满是泡沫不沉降的污泥 | 活性污泥生存指南
一、前言
摘要: 大型市政污水厂运行能耗统计中，提升输送系统及曝气供氧设备能耗约占60%以上，可见强化运营公司自身的能耗结构分析，评价运营公司的真实能耗水平，挖掘经济运行潜力，推进和支持提效降耗工作有很大的节约空间。
二、微生物培养
01、概念
★【原理】：活性污泥的好氧微生物是凝聚、吸附、氧化分解废水中有机物的生力军，其原理是生物降解。
★【活性污泥的形、色、嗅】
1、活性污泥外观似棉絮状，亦称絮粒或绒粒，有良好的沉降性能。
2、正常活性污泥呈黄褐色。供氧曝气不足，可能有厌氧菌产生，污泥发黑发臭。
3、溶解氧过高或进水过淡，负荷过低色泽转淡。
4、良好活性污泥带泥土味。
★【准备工作】
1、认真学习设计图纸资料及管理运行手册；
2、检查熟悉系统装备及管线阀门，指示记录仪表；
3、清理施工时遗留在池内杂物；
4、加注清水或泵抽河水作池渗漏试验，单台调试后联动试车，调好出水堰板至污水处理可正常工作。
02、培养方法
所谓活性污泥培养，就是为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件，即营养物，溶解氧，适宜温度和酸碱度。
★【营养物】：即水中碳、氮、磷之比应保持100∶5∶1。
★【溶解氧】：就好氧微生物而言，环境溶解氧大于0.3mg/l，正常代谢活动已经足够。根据经验，曝气池溶解氧浓度常需高于1-2mg/l控制。调试一般认为，曝气池出口处溶解氧控制在2mg/l较为适宜。
★【温度】：任何一种细菌都有一个最适生长温度，随温度上升，细菌生长加速，但有一个最低和最高生长温度范围，一般为10－35摄氏度，适宜温度为15－30摄氏度，此范围内温度变化对运行影响不大。
★【酸碱度】：一般pH为6－9。特殊时，进水最高可为pH 9－10.5，超过上述规定时，应加酸碱调节。
★【有毒或难降解工业废水培菌】：有毒或难降解工业废水，只能先以生活污水培菌，然后再将工业废水逐步引入，逐步驯化的方式进行。有些特殊水质菌种难于培养，还可利用当地科研力量，利用专业的工业微生物研究所培养菌种后再接种培养，只有特殊情况才用。
★【驯化】：在培菌阶段后期，将生活污水和外加营养物量，逐渐减少，工业废水比例逐渐增加，最后全部转为受纳工业废水，这个过程称为驯化。理论上讲，细菌对有机物分解必须有酶参与，而且每种酶都要有足够数量。驯化时，每变化一次配比时，需要保持数天，待运行稳定后（指污泥浓度未减少，处理效果正常），才可再次变动配比，直至驯化结束。
三、日常操作管理
01、二沉池污泥
主要观察二沉池泥面高低、上清液透明程度，有无漂泥，漂泥粒大小等。
★ 上清液清澈透明-运行正常，污泥状态良好；
★ 上清液混浊-负荷高，污泥对有机物氧化、分解不彻底；
★ 泥面上升-污泥膨胀，污泥沉降性差；
★ 污泥成层上浮-污泥中毒；
★ 大块污泥上浮-沉淀池局部厌氧，导致污泥腐败；
★ 细小污泥漂浮-水温过高、C／N不适、营养不足等原因导致污泥解絮。
02、曝气池
曝气池全面积内应为均匀细气泡翻腾，污泥负荷适当。
★ 运行正常时，泡沫量少，泡沫外呈新鲜乳白色泡沫；
★ 曝气池中有成团气泡上升，表明液面下有曝气管或气孔堵塞；
