活性污泥法运行故障应对办法(1) 第一节:生化系统培菌启动困难应对 一、生化系统培菌启动困难概述 活性污泥法作为处理污水、废水中有机物最为经济的方法之一,在处理大流量含有机物的污水、废水中得到了普遍的运用,也是我们在市政排水处理中能够经常看到活性污泥法变形工艺的原因。 所有的新投产废水处理工艺都需要经历一个培菌过程,使新投产的废水处理生化系统构筑物内从无到有,培育适合该污水、废水处理厂相适合的菌种。由于微生物对生长环境要求较为严格,其生物相变化与环境变化也非常密切,所以,就整个培菌过程来讲,需要有详细的培菌计划和严格的培菌控制才能在最短的时间内完成培菌过程。培菌初期各工艺控制指标不能有效控制,菌种接种或自培菌时的微生物含量过低,不能有效的适应进水的冲击是培菌困难的主要原因。就这些影响因素分析如下。
活性污泥法运行故障应对办法(1)
第一节:生化系统培菌启动困难应对
一、生化系统培菌启动困难概述
活性污泥法作为处理污水、废水中有机物最为经济的方法之一,在处理大流量含有机物的污水、废水中得到了普遍的运用,也是我们在市政排水处理中能够经常看到活性污泥法变形工艺的原因。
所有的新投产废水处理工艺都需要经历一个培菌过程,使新投产的废水处理生化系统构筑物内从无到有,培育适合该污水、废水处理厂相适合的菌种。由于微生物对生长环境要求较为严格,其生物相变化与环境变化也非常密切,所以,就整个培菌过程来讲,需要有详细的培菌计划和严格的培菌控制才能在最短的时间内完成培菌过程。培菌初期各工艺控制指标不能有效控制,菌种接种或自培菌时的微生物含量过低,不能有效的适应进水的冲击是培菌困难的主要原因。就这些影响因素分析如下。
培菌成功的生化系统,各工艺控制指标都要求调整在参考值或经验值内的,但是培菌初期却没法做到这一点。因为培菌初期进水没有规律,浓度和水量变化大,营养剂没法做到确量的投加。这些冲击和异常环境的存在,是培菌阶段需要延长时间、强化培菌计划性的主要原因。
进水没有规律、出现间隔进水的话,每次间隔后的进水,都会对微生物的生长形成冲击,所以提倡保证连续进水。
进水浓度变化同样会对微生物造成冲击,使培菌效果降低,我们还是强调进水的有机物量要与微生物数量相协调,否则,过高的有机物浓度对刚接种时的活性污泥来讲有极强的抑制作用,初期表现为接种污泥多量死亡。虽然这一过程有利于优化接种污泥优势种群的繁殖发展,但是接种初期因为微生物对新环境的不适应,在培菌初期需要进行严格的进水控制。
营养剂的投加方面,由于微生物接种或自培菌初期微生物量不多,实际消耗营养剂的机会很少,为此常会出现营养剂投加过多的现象。这时容易在培菌初期出现藻类问题,继而在一定程度上导致对快速培菌的影响。
二、培菌过程及方法
活性污泥的培菌通常分为两种,即接种培菌和自培菌。接下来就分别对这两种培菌进行说明。
1.接种培菌
(1)接种培菌的优缺点。作为活性污泥的培菌过程来讲,接种培菌比较常用,主要是因为培菌耗时较短,有利于整个活性污泥处理系统尽快启动。为此,对能量的消耗就比较少,因为过度的延长培菌时间就会消耗过多的资源,特别是电能方面。
而其缺点主要表现在菌种的适应性方面。因为接种过来的菌种对新的污水、废水处理厂接收的污水、废水来讲是不适应的,为此培菌过后的一段时间内仍然有菌种不断优化的过程。这种优化的进展过程中,由于形成优势菌种需要时间,对去除率和系统稳定性方面存在一定的影响。与自培菌所培养出来的纯菌种相比,这是它的不足点。同时,接种过来的菌种常会将一些非正常菌种接种过来,给接下来的培菌及以后的稳定运行带来诸多影响,特别是接种污泥内含有的丝状菌体,如果被接种过来,危害很大,也很难彻底清除。所以,条件允许的话尽量自培菌,如果要接种的话,一定需要有经验的技术员对接种污泥进行显微镜观察,确认接种的污泥无异常的情况后,才能进行接种。此时的显微镜观察重点是丝状菌是否存在,我们认为就接种污泥来说,显微镜观察是绝对不能看到在菌胶团内有丝状菌的,即使是很少量的丝状菌。因为在原系统中的丝状菌没有爆发是受其所处的环境影响和限制的,但是到了新的环境中,尤其是培菌初期不适合正常微生物生长的时候,丝状菌会优势生长,这是我们不愿意看到的。另一方面,我们还要观察菌胶团的松散程度,往往过于细小松散的菌胶团不能适应新的环境,被接种后极易死亡,最后在不正确的培菌操作下导致培菌失败。这是因为,显微镜观察到的松散细小的菌胶团往往是活性污泥内存在较多惰性物质、活性污泥发生老化等不正常的低效活性污泥,所以在新的环境中极易死亡。
