A2O 生物脫氮工藝 (反硝化- 硝化工藝、缺氧好氧工藝)是在工藝流程中設(shè)置缺氧(無氧或低氧區(qū))和好氧區(qū), 將化能養(yǎng)細(xì)菌的無氧呼吸(硝酸鹽還原)、有氧呼吸與化能自養(yǎng)細(xì)菌有機(jī)組合, 通過合理控制工藝參數(shù)(如泥齡、回流比), 使缺氧區(qū)和好氧區(qū)分別適應(yīng)于具有反硝化作用的好氧細(xì)菌、兼性厭氧細(xì)菌, 形成A2O 工藝。

一些研究與實(shí)踐表明,包含兩種不同營(yíng)養(yǎng)類型和呼吸類型特點(diǎn)微生物的功能,又具有脫氮功能。由于缺氧區(qū)內(nèi)呈無氧呼吸的兼性厭氧細(xì)菌的生化特性, 使一些較難降解的大分子有機(jī)物在無氧區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)化為低分子有機(jī)物,提高了廢水的可生化性。由于生物脫氮技術(shù)日趨成熟, 已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于發(fā)酵工業(yè)等產(chǎn)生的含氮有機(jī)廢水的處理。用 A2O 法處理含氮有機(jī)廢水過程中, 因連續(xù)進(jìn)水, 時(shí)常會(huì)出現(xiàn)多種異常情況, 使活性污泥隨二沉池出水流失, 增加了處理水中的SS, 降低了水處理效果。

下面介紹用 A2O 法在廢水處理中可能出現(xiàn)的幾種主要異�，F(xiàn)象及其防治措施。

1. 污泥膨脹引起的污泥上浮

首先根據(jù)污泥體積指數(shù)(SVl)判斷是否發(fā)生的污泥膨脹。如果 SVI 值很高, 就說明活性污泥的沉降性能不好, 污泥可能發(fā)生膨脹或者已經(jīng)膨脹。由于水處理廠的處理水質(zhì)不同, SVI的具體值會(huì)不盡相同。所以水處理的管理人員應(yīng)根據(jù)自己水處理廠的實(shí)際情況進(jìn)行總結(jié)。污泥膨脹原因主要是大量絲狀菌 (細(xì)菌中的鞘細(xì)菌, 以球衣菌和貝氏硫細(xì)菌為代表)在污泥內(nèi)繁殖, 使污泥松散、密度降低所致。真菌的繁殖也會(huì)引起污泥膨脹。正常的活性污泥具有良好的沉降性能, 其含水率一般在 98%～99%。當(dāng)污泥發(fā)生膨脹時(shí), 污泥就不易沉降, 含水率上升, 污泥體積膨脹。在沉淀池表現(xiàn)為上清液清澈, 透明度很高,但污泥界面卻很高, 在沉淀池可以看到活性污泥,甚至有的地方?jīng)]有上清液, 污泥隨處理水流失嚴(yán)重。活性污泥的主體是由細(xì)菌等形成的菌膠團(tuán)。與菌膠團(tuán)細(xì)菌相比, 絲狀菌和真菌生長(zhǎng)時(shí)需較多的碳素, 對(duì)氮、磷的要求則較低。它們對(duì)氧的要求也和菌膠團(tuán)細(xì)菌不同, 菌膠團(tuán)在溶解氧大于0.5mg/L 時(shí)能很好的生長(zhǎng), 而真菌和絲狀菌在低于 0.5mg/L 的微氧環(huán)境中, 也能較好地生長(zhǎng)。所以在供氧不足時(shí), 會(huì)引起絲狀菌、真菌的大量繁殖。菌膠團(tuán)生長(zhǎng)適宜的 pH 值范圍在 6～8, 而真菌則在pH 值等于 4.5～6.5 之間生長(zhǎng)良好, 所以 pH 值稍低時(shí), 菌膠團(tuán)生長(zhǎng)受到抑制, 而真菌的數(shù)量則可能大大增加。因此, 污水中如有機(jī)物質(zhì)較多, 溶解氧不足, 缺乏氮、磷等養(yǎng)料, pH 值較低情況下, 都可能引起污泥膨脹。此外, 超負(fù)荷、污泥齡過長(zhǎng)等, 也可能會(huì)引起污泥膨脹。