★ 液面翻腾不均匀，说明有死角；污泥负荷高，水质差，泡沫多；
★ 泡沫呈白色，且数量多，说明水中洗涤剂多；
★ 泡沫呈茶色、灰色说明泥龄长或污泥被打破吸附在泡沫上，应增加排泥；
★ 泡沫呈其它颜色，水中有染料类物质或发色物污染；负荷过高，有机物分解不完全，气泡较粘，不易破碎。
03、污泥观察
生化处理中除要求污泥有很强的“活性”，除具有很强氧化分解有机物能力外，还要求有良好沉降凝聚性能，使水经二沉池后彻底进行“泥”（污泥）“水”（出水）分离。
★ 【污泥沉降性SV30】是指曝气池混合液静止30min后污泥所占体积，体积少，沉降性好，污水厂SV30常在15－30％之间。污泥沉降性能与絮粒直径大小有关，直径大沉降性好，反之亦然。污沉降性还与污泥中丝状菌数量有关，数量多沉降性差，数量少沉降性好。
★ 污泥沉降性能还与其它几个指标有关，它们是污泥体积指数（SVI），混合液悬浮物浓度（MLSS）、混合液挥发性悬浮浓度（MLVSS）、出水悬浮物（ESS）等。
★ 测定水质指标来指导运行：BOD／COD之值是衡量生化性重要指标，BOD／COD>0.25表示可生化性好，BOD／COD<0.1表示生化性差。进出水BOD／COD变化不大，BOD也高，表示系统运行不正常；反之，出水的BOD／COD比进水BOD／COD下降快，说明运行正常。出水悬浮物（ESS）高，ESS>30mg/l时则表示污泥沉降性不好，应找原因纠正，ESS<30mg/l则表示污泥沉降性能良好。
04、曝气池控制主要因素
★ 维持曝气池合适的溶解氧，一般控制1－4mg/l，正常状态下监测曝气池出水端DO 2mg/l为宜。
★ 保持水中合适的营养比，C（BOD）׃N ׃ P＝100：1:5。
★ 维持系统中污泥的合适数量，控制污泥回流比，依据不同运行方式，回流比在0－100％之间，一般不少于30－50％。
四、常见异常与对策
01、污泥性状异常
污泥性状异常、污泥膨胀及其异常出水中悬浮固体(ESS)的多少会极大地影响到处理的效果。由于进水中SS大部分已通过格栅、初沉等预处理工艺而被去除，残留的少量SS在进入曝气池后被活性污泥所吸附并构成了污泥的组成部分，因此ESS实际上系由外漂的污泥所组成，ESS的多寡与活性污泥的沉降凝聚性能以及二沉池的运行工况有关。对正常的处理系统，ESS应小于30mg／L或仅占活性污泥浓度的0.5％以下，即曝气池中污泥质量浓度为2～4g／L时，ESS应为10—20mg／L。若超过这一限度，即说明污泥性状不良，其往往是因大块或小颗粒污泥上浮及污泥膨胀所致。
★ 【大块污泥上浮】
1、反硝化污泥
【原因】上浮污泥色泽较淡，有时带铁锈色。造成原因是曝气池内硝化程度较高， 含氮化合物经氨化作用及硝化作用被转化成硝酸盐，N03-N浓度较高，此时若沉淀池因回流比过小或回流不畅等原因使泥面升高，污泥长期得不到更新，沉淀池底部污泥可因缺氧而使硝酸盐反硝化，产生的氮气呈小气泡集结于污泥上，最终污泥大块上浮。
【改进办法】加大回流比，使沉淀池污泥更新并降低污泥池泥层；减少泥龄，多排泥以降低污泥浓度；还可适当降低曝气池的DO水平。上述措施可降低硝化作用，以减少硝酸盐的来源。
2、腐化污泥
【原因】腐化污泥与反硝化污泥的不同之处在于污泥色黑，并有强烈恶臭。产生原因为二沉池有死角，造成积泥，时间长后，即厌氧腐化，产生H2S，C02，H2等气体，最终使污泥向上浮。