(2)接种培菌的过程及方法。概要性的来讲,就是将相近的污水处理厂回流污泥或脱水后的污泥运到准备启动的污水、废水处理现场,通过水泵或直接倾倒入生化处理池,再经过一系列培菌步骤完成对整个生化系统的启动。但是,接种的时候需要多少接种污泥、不同污泥的需求量是多少,都有一定的要求,接下来就接种污泥需要多少数量进行分析阐述。
接种污泥量的时候,需要说明一个接种的概念性问题,也就是到底投加多少量能满足新运行污水、废水处理厂的生化系统启动需求量呢?是1吨,还是2吨?其实这样的模糊回答从理论上来不太合适,因为需要考虑到待培养的活性污泥生化系统的规模。规模越大,理论上需要的接种活性污泥量就越大。同时,接种过来的活性污泥浓度和有效成分的量等也是很重要的影响因素。因此,在确认投加多少接种活性污泥时需要考虑很多影响因素:
1)对于直接拿相近污水处理厂回流活性污泥作为接种污泥的培菌,由于活性污泥脱离运行环境后,就中断了食物源和供氧源,所以需要在最短时间内将其运到培菌现场。由于回流的活性污泥浓度比生化池内的浓度要高1~2倍,所以,这在一定程度上节约了运输接种污泥的数量。通常投加量可以根据计算确认,以概要的食微比作为投加接种污泥量。通常概要食微比值控制在5-10,根据概要食微比的计算投加接种污泥量方式如下。
例培菌进水量控制1000t/d;有机物含量BOD=150mg/L;
接种来的活性污泥浓度MLSS=4000mg/L;那么,根据概要食微比(5~10)=(进水量×有机物含量)/(接种污泥量×接种污泥浓度);则接种污泥量=(7.5~15) t 。
以上是根据概要食微比计算值来确认投加接种污泥量,需要说明的是,这是一个概要食微比,忽略了诸如接种活性污泥的活性、日常波动水量水质情况等因素,但是活性污泥在培菌初期投人的接种活性污泥量可以有较大的偏差幅度,这和活性污泥的适应性有关。我们认为要活性污泥发挥有机物的高效去除率,需要相当严格的控制要求。但是在培菌初期,没有处理效率要求的情况下,微生物的增长对各控制参数的要求还是相对较宽的。所以对接种后的活性污泥运行参数的控制是关键,对接种活性污泥数量的准确性要求不高,毕竟微生物繁殖方式是倍数增长的。对于投加来自脱水机房的污泥饼作为接种污泥的,由于其是干污泥(含水率80%左右),相对投加比较方便,但是,其有效成分不高,活性也差,所以接种后的培菌速度低于直接接种回流活性污泥的速度;同时,由于来自初沉池、沉砂池的无机颗粒在脱水污泥饼中也有很多,这对活性污泥的培菌是不利的;另外,泥饼中的活性污泥部分由于在干污泥中,容易失去活性或处于休眠状态,为此接种后需要第一时间激活休眠的微生物。
投入量的确定方面,由于无效成分较多,所以需求量与接种回流活性污泥量相近,其有效成分的判断主要通过确认无机颗粒的流人量和活性污泥的流人量之比决定;另外,可以通过显微镜观察泥饼中的显微镜结构来判断活性污泥的有效成分含量。对于后者的观察方法,主要是将泥饼溶解后再进行显微镜观察,重点观察活性污泥菌胶团的成分数量所占的比重,能观察到超过5%即可作为合格的污泥饼进行接种。
接种污泥投入到生化系统池以后,就进入培菌初期阶段了,这个阶段控制是否得当,对后续的培菌成败及耗时具有重要的影响作用。
其中,首先要进行的是闷曝过程(所谓闷曝,即将曝气池的入口、出口、排泥都关闭,对静止不流动的池液进行曝气),为了通过全程足量曝气达到激活活性污泥活性的目的,这个过程需要24h左右。控制要点是不进水而仅仅进行足量全程曝气,随后组织低浓度低水量废水进入生化系统,并将曝气量降到能够保证整个生化池混合液DO值在2~3mg/L左右。
在随后的培菌过程中逐步提高进水量和进水浓度,增加幅度按平均分配原则在1个月内提高到正常处理水量规模,同时及时校正投入生化系统的营养剂含量。在第三周开始,需要进行适当的排泥,以置换掉活性污泥内的无机惰性沉淀物质。排泥控制应该少量多排为主,排泥量以保证排泥后活性污泥混合液内MLSS值不降低为原则。当维持操作指标1个月后,通常能够看到初具规模的活性污泥浓度了。纵观整个培菌过程,其实并不复杂,所以培菌操作人员应该放松心态应对整个培菌工作,其中确认好待处理污水、废水的水质、严格控制控制指标、重视培菌要求,那么我们完全可以在气温适宜的情况下提前完成培菌过程。