另一種情況是膨脹的活性污泥中并沒有大量的絲狀菌, 稱為非絲狀菌性污泥膨脹, 但含有過量的結(jié)合水。這種膨脹類型的活性污泥指數(shù)很高, 體積膨脹, 而使污泥比重減輕, 壓縮性能惡化。這種膨脹用顯微鏡分析鑒別非常簡(jiǎn)單, 其方法是在載玻片上將一滴黑色墨水與一滴曝氣池混合液混合, 在顯微鏡下觀察, 如果墨水不能浸透到菌膠團(tuán)中, 則發(fā)生的是結(jié)合水性污泥膨脹。

由此可見, 為防止污泥膨脹, 解決的辦法可針對(duì)引起膨脹的原因采取措施。如加大曝氣量, 或適當(dāng)降低 MLSS 值, 使需氧量減少等; 如污泥負(fù)荷率過高, 可適當(dāng)提高 MLSS 值, 以降低污泥負(fù)荷。污泥大量流失, 污泥膨脹是活性污泥法處理裝置運(yùn)行中的一個(gè)較難解決的問題, 污泥膨脹的原因很多, 甚至有些原因還未認(rèn)識(shí)清楚, 尚待研究。

2. 活性污泥解絮

污泥解絮在沉淀池的表現(xiàn)為處理水質(zhì)渾濁,沉淀池上會(huì)有死污泥上浮, 灑水后污泥不沉淀, 顏色和系統(tǒng)內(nèi)污泥顏色相同; 也有時(shí)在處理水中無明顯的活性污泥泥粒, 但 COD 值較高。

導(dǎo)致這種異常現(xiàn)象的原因有運(yùn)行中的問題,也有可能是原污水中混入了有毒物質(zhì)所致。活性污泥解絮后, 微生物量減少且失去活性, 其吸附能力降低, 絮凝體變小質(zhì)密, 處理水質(zhì)混濁, SVI值降低等。做生微鏡檢時(shí)可看到, 絮狀體明顯減少而且結(jié)構(gòu)比較散, 容易遭到破壞, 同時(shí)還可看到大量的輪蟲。由于污泥解絮產(chǎn)生了大量的污泥碎屑, 從而刺激了輪蟲的大量增殖。當(dāng)污水中存在有毒物質(zhì)時(shí), 微生物會(huì)受到抑制傷害, 凈化能力下降, 或完全停止, 從而使污泥失去活性。一般可通過顯微鏡觀察來判別是否已產(chǎn)生解絮, 并對(duì)原廢水水量及廢水的 C: N、回流污泥量、空氣量和排泥情況以及 SVI、MLSS、DO 等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢查, 加以調(diào)整。當(dāng)確定是污水中混入有毒物質(zhì)時(shí), 應(yīng)考慮這是新的廢水混入的結(jié)果, 需查明來源。

3. 污泥腐敗引起的污泥上浮

在沉淀池可能由于污泥長(zhǎng)期滯留而進(jìn)行厭氧發(fā)酵, 產(chǎn)生氣體附著于死的污泥塊上, 從而發(fā)生大塊污泥上浮的現(xiàn)象。它與脫氮反應(yīng)引起上浮的污泥所不同的是, 污泥腐敗變黑, 有臭味, 污泥攪碎后可能不會(huì)下沉。此時(shí)的污泥也不是全部污泥上浮, 大部分活性污泥都是正常地排出或回流到系統(tǒng), 只有在死角長(zhǎng)期停留的污泥才腐敗上浮。

防止的措施有: (1)在沉淀池上安裝擋泥板, 不使污泥外溢;(2)檢修刮泥機(jī), 消除沉淀池底部的死角; (3)對(duì)已上浮的塊狀污泥及時(shí)進(jìn)行打撈, 避免隨處理水流失, 影響排水水質(zhì)。

4. 脫氮反應(yīng)引起的污泥上浮

活性污泥在二沉池有成塊上浮的現(xiàn)象, 并不一定是由于腐敗所造成的。由于硝化池內(nèi)污泥齡較長(zhǎng), 如果進(jìn)入沉淀池的污泥含有較多的 NO3-, 在沉淀池內(nèi)產(chǎn)生反硝化, 硝酸鹽被還原, 產(chǎn)生的氮?dú)飧接谖勰嗌? 活性污泥的比重降低, 整塊上浮。由于脫氮反應(yīng)引起上浮的污泥經(jīng)攪動(dòng)后, 氣泡放出,污泥很快沉淀, 并且上浮污泥顏色和系統(tǒng)內(nèi)的活性污泥顏色一樣。