【改进办法】消除死角区的积泥，例如经常用压缩空气在死角区充气，增加污泥回流等。对容易积泥的区域，应在设计中设法予以改进。
★ 【小颗粒污泥上浮】
小颗粒污泥不断随出水带出，俗称漂泥。
【原因】
1）进水水质，如pH值、毒物等突变，使污泥无法适应或中毒，造成解絮。
2）污泥因缺乏营养或充氧过度造成老化。
3）进水氨氮过高、C／N过低，使污泥胶体基质解体而解絮。
4）池温过高，往往超过40℃。
5）机械曝气翼轮转速过高，使絮粒破碎。
【改进办法】弄清原因，分别对待。在污泥中毒时，应停止有毒废水的进入；对缺乏营养、污泥老化和解絮污泥，需适当投加营养，采取复壮措施。
★ 【污泥膨胀】
【现象】在活性污泥系统中，有时污泥的沉降性能转差、密度减轻、SVI值上升。污泥在二沉池沉降困难、泥面上升，严重时污泥外溢、流失，处理效果急剧下降，这一现象称为污泥膨胀。它是活性污泥法工艺中最为棘手的问题。
【丝状细菌的生理特点】比表面积大、沉降压缩性能差；耐低营养；耐低氧；适合于高CAN的废水；某些丝状菌对环境有特殊的要求，如贝氏细菌、发硫细菌必须在废水含有还原性硫化物时才能大量生长。
【控制丝状菌污泥膨胀的方法】
1）采用化学药剂杀灭丝状菌
丝状菌因与环境接触表面积大，故对药物较为敏感，在加药剂量合适时，可做到既杀灭丝状细菌，又不至于过多地损伤菌胶团细菌，在丝状菌明显受到抑制后，即可停止加药，并投加营养，采取适当复壮措施。
常用的药物及剂量如下：
漂白粉量按有效氯为MLSS的0.5％-0.8％投加；投加液氯或漂白粉，使余氯为lmg/L时球衣菌经30min死亡；余氯为5mg／L时，球衣菌经120min死亡；加废碱液使曝气池pH值上升至8.5-9.0，维持一段时间后，镜检可见丝状菌萎缩、断裂。上述方法在生产中应用时，最好先通过小样试验，以确定合适的投加量。由于微生物具有较强的变异能力，在多次使用同一药物后，丝状菌往往会产生适应性，并导致方法的失败。
2）控制曝气池的DO
采用推流式(PFR)或序批式(SBR)活性污泥法，使污泥交替经过厌氧、好氧状态。菌胶团细菌能在厌氧、好氧交替的条件下摄取、转化和贮藏基质，从而竞争性地排斥了这一条件下该能力差的丝状菌。
3）调节废水的营养配比
对因缺乏N、P而引起SVI值上升、造成污泥膨胀的处理系统，需在进水中追加N／P。
综合上述，在污泥发生膨胀时，应及时改变曝气池中微生物所处的环境条件，在有两大类微生物——菌胶团细菌和丝状菌共存并相互竞争的污泥体系中，创造适合于菌胶团细菌生长的环境条件，使丝状菌得不到优势生长，以达到改善污泥沉降压缩性能、控制或预防污泥膨胀的目的。
02、生物泡沫及其控制
泡沫是活性污泥法运行中常见的现象。泡沫可分为两种，一种是化学泡沫，另一种是生物泡沫。
★ 【化学泡沫】化学泡沫是由污水中的洗涤剂以及一些工业用表面活性物质在曝气的搅拌和吹脱作用下形成的。在活性污泥培养初期，化学泡沫较多，有时在曝气池表面会形成高达几米的泡沫山。这主要是因为初期活性污泥尚未形成，所有产生泡沫的物质在曝气作用下都形成了泡沫。随着活性污泥的增多，大量洗涤剂或表面物质会被微生物吸收分解掉，泡沫也会逐渐消失。