2.自培菌
活性污泥的培菌通常选用接种培菌的方法,主要是想求得最快的培菌速度,以完成培菌的工程任务,但是有很多时候不能使用接种培菌。这主要是因为:接种活性污泥需要在最短的时间内进行接种,以免出现死亡而影响接种效果,相是有时候受地理位置限制,无法及时方便的运输接种污泥的事件也是有的,这样就需要进行自培菌了;另外,对于一些特殊的污水、废水处理的活性污泥接种,往往很难找到合适的相同菌种,这样一来,接种过来的活性污泥往往会在新的环境中因为不适应而死亡,为了避免这样的情况发生,我们也需要进行自培菌。
(1)自培菌的优缺点。自培菌是在污水、废水的特定成分条件下来培养微生物,因此产生的活性污泥具有较好的针对性,所以,我们发现自培菌的微生物对污水、废水中的有机物降解效率要高于接种污泥的去除效率,这样的一个现象在培菌结束后的若干月中表现的较为明显。另外,自培菌的微生物对该污水、废水中的抑制物质的适应能力要明显强于接种的活性污泥所形成的微生物群落的适应性。
在运行上的缺点。如前所述,自培菌先期启动时需要投加大量的启动能源,特别是易降解的碳氢化合物,如甲醇、蔗糖、化粪池污水等。同时,因为微生物是从无到有培菌的,所以前期消耗的曝气能量较多。另外培菌初期,白色泡沫产量较多,对生化池周围环境有一定的影响。
(2)自培菌过程及方法。首先,让待处理污水、废水进人生化池,同时需控制好进人生化池的废水浓度和进水量,进水浓度控制在正常值的20%左右,进水量在开始的2天内是一次性注满生化池,同样开始进人闷曝阶段。自培菌的闷曝阶段要比接种培菌为长,约是2倍,即2天左右。原因在于自培菌的培菌初期基础很差,需要更高的活性激活。2天后结束闷曝即可同接种活性污泥的培菌方法一样进人正常培菌阶段。
由于自培菌阶段微生物启动的基础很差,所以较接种培菌的耗时来说会长2~3周左右。这是在培菌的时候需要注意的地方,其培菌开始到进人正常运行阶段的耗时需要有计划性的准备,否则一味加大进水浓度及进水量,反而会延长培菌周期
3.培菌各阶段对各控制指标的要求
培菌各阶段,控制指标是培菌成败和培菌耗时缩短的关键,我们在实际操作过程中要严格按照操作方法进行,特别是一些操作注意点,更是要严格遵守。下面对培菌的各要点分述如下:
(1)闷曝要求。前面已经就闷曝的原因进行了表述,根据其能激活休眠状态的微生物功能而言,我们可以明确的知道,当微生物被激活后是不需要闷曝的。但是非常的遗憾,很多调试人员不知道这一点,在整个培菌过程中始终进行闷曝,结果是培菌进行了半个月,却得不到任何微生物,甚至接种过来的活性污泥也消失了。那么,是什么原因导致这种情况的发生的呢?原因很简单,过度曝气的结果就是对活性污泥造成过度氧化,最终使活性污泥发生自分解而死亡。也许有的读者会问,我们在正常操作过程中过度曝气也没有发现活性污泥减少啊?回答这个问题,就需要考虑活性污泥正常阶段和培菌阶段的区别了。正常阶段的活性污泥,其整体性好,活性污泥世代繁殖的量相当庞大,对高曝气存在能够较好的通过整体效应加以应对;而培菌阶段,由于活性污泥数量少,基础差,繁殖基数少,所以耐受高曝气的冲击能力很差,特别是自培菌的时候,如果老是足量曝气的话,活性污泥被氧化分解的情况就会非常严重,以至于活性污泥分解繁殖的量抵不上被氧化分解的量,那么我们看到的就是活性污泥在高曝气状况下数量迅速减少了。
所以,我们一再强调,闷曝过后一定要将曝气量降下来,不要足量连续的曝气。这不但是浪费电能的问题,重要的是会延长培菌时间,特别是设计负荷远高于现有的实际负荷的情况下,这样的操作有可能导致培菌的失败。
(3)排泥要求。培菌过程中有时候会出现这样的问题,即整个培菌过程中不知道要排泥,他们觉得:我在培菌,要排掉了,岂不是白培养了?表面看起来,这样的说法很有道理,事实上是违背了活性污泥整个系统的规律性要求,即活性污泥排泥是为了置换掉陈旧的活性污泥,保持活性污泥的活性而进行的。同时,进人生化池的无机颗粒很容易在生化系统中积累,如不排泥,势必导致生化系统中所培养的活性污泥有效成分越来越低,最终出现有机物去除率极低的现象。
