ 7000mg/L之間，平均值為6083mg/L，4月份氧化溝的SV30為92%~96%，SVI指數(shù)由公式(1)計算:

SVI值為133～181ml/g，是判斷污泥沉降性能的重要參數(shù)。一般認(rèn)為，當(dāng)SVI值為100~150時，污泥沉降性能較好，但當(dāng)SVI值大于200時，污泥沉降性能較差。氧化溝的SVI值在133 ~ 181之間，說明污泥沉降性能不穩(wěn)定，氧化溝抗沖擊能力低。

根據(jù)表1中的污泥濃度、進水BOD5濃度和氧化溝容積，用公式(2)計算4天的活性污泥負(fù)荷，計算出COD和BOD5的去除率。計算結(jié)果見表2。

式中:Ls污泥負(fù)荷，kg cod(bo D5)/(kg mlss & # 8226；d)；q日取水量，m3/d；SCOD(BOD5)濃度，mg/L；v曝氣池的有效容積，m3；x污泥濃度，mg/l。

當(dāng)活性污泥處理系統(tǒng)在高BOD5污泥負(fù)荷條件下運行時，活性污泥的泥齡較短，降解單位質(zhì)量BOD5的需氧量較低。這是因為在高負(fù)荷條件下，一部分被吸收但未進入細(xì)胞的有機污染物隨剩余污泥排出。同時，在高負(fù)荷條件下，活性污泥的內(nèi)源代謝較弱，所以需氧量較低。相反，當(dāng)BOD5污泥負(fù)荷較低時，污泥齡較長，微生物對有機污染物的降解較深，微生物內(nèi)源代謝時間較長，使得單位質(zhì)量BOD5的需氧量較高?；钚晕勰鄳?yīng)保持正常狀態(tài)，BOD5的污泥負(fù)荷應(yīng)為0.2 ~ 0.3kg/(kg mlss & # 8226；d)可取。當(dāng)污泥負(fù)荷過高或過低時，活性污泥容易發(fā)生絲狀膨脹。

從表2可以看出，氧化溝污泥負(fù)荷過低會導(dǎo)致污泥的內(nèi)源呼吸和污泥本身的硝化作用，可能會增加COD，降低去除能力。從氧化溝對COD和BOD5的去除率可以看出，污染物去除能力較差，這與低污泥負(fù)荷造成的后果是一致的。其次，污泥負(fù)荷過低或過高都會造成污泥膨脹，因此需要加強污泥排放，控制污泥齡。

實驗記錄了2019年5月南沉淀池4次排泥量，根據(jù)液位變化和池容量計算排泥量。數(shù)據(jù)記錄見表3。

目前污泥齡的計算主要分為傳統(tǒng)污泥齡、瞬時污泥齡、動態(tài)污泥齡和實時污泥齡。由于不穩(wěn)定的污泥排放周期和污泥濃度，所研究的活性污泥系統(tǒng)被確認(rèn)為不穩(wěn)定的生化系統(tǒng)。計算污泥齡時采用Lawrence和Macatee模型，將污泥齡定義為微生物在曝氣池中的平均停留時間，粗略計算污泥齡。計算公式如公式(3)所示。

其中:θC污泥齡，d；(X)T曝氣池中的總污泥質(zhì)量，kg；每天從處理系統(tǒng)排出的活性污泥的(△ x/△ t) tMass，kg/d

剩余污泥濃度為1.0～1.2kg/m3，將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式:

其中5.406為5月1日至5月26日的平均污泥濃度，kg/m3，4000為氧化溝容積，m3。

泥齡明顯超過250天，屬于超長泥齡；超長泥齡有助于硝化作用，但也有污泥老化的風(fēng)險。由于系統(tǒng)不穩(wěn)定，平均泥齡只能用勞卡模型計算，與實際情況有一定偏差。

四。結(jié)論和討論。

顯微鏡檢查結(jié)果表明，氧化溝活性污泥絮體疏松，Ma過小，易分解破碎，未發(fā)現(xiàn)反映水質(zhì)良好的輪蟲等微生物。微生物的鏡檢結(jié)果不理想。在活性污泥中觀察到的甲殼綱動物指示的低污泥負(fù)荷與隨后計算的污泥負(fù)荷一致，線蟲指示的低污水凈化能力也與估計的COD和BOD5去除率一致。

根據(jù)4月份的計算，氧化溝進出水的B/C沒有明顯下降，證明氧化溝活性污泥降解污水中CODB成分的能力較差，運行狀態(tài)不理想。

氧化溝的SVI值在133 ~ 181之間，污泥沉降性能不穩(wěn)定，氧化溝抗沖擊能力低。氧化溝污泥負(fù)荷低導(dǎo)致污泥內(nèi)源呼吸，污泥自身硝化，COD去除能力降低。從氧化溝對COD和BOD5的去除率可以看出，有機物的去除能力較差，這與低污泥負(fù)荷造成的后果是一致的。

考慮到生化系統(tǒng)的排泥情況，可以認(rèn)為該系統(tǒng)是一個非穩(wěn)定單元。因此采用Lawrence和Macatee模型進行粗略計算，得出污泥齡大于250天。由于剩余活性污泥的濃度沒有準(zhǔn)確測量，計算結(jié)果與實際情況有些出入。

大部分污泥齡是作為初設(shè)時的設(shè)計參數(shù)，而不是運行狀態(tài)的衡量指標(biāo)。對于運行系統(tǒng)來說，更重要的是保持穩(wěn)定的污泥濃度，以獲得穩(wěn)定的有機負(fù)荷。在污泥濃度穩(wěn)定的情況下，計算污泥齡和確定污泥排放周期是有意義的。因此，目前更重要的是通過排泥或回流來調(diào)節(jié)氧化溝中的污泥濃度，以COD去除率和氨氮去除率為衡量標(biāo)準(zhǔn)，尋找更好的污泥濃度，確定更好的有機負(fù)荷。

從實驗結(jié)果可以看出，氧化溝活性污泥太老，污泥易絮凝，微生物少且易破碎，沉降性能差，抗沖擊能力差。進水水質(zhì)的微小波動或環(huán)境的波動都會給系統(tǒng)帶來沖擊，生存能力較弱的硝化細(xì)菌會崩潰。

活性污泥特性的分析不僅可以通過生物相檢測或化學(xué)指標(biāo)測定來衡量，還可以從多方面、多角度來衡量。生物相檢測的疑點可以在化學(xué)指標(biāo)測量中得到證實和解釋。污泥特性的分析對了解整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)非常重要，也是對系統(tǒng)中問題產(chǎn)生原因的微觀解釋，對脆弱的煉油污水工藝具有借鑒意義。(來源:中石化廣州分公司公共工程部)

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