★ 【生物泡沫】正常运行的活性污泥系统中，由于某种原因造成污泥大量流失，导致F／M剧增，也会产生化学泡沫。化学泡沫处理较容易，可以用水冲消泡，也可以加消泡剂。较难处理的是生物泡沫，它是由称作诺卡氏菌的一类丝状菌形成的。化学泡沫呈乳白色，而生物泡沫呈褐色，可在曝气池上堆积很高，并进入二沉池随水流走，产生一系列问题。首先，生物泡沫蔓延至走道板上，使操作人员无法正常维护。另外，生物泡沫在冬天能结冰，清理起来异常困难。夏天生物泡沫会随风飘荡，形成不良气味。
诺卡氏菌极有可能成为人类的病原菌。如果采用表曝设备，生物泡沫还能阻止正常的曝气充氧，使混合液Do降低。生物泡沫还能随排泥进入泥区，干扰浓缩池及消化池的运行。用水冲无法冲散生物泡沫，消泡剂作用也不大。因为诺卡氏菌产生于活性污泥絮体内部，尝试用氯解决，不能从根本上解决问题。增大排泥，降低SRT，有时稍有效果，但只能去除世代期长的那部分诺卡氏菌。生物泡沫控制的根本措施是从根源上人手，以防为主。
1）生物泡沫的产生条件
诺卡氏菌是形成生物泡沫的主要原因。这种丝状菌为树枝状丝体，其细胞中蜡质的类脂化合物含量高达11％，细胞质和细胞壁中都含有大量类脂物质，有极强的疏水性，密度小。诺卡氏菌在温度较高(高于20C)、富油脂类物质的环境中易大量繁殖。含油及脂类物质较多或初沉池浮渣去除不彻底的人流污水，易产生生物泡沫。夏天比冬天易产生生物泡沫。大部分诺卡氏菌世代期都在9天以上，故超低负荷的活性污泥系统中更易产生生物泡沫。
2）泡沫问题的诊断和控制
与污泥膨胀一样，当出现泡沫时，应认真观察分析，确认泡沫种类及产生原因，对症下药，否则起不到控制泡沫的作用。
★ 【现象一】
在曝气池表面产生白色的、黏稠的空气泡沫，有时出现较大的浪花。
【诊断程序】
如果在污泥培养过程中出现这种现象，则系正常情况，不必注意。随着污泥的增多，泡沫会自然消失。
在正常运行的活性污泥中，如果出现上述现象，应首先检查MLVSS是否降低了。如果由于二沉池出水造成污泥流失，导致MLVSS降低，则应分析流失原因并予以处理。如果由于排泥过量导致MLVSS降低，则应减少排泥。如果MLVSS未降低，则进行下述步骤。
检查污泥的耗氧速率SOUR。如果SOUR降低了，则说明污泥中毒，应分析中毒原因并采取处理措施。
如果某些曝气池中有泡沫而其余池子没有，则应检查各池之间的配水是否均匀，进入各池的回流污泥分配是否均匀。如果某一曝气池进入的污水多，而分配进去的回流污泥少，则该池易出泡沫。
★ 【现象二】
在曝气池表面形成细微的暗褐色泡沫。
【诊断程序】
检查系统的负荷是否太低，泥龄是否太长，排泥是否不足。该种泡沫一般系由污泥过氧化所致，一般不会发展到特别严重的程度，只有适当增大排泥，泡沫即可消失。
★ 【现象三】
脂状，暗褐色泡沫异常强烈，并随混合液进入二沉池。
【诊断程序】
检查混合液种是否有丝状菌。如果存在，多为由诺卡氏菌导致的生物泡沫。如果有条件，也可进一步辨认诺卡氏菌。此时，可以对产生的泡沫进行简单的清理，但主要精力应放在根源上。首先对上游油脂类废水的排放要加强管理，其次要加强初沉池浮渣的清除，特别是乳状浮渣。初沉池除去SS的功能以外，去除油脂类漂浮物质的功能应予以强化。另外，还应重视沉砂池的除油功能，适当调节曝气量，以利于油水分离。