正确的做法是在培菌过程中,当出现较具规模的活性污泥浓度时,就需要进行适度的排泥了,通常将在生化池监测到的活性污泥浓度操作500mg/L作为培菌过程是否需要排泥的判断标准,那么排泥量如何控制呢?还是如前所说,控制排泥量大小以排泥是否会导致生化系统活性污泥浓度降低为标准。只要排泥后活性污泥浓度不降低,我们就认为排泥量正常,同时排泥方法力求多次连续均匀的排泥,不要一次性的大量排泥,因为这样很难控制尺度,往往会出现生化系统活性污泥浓度骤降的不可控情况发生。
(4)营养剂要求。活性污泥的培菌阶段,营养剂的投加要求和正常培菌一样,需要严格掌控,但是相对正常运行时投加营养剂的量而言是需要略高一点的,基本上要高过正常值的15%左右,目的也是在于为活性污泥的快速培菌启动成功提供必要的外围条件,同时也为活性污泥的培菌过程中快速增殖的活性污泥浓度提供必要的保证。为了确认这个结果,需要每天检测生化池的活性污泥浓度以及排放水中的氮磷含量,用以判断是否存在营养剂投加的短缺,具体把握尺度以排放水中磷含量不超过0.5mg/ L 、氨氮含量不超过5mg/ L 为参考依据。
以上是投加量方面的要求,另一个层面的投加方式也需要正确对待。我们在培菌初期往往遇到设施没有投用、运转药品没有购买到等统筹不足问题,以至于操作人员在投加营养剂是采用的是人工投加,这样一来,瞬间投加量会很多,而第二次投加前微生物会表现出营养剂短缺的现象。所以,我们要尽量避免人工投加营养剂,即使是必须要人工投加的时候,也尽量均衡的多次投加,也就是尽量模仿设备连续投加的方式。在这里反对一次性人工投加营养剂的原因是:作为活性污泥系统来讲,入流污水、废水进入生化池是有停留时间的,如果停留时间是4h的话,可以近似的认为投入到培菌初期生化系统中的营养剂在4h后没有被利用的部分也将流出生化系统。那么4h后的生化系统中的氮磷就所剩无几了,对于培菌来讲是不利的。同样的问题在补充外加碳源的时候,也要避免一次投加过量碳源。因为一次性投加过量的话,会产生对活性污泥的负荷冲击,前已说过,培菌初期应该避免冲击负荷的产生,否则会延长培菌总时间,对资源也是一种浪费。
4.培菌常见问题的处理
培菌过程中会遇到很多影响培菌效果的问题,特别是对于影响培菌时间、关系培菌成败等方面,需要我们发现问题的根源,并施以对策,才能够很好的应对。下面就对常见的培菌问题进行说明。
(1)培菌数周不见活性污泥形成。不能有效形成活性污泥菌胶团的问题,在培菌过程中还是比较常见的,究其原因可以从以下几方面进行分析:
1)接种失败。接种失败的原因也比较多,常见的是接种过来的活性污泥或泥饼内活性污泥已死亡,无法从休眠状态恢复过来。这主要是对接种污泥的活性确认不足,如接种污泥装车到投入待培菌生化池耗时过长,途中又没有进行必要的曝气;而对接种的污泥饼来讲,如果泥饼内含有过量的抑菌成分的话,同样泥饼中的活性污泥也会死亡。
应对策略是在接种时严格确认活性污泥的活性,并且再投入接种生化池前也确认一下活性污泥的活性,用以判断是否是有效的接种污泥。这主要是要缩短接种活性污泥的运输时间,以确保活性。同时运输途中还需要适当曝气。
2)曝气过度。曝气过度对活性污泥培菌来说是致命的,这也是培菌数周不见成效的常见原因。在刚形成的活性污泥菌胶团中,由于活性污泥基数小、初期絮凝能力差,所以在高曝气情况下容易形成过度氧化,对游离的细菌更是如此。培菌初期,由于没有形成规模菌胶团,所以游离细菌会很多,此时过度曝气将消耗氧化掉大量游离细菌,使得游离细菌无法在数量达到要求浓度时形成菌胶团,所以我们就无法过度曝气的环境下看到规模活性污泥被培养出来了。
应对策略是严格控制培菌阶段的曝气量,特别是防止过度曝气,通过检测生化池各部位的溶解氧值来判断曝气是否过度,以控制溶解氧值不超过3.0mg/L为宜
3)入流废水水质。若进入培菌生化系统的入流废水中有机物含量过低,活性污泥的培菌效果也会大大受限,特别是B/C低于0.3的时候。加之初期进水有机物含量一般不多,所以因为有机物浓度不足导致培菌没有成效也很常见,如进水COD值在100mg/L以下的时候,特别难以培养活性污泥。为此,我们需要向进流污水、废水中投加碳氢化合物,以补充底物浓度。
除了底物浓度不足导致培菌不见成效外,进水含有抑制物质也是培菌不见成效的原因。因为接种污泥通常对原有的处理水水质具备较好的适应性,而对新的环境中出现的新的待处理物质或者是部分本身具有抑制活性污泥生长的物质,培菌就显得相当困难,如重金属含量过高、无机类物质含量过高等。