所謂反硝化是指在多種反硝化細(xì)菌的作用下, 先把 NO3-還原為 NO2-, 再把 NO2-還原為氮?dú)獾倪^程。反硝化作用一般溶解氧低于 0.5mg/L 時(shí)發(fā)生, 在有氧存在的時(shí), 該生物反應(yīng)就會(huì)受到抑制。經(jīng)過試驗(yàn)表明, 如果讓硝酸鹽含量高的混合液靜止沉淀, 在開始的 1 個(gè)小時(shí)左右污泥可以沉淀得很好, 但不久就可以看到, 由于反硝化作用所產(chǎn)生的氮?dú)? 在泥中形成小氣泡。

在測(cè)污泥沉降比時(shí), 只檢查污泥的沉降性能, 往往會(huì)忽視污泥的反硝化作用。這是在活性污泥法的運(yùn)行中應(yīng)當(dāng)注意的現(xiàn)象, 為防止這一異�，F(xiàn)象的發(fā)生, 應(yīng)采取加強(qiáng)脫氮池的管理, 減少進(jìn)入沉淀池的硝酸量, 或者增加污泥回流量及時(shí)排除剩余污泥, 降低混合液污泥濃度等措施。還有一種情況是曝氣池內(nèi)曝氣過度, 使污泥攪拌過于激烈, 生成大量小氣泡附聚于絮凝體上, 也容易產(chǎn)生這種現(xiàn)象。防止措施是將供給硝化池的空氣量控制在所需的范圍內(nèi), 避免過度曝氣。

另外一種情況是由于運(yùn)行不當(dāng), 造成沉淀池局部水力沖擊過大。在沉淀池表現(xiàn)為一部分出水口出水伴隨有活性污泥流出。隨出水流出的活性污泥顏色和性狀和系統(tǒng)內(nèi)的活性污泥一樣。一般發(fā)生這種情況的前提是活性污泥的沉降性能不好。解決辦法及時(shí)排泥和加大返泥量, 降低沉淀池污泥界面。

5 處理水SS濃度高造成處理水COD升高

一般認(rèn)為處理水SS濃度高是由進(jìn)水SS和活性污泥造成的。由于SS大部分不能被活性污泥分解利用, 只能以排放剩余污泥的方式排出去。所以進(jìn)水SS很高時(shí), 會(huì)影響處理水SS濃度升高, 最終造成處理水COD升高。當(dāng)SS來自廢水時(shí), 應(yīng)當(dāng)控制廢水生源的SS濃度, 有必要時(shí)可在廢水進(jìn)入系統(tǒng)前設(shè)置初沉池。SS來自污泥自身時(shí), 可能是由活性污泥絮凝性能差, 確認(rèn)SV30 和SVI 值, 觀察是否有絲狀菌的存在。檢查污泥在沉淀池的停留時(shí)間, 確認(rèn)進(jìn)水量和返泥量。

6. 發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)的泡沫問題

在硝化池中產(chǎn)生泡沫的主要原因是, 所給廢水中含有大量合成洗滌劑或其他起泡物質(zhì)。也有其它的原因, 如負(fù)荷過低、過高、有放線菌等。可以在泡沫上灑水, 觀察消泡情況和產(chǎn)生泡沫的顏色來判斷原因。泡沫會(huì)給生產(chǎn)操作帶來一定的困難, 帶走部分污泥。

消除泡沫的措施有: 主要是對(duì)已產(chǎn)生的氣泡進(jìn)行灑水消泡, 減少廢水中的洗滌劑的含量。根據(jù)其它原因適當(dāng)控制污泥負(fù)荷和剩余污泥排放量。

用 A2O 法處理廢水的過程是復(fù)雜的過程,對(duì)管理人員要求比較高, 對(duì)于水處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各種異�，F(xiàn)象要及時(shí)發(fā)現(xiàn), 及時(shí)調(diào)整, 同時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn), 防止異常情況再次發(fā)生。來源：谷騰水網(wǎng)

參考文獻(xiàn)《環(huán)境微生物學(xué)》 華東師范大學(xué)出版社