当然,pH值控制不当,出现过高过低pH值的污水、废水进入培菌生化系统的话同样会导致活性污泥在培菌初期遭到重创而使初期培菌失败。因为pH值在6~9以外的话,对于初期培菌的生化系统来说,在还没有形成规模菌胶团的时候,如果接触超过4h的话,培菌就得从头开始。
应对策略是严格控制进流污水、废水水质状况,对于进水有机物浓度低的,需要增加底物浓度,如甲醇、砂糖、化粪池水等;对于pH值方面的变化,一要在物化段调整好,不要出现误操作而使过高过低的pH值污水、废水进入培菌生化系统;对于特殊污水、废水的入流,应该考虑到它的抑制性,尽量在培菌成功后开始进行。
但是培菌后期出现泡沫的话需要引起注意,这里指的培菌后期是前面已发生过白色泡沫,持续一段时间(3~4d左右)后消失了,随后的一周后显微镜观察到了菌胶团的形成,通过控制进水量及进水浓度以减少冲击。因为活性污泥培菌成功后,进行驯化的过程就比较有把握,否则,驯化不成,反而导致培菌失败或延长了培菌时间。
(2)培菌初期出现大量泡沫。培菌出现大量泡沫通常有两种情况:第一种情况是进水中有机物含量过高,在频繁的过曝气情况下容易出现大量白色泡沫;另一种情况是活性污泥培菌顺利,当初步形成菌胶团的时候,生化池中存在的游离细菌是最多的,这时在曝气情况下就会产生大量黏稠的白色泡沫。
应对泡沫问题,如果对周围环境影响过大的话,可以洒水灭泡,但是通常影响不会太大,一般泡沫现象在1周内会自行消失的,泡沫消失后,离形成菌胶团就不远了。那么,我们认为此时的活性污泥即进入培菌后期了,在这个时期如果产生大量泡沫的话,通常是出现了如下问题。
1)冲击负荷的存在。如果进入培菌生化池的污水、废水中有机物浓度突然增高,综合有机物浓度(指考虑浓度和水量关系)超过前期1倍以上的话,就会形成冲击负荷,和正常的活性污泥系统一样,那么在培菌生化池上会有大量白色黏稠泡沫产生。由于是培菌阶段,我们对这样的问题更应引起注意,调整进水量,以削减对培菌阶段活性污泥的冲击。调整依据是将进水有机物浓度与前期浓度进行比较,通过限制进水量来调整到恰当的综合有机物浓度。
2)有毒物质的流入。在培菌后期,如果进流污水、废水中含有对当前培菌活性污泥有抑制作用的化学物质,我们会发现培菌活性污泥非常容易死亡,直接表现是生化池出水变得异常混浊。这里的混浊与废水没有得到彻底处理表现的混浊不一样,是由于活性污泥发生解体后溶解或悬浮在放流出水中形成的混浊。判断要点是用显微镜进行观察,确认菌胶团的形态及非活性污泥类原生动物的数量、活性情况。
调整方面是需要严格掌握好进水水质状态,先期确认新增废水种类中化学物质的特性,特别是工业废水处理厂,新增废水种类是否会对活性污泥造成影响,可以通过采集培菌生化池混合液,在实验室通过小试确认对活性污泥的影响程度,可以的话还能通过小试得出目前状态下,培菌活性污泥对该化学物质的耐受限值,继而指导实际进入培菌生化系统的浓度及流量。
当然,洗涤剂和表面活性剂也能导致培菌生化池出现泡沫,但是,此时的显微镜观察不会发现菌胶团和非活性污泥类原生动物出现变化。而在生化池前段有水跃产生的位置,也可以看到泡沫产生,这是综合判断是否进水中含有洗涤剂、表面活性剂的一个重要参考方法。
(3)培菌阶段出水混浊。培菌阶段,总体来讲出水混浊是一个较长的正常过程,因为培菌阶段为了培菌需要,进水负荷控制始终是需要略高于正常值的,这也是培菌快速启动和缩短培菌时间的需要。观察出水是否混浊,我们可以运用SV的检测过程来判断,通过相同沉淀时间后的上清液浊度值来判断培菌过程的出水混浊度趋势,继而判断出水发展趋向。引起出水浊度异常的原因主要有:过度曝气、毒、惰性物质流人、负荷冲击、不排泥等。确定原因后我们可以有针对性地施以对策。
第二节:活性污泥驯化概述
对活性污泥进行驯化,目的是为了强化活性污泥对特殊污水、废水的处理,从而提高其抗特殊污水、废水的冲击能力,提高活性污泥对特殊污水、废水的去除效率。
那么,什么是特殊污水、废水呢?我们认为,污水、废水中的某一成分超过活性污泥在一定时间内的承受能力,能够导致活性污泥死亡或休眠的,如:重金属、染料、苯类、低有机物浓度等。
为了应对富含特殊成分的污水、废水,我们需要对活性污泥进行驯化培养。驯化培养按切入点不同分成两种方式。
1.自培菌阶段即开始驯化
自培菌阶段进行活性污泥的驯化,对后期的活性污泥高效处理特殊污水、废水中的抑制成分有明显的效果。但是,这种培菌方式也有它的缺点,就是培菌时间较长、消耗的能源较多。
具体的培菌步骤如下:
(1)开始的过程同正常培菌方式一样,也是进行2天的全程闷曝,随后系统进入正常的进水培菌阶段,在开始的10天内保持正常进水状态。
(2)当正常进水经过10天后,可以增加富含难降解或毒性物质的污水、废水进入培菌生化系统,但混合入流的比例需要严格控制,其比例控制在进流水中该类有毒或抑制物质的浓度接近国家排放标准为佳,这样的混合入流量需持续1周左右。
(3)含有有毒或抑制物质的废水流入培菌生化系统1周后,即可以逐步加大此类物质的浓度了,通常以每天1.05倍的浓度递増为基准。根据培菌的生物相变化确认混合入流的此类毒性或抑制物质浓度是否过大,通过显微镜观察的帮助可以进行有效的浓度修正。
(4)逐步增加浓度的过程需要一个较长的培菌时间,这是因为抑制物质的混合入流会对培菌活性污泥产生抑制,重要的是还会有积累过程,所以当积累的浓度达到一定程度后,会对培菌活性污泥发生强力的抑制作用,而这个过程我们很难提前检测到。为此,增加有毒或抑制物质的废水流入浓度切忌操之过急,投加后以为没事,但到了积累浓度爆发时,往往很难挽回对培菌活性污泥的影响。
(5)通常适当的增加难降解或毒性物质的污水、废水进入培菌生化系统的浓度后,活性污泥会自身调节而去被动适应。此时,活性污泥菌种也会自己发生筛选,保留下能耐受或处理难降解及毒性物质污水、废水的菌种。但是,在易降解有机物的供给方面我们也要把握好,为获得最快的培菌时间,需要适当提高易降解有机物的补充投加,主要是投加甲醇、化粪池出水等易降解物质。
(6)通常顺利的驯化培菌,在1~2月后即可培养出具有对该类入流废水特有的高处理能力的活性污泥了。
2.接种污泥培菌驯化
这里讲的接种污泥培菌驯化是指接种与本污水、废水处理厂具备相同水质成分的处理污水、废水厂的接种污泥,因为只有这样的接种污泥才能够在最短时间内适应特殊废水对培养的活性污泥的抑制和毒性冲击。
整个培菌过程如下:
(1)首先是到最近的处理相同水质的污水、废水处理厂去拖运回流活性污泥,经过显微镜观察发现没有丝状菌等不良微生物时,即可拖运到待接种生化池。
(2)在投入到生化池之前需要用显微镜观察接种活性污泥的活性,避免死亡的活性污泥投入到培菌系统中,以免浪费培菌能源。
(3)开始培菌后同样是闷曝1天,以激活接种的活性污泥。接种数量同正常接种培菌的参考接种量,当然,在运输和种源上比较顺利的话,多拖运点接种污泥,对接种还是有利的。
(4)闷曝后即进入正常的培菌阶段,同样,还是需要控制入流的特殊废水成分的浓度,按照起步浓度是该类惰性或抑制物质在国家排放标准的2倍左右为宜。
我们可以看到,这里的起步浓度比自培菌来驯化活性污泥的起步浓度要高,这主要还是接种的是对应的具备降解特殊污水、废水成分的已驯化适应的活性污泥。
(5)进入培菌正常阶段后,为了迅速提高活性污泥浓度,需要补充易降解有机物进行支持,同时,还是需要严格控制曝气量,不要过大,以免导致活性污泥被氧化而解体。
(6)通过1个月左右的时间,在规范的培菌步骤下,即可保证培菌过程顺利完成,达到正常的活性污泥浓度。
3.活性污泥途中驯化
活性污泥途中驯化是指活性污泥本来不具备处理或适应有毒或抑制物质的我们很难提前检测到。为此,增加有毒或抑制物质的废水流入浓度切忌操之过急,投加后以为没事,但到了积累浓度爆发时,往往很难挽回对培菌活性污泥的影响。
(5)通常适当的增加难降解或毒性物质的污水、废水进入培菌生化系统的浓度后,活性污泥会自身调节而去被动适应。此时,活性污泥菌种也会自己发生筛选,保留下能耐受或处理难降解及毒性物质污水、废水的菌种。但是,在易降解有机物的供给方面我们也要把握好,为获得最快的培菌时间,需要适当提高易降解有机物的补充投加,主要是投加甲醇、化粪池出水等易降解物质。
(6)通常顺利的驯化培菌,在1~2月后即可培养出具有对该类入流废水特有的高处理能力的活性污泥了。
2.接种污泥培菌驯化
这里讲的接种污泥培菌驯化是指接种与本污水、废水处理厂具备相同水质成分的处理污水、废水厂的接种污泥,因为只有这样的接种污泥才能够在最短时间内适应特殊废水对培养的活性污泥的抑制和毒性冲击。
整个培菌过程如下:
(1)首先是到最近的处理相同水质的污水、废水处理厂去拖运回流活性污泥,经过显微镜观察发现没有丝状菌等不良微生物时,即可拖运到待接种生化池。
(2)在投入到生化池之前需要用显微镜观察接种活性污泥的活性,避免死亡的活性污泥投入到培菌系统中,以免浪费培菌能源。
(3)开始培菌后同样是闷曝1天,以激活接种的活性污泥。接种数量同正常接种培菌的参考接种量,当然,在运输和种源上比较顺利的话,多拖运点接种污泥,对接种还是有利的。
(4)闷曝后即进入正常的培菌阶段,同样,还是需要控制入流的特殊废水成分的浓度,按照起步浓度是该类惰性或抑制物质在国家排放标准的2倍左右为宜。
我们可以看到,这里的起步浓度比自培菌来驯化活性污泥的起步浓度要高,这主要还是接种的是对应的具备降解特殊污水、废水成分的已驯化适应的活性污泥。
(5)进入培菌正常阶段后,为了迅速提高活性污泥浓度,需要补充易降解有机物进行支持,同时,还是需要严格控制曝气量,不要过大,以免导致活性污泥被氧化而解体。
(6)通过1个月左右的时间,在规范的培菌步骤下,即可保证培菌过程顺利完成,达到正常的活性污泥浓度。
3.活性污泥途中驯化
活性污泥途中驯化是指活性污泥本来不具备处理或适应有毒或抑制物质的污水、废水能力,但是在足够大的活性污泥浓度情况下,进流特殊废水的有毒及抑制成分的浓度不是很高时,活性污泥整体能够适应这样的冲击,继而被动驯化能够逐步耐受此类特殊污水、废水的高浓度值。
途中驯化是一个自然的过程,多见于本来企业并未使用有毒或抑制类物质。但是由于工艺改变等,导致生产线排放水含有特殊成分的污水、废水。由于所含有毒或抑制类物质的浓度较低,对活性污泥群体来讲影响不大,所以通过这样的方式对已有活性污泥进行驯化是比较可行的。因为它对系统的影响较小,也不影响出水。被驯化后的活性污泥同样具备处理此类特殊污水、废水的能力。
第三节:活性污泥浓度提升困难
很多时候我们需要或希望活性污泥具备较高的浓度,于是通过各种途径来提升活性污泥浓度,但往往效果不佳,提升困难。为了对这样的现象加以认识,给读者在原理上和实践操作中以指导,下面就主要分析方法汇总如下。
一、性污泥浓度提升困难概述
活性污泥浓度提升困难通常有如下两种情况。
1.活性污泥在没有达到其各项控制指标的情况下,浓度提升困难
这里指的活性污泥各项控制指标没有达到控制值的状态,主要是针对活性污泥控制指标中的SV30、MLSS、F/M值。以传统活性污泥法为例,通常控制的SV值在15%左右,MLSS值在1100~2500mg/L左右,F/M值在0.08以上。如果没能够达到这些指标的控制参考值,我们认为活性污泥是有调整提升能力的,也是有必要提升活性污泥浓度的。
2.活性污泥在符合各项控制值要求的情况下,浓度提升困难
对于活性污泥各控制指标符合工艺控制参考要求的,如果发现活性污泥浓度提升困难,需要重点分析是否有必要对活性污泥浓度进行提升。因为得到优良的污水、废水处理效果是我们处理污水、废水的主要目标,工艺控制各指标值是否正常决定了生化处理系统能否发挥高效运转的能力,如果这些控制值在正常范围内,我们认为没有必要调整和提升活性污泥浓度。
二、活性污泥浓度提升困难原因及应对方法
活性污泥浓度提升困难原因很多,通过控制活性污泥运行的各工艺指标我们能够发现活性污泥提升浓度困难与这些指标的关系密切,主要有如下原因。
1.曝气过度,溶解氧值控制过高
曝气过度对活性污泥浓度提升的影响主要表现在活性污泥提升过程中产生的游离细菌容易被过量的曝气所氧化,这使得活性污泥浓度无法进一步提升。为此,保持合理的曝气量,就需要操作人员经常进行确认了,而且确认的曝气效果是整个生化池范围内的溶解氧值。
2.营养剂投加不足
营养剂的投加在活性污泥培菌和正常运行阶段都是非常重要的。营养剂作为细胞的组成必要元素,是绝对不能缺少的,否则连基本的菌胶团形成都会受到抑制。为了能够有效保证营养剂的合理量投加,通过对出水水质的营养剂残余检测来判断营养剂投加是否充足比较有效,当然,通过理论计算的营养剂投加量也可以参考,只是需要意识到在提升活性污泥浓度的时候,也需要将营养剂投加量一起跟上,否则出现营养剂投加不足的现象时就会对活性污泥的正常功能代谢产生影响。
3.进水底物浓度太低
活性污泥的生长繁殖所需要的能量来自污水、废水中的有机物,而污水、废水中的有机含量决定了能够支持多大群落的活性污泥总量。通过这个基本原理,我们知道,活性污泥的浓度不能一味向上提升,而是受底物浓度总含量的限制。所以,在需要提高活性污泥浓度的时候,第一个需要弄清楚的是为什么要提高活性污泥浓度,没有目的性的提升活性污泥浓度是没有必要的。因为,将活性污泥浓度维持在动态平衡的时候,此时的活性污泥浓度与进水底物的浓度是相适应,如果毫无目的的提高活性污泥的浓度,就会出现底物浓度跟不上、活性污泥浓度无法提升的现象。同时,长时间为提升活性污泥浓度而不排泥的话,我们会发现活性污泥会进入老化阶段,以至于会进一步降低活性污泥的浓度。为此,需要提高活性污泥浓度的话,在底物浓度不变的情况下,活性污泥浓度能够维持的一个高点就是它的最高限值,如果要超越这个最高限值就需要新增底物浓度来达到活性污泥浓度的进一步提升。
通常,越是发现底物浓度低就越想提高活性污泥浓度,比如进水中COD值只有10mg/L,这样的进水有机物浓度,很难培养出较好的活性污泥菌胶团形态。这时,操作人员多半觉得排泥太多,所以,培菌或正常运行时的活性污泥浓度控制过低。孰不知,这样的进水有机物浓度对活性污泥的规模量繁殖是相当困难的,特别是伴有进水流量不足时。所以,解决这样的问题只有增加底物浓度。否则,培菌或运行的结果就是活性污泥无法规模培养,所形成的活性污泥细小松散、活性差、原后生动物稀少。
4.进流水中含有过量的有毒或抑制类物质
难降解有机物或毒性物质的流入对活性污泥的正常繁殖有很大影响。应对这样的情况需要降低此类有毒物质的流入,对蓄积在活性污泥内有毒或惰性物质需要通过排泥及时排除,而不是降低排泥来提高活性污泥的浓度。另外,增加停留时间是应对惰性物质和难降解有机物的重要方法,很多难降解物质如苯类化合物、印染废水的染料等需要提高废水在生化系统的停留时间才能比较彻底的对其进行处理。
三、活性污泥浓度提升困难时对应各工艺控制指标的表现
活性污泥提升困难的时候,往往在活性污泥工艺控制的各项指标上得到体现,现就具体控制指标的表现说明如下。
1.溶解氧值
活性污泥浓度提升困难时需要确认溶解氧的控制值,当超过6.0x10mg/L时,可以认为这样的溶解氧长期存在的话就会对活性污泥的进一步增长产生抑制,即使是保持不变,在一定程度上也是困难的。不仅是因为曝气过度能够导致活性污泥被自氧化,更重要的是,曝气过度导致的活性污泥絮凝性降低会导致多量细小的活性污泥絮体流出生化系统,自然这样的现象会导致活性污泥浓度降低,也就更谈不上能够很快的提高活性污泥浓度了。
2.食微比值
在活性污泥提升浓度困难时,需要第一个确认的就是F/M值。如果这个值低于0.03的话,我们会发现即使不排泥也很难再提升活性污泥的浓度了,如果提升不上去而一味维持在高位,那么活性污泥会出现老化现象,进而导致液面浮渣产生,出水带有悬浮的解体颗粒。
3.营养剂投加不足
营养剂投加量是否充足,通过检测生化池出水的氮磷含量可以确认。需要控制出水含磷0.4mg/L、氨氮4mg/L即可,这样的出水监测到的含量就可以保证活性污泥增长所需的营养剂需求了。但是,当检测到的磷含量低于0.1mg/L、氨氮低于1mg/L时,我们认为,这样的浓度是不支持活性污泥浓度进一步提升的。
四、活性污泥浓度提升困难对策方法
就活性污泥浓度提升困难的对策方法,我们在充分知道造成提升困难的原因以后,应该说对策就不难确定了。只是需要明确在正常培菌阶段,活性污泥浓度到什么程度后才算是培菌完成呢?如果不明确这个问题,就会出现培菌操作人员仍然希望继续将活性污泥浓度提升的问题,结果是在多种限制条件的干扰下,活性污泥浓度提升困难,特别是当底物浓度供给受到限制时。
而在正常的活性污泥运行阶段,如果需要提升活性污泥浓度,原因必须要明确,即为什么需要在原有的基础上提升活性污泥浓度,如为了应对高有机物浓度进流废水的处理,我们就需要提高活性污泥浓度,但也是在高有机物污水、废水入流后再进行活性污泥浓度的提升。否则,提前通过不排泥来提升活性污泥浓度的话,往往是会发生活性污泥活性降低、抗冲击负荷能力下降等问题,究其原因是活性污泥在没有底物浓度配合的情况下,一味预先提高活性污泥浓度会导致活性污泥的老化,通常在1周左右即可表现出来。
所以,应对活性污泥浓度提升困难的问题,在明确为什么要提升活性污泥浓度这个概念后,再进行底物浓度的评判和诸如消除过度曝气、营养剂投加不足、有毒有害物质流入等措施。