陜西某紙廠以廢紙為主要原料，采用浮選脫墨工藝生產(chǎn)文化用紙和生活用紙。該廠污水采用射流曝氣改良式氧化溝工藝處理，于2011 年10 月通過國(guó)家環(huán)保部門驗(yàn)收。2012 年7 月系統(tǒng)發(fā)生污泥膨脹�；钚晕勰喾�雖廣泛應(yīng)用于生活污水和工業(yè)廢水的處理，但污泥膨脹是一直困擾人們的難題。引起污泥膨脹的原因復(fù)雜多變，如溫度過高、pH 偏低、溶解氧不足、營(yíng)養(yǎng)元素失衡和負(fù)荷過低等〔1〕。筆者就該紙廠污泥膨脹的實(shí)例，分析了引起膨脹的幾點(diǎn)原因，并對(duì)控制污泥膨脹提出了幾項(xiàng)措施。

1 工藝概況
 
該紙廠生產(chǎn)能力可達(dá)300 t/d，全廠每日產(chǎn)生廢水總量為10 000 m3，經(jīng)系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放。設(shè)計(jì)進(jìn)水和出水水質(zhì)見表 1，工藝流程如圖 1 所示。

  
圖 1 污水處理工藝流程

2污泥膨脹現(xiàn)象
 
曝氣池內(nèi)污泥顏色變深，產(chǎn)生大量泡沫，嚴(yán)重時(shí)泡沫高度可達(dá)1.5 m，覆蓋整個(gè)池面。泡沫在陽光下帶有彩色，并有一定黏性，帶出大量活性污泥，曝氣停止時(shí)液面有一層棕褐色浮渣。二沉池有細(xì)小污泥絮體不斷外漂，出水水質(zhì)惡化。從系統(tǒng)指標(biāo)看SV30 最高達(dá)93%，MLSS 為3 100 mg/L，SVI 增至300 mL/g。在顯微鏡下觀察整個(gè)視野大多數(shù)為絲狀菌，菌膠團(tuán)被絲狀菌包裹，污泥很散不成團(tuán)，鐘蟲和累枝蟲等常見活性污泥類原生動(dòng)物數(shù)量明顯減少，草履蟲和表殼蟲等非活性污泥類原生動(dòng)物明顯增多。這些現(xiàn)象表明曝氣池活性污泥發(fā)生絲狀菌膨脹。

3 原因分析
 
3.1 溫度
 
進(jìn)入活性污泥系統(tǒng)的原水水溫很重要，是提高系統(tǒng)處理效率的前提。因?yàn)槲勰嗑�膠團(tuán)中的微生物需要一個(gè)合適的溫度環(huán)境，一般在15～35 ℃，當(dāng)超過35 ℃時(shí)絲狀菌的繁殖將大大高于菌膠團(tuán)的繁殖速度和能力，從而易發(fā)生膨脹。由該廠的水溫?cái)?shù)據(jù)記錄發(fā)現(xiàn)，進(jìn)水水溫一直在正常范圍內(nèi)，因此水溫不是造成絲狀菌膨脹的原因。 

3.2 pH
 
pH 是系統(tǒng)的一個(gè)重要指標(biāo)，當(dāng)pH 出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)會(huì)直接影響污泥中微生物的正常生理活動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致微生物死亡。污泥中菌膠團(tuán)適宜的pH 范圍為6～8，而絲狀菌在4.5～6.5 就能較好地生長(zhǎng)〔2〕。從記錄來看，進(jìn)水pH 一直在7.0～8.0 之間，所以pH 也不是引起膨脹的原因。

3.3 營(yíng)養(yǎng)鹽
 
廢紙?jiān)旒埉a(chǎn)生的脫墨污水成分單一，缺乏微生物需要的N、P 等元素，所以系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)要向曝氣池投加N、P 元素，投加比例為m（BOD）∶m（N）∶m（P）= 100∶5∶1。工程從調(diào)試運(yùn)行開始一直按照比例投加營(yíng)養(yǎng)鹽，可見營(yíng)養(yǎng)鹽的投加不是引起污泥膨脹的原因。

3.4 溶解氧（DO）
 
對(duì)于氧的要求，絲狀菌與菌膠團(tuán)區(qū)別明顯。菌膠團(tuán)要求有較多的氧（至少在0.5 mg/L 以上），而絲狀菌在微氧環(huán)境中也能很好地繁殖。該工程采用的曝氣系統(tǒng)為供氣式低壓射流曝氣，曝氣效果良好。根據(jù)數(shù)據(jù)記錄看曝氣池的DO 一直在1.5～3.0 mg/L，處于良好狀態(tài)，所以DO 不是引起膨脹的原因。

3.5 食微比（F/M）
 
污泥負(fù)荷（食微比）是指單位質(zhì)量的活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)去除污染物的質(zhì)量。在微生物代謝方面的含義就是F/M 比值，即kg BOD5/（kgMLSS·d）〔3〕。根據(jù)定義可知活性污泥的數(shù)量取決于進(jìn)水有機(jī)物的濃度，有多少食物就可以養(yǎng)多少微生物，食微比過高或者過低都會(huì)對(duì)活性污泥造成不良影響。對(duì)于氧化溝工藝，食微比應(yīng)控制在0.03～0.05 kg/（kg·d）。對(duì)最近兩個(gè)月的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣計(jì)算，發(fā)現(xiàn)最近一段時(shí)間 F/M 較低，見圖 2。

圖 2 食微比變化情況

結(jié)合數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該紙廠從5 月開始對(duì)某分廠進(jìn)行整改，導(dǎo)致廢水總量減少。而污水處理廠因排泥管道問題沒有及時(shí)排放曝氣池剩余污泥，污泥濃度過高。廢水少、污泥濃度高導(dǎo)致了食微比長(zhǎng)時(shí)間處于較低狀態(tài)，從而引發(fā)此次污泥膨脹。

3.6 泡沫
 
泡沫是水體黏度增高所導(dǎo)致的，導(dǎo)致黏度升高的原因主要有水體有機(jī)物含量過高、曝氣池污泥老化、絲狀菌膨脹和進(jìn)水富含洗滌劑或表面活性劑等。結(jié)合數(shù)據(jù)記錄來看，進(jìn)曝氣池的污水有機(jī)物濃度一直在正常范圍內(nèi)。絲狀菌膨脹導(dǎo)致泡沫沒有疑問，但根據(jù)泡沫的表觀分析（一定的黏性和在陽光下帶有彩色）還有其他原因。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)各環(huán)節(jié)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在微氣浮處理階段需加入一定量的PAM，由于最近一段時(shí)間廢水量減少，導(dǎo)致水中剩余的PAM 增多；PAM 是一種線型高分子聚合物，進(jìn)入曝氣池后經(jīng)過曝氣剪切大分子被打斷形成大量泡沫。因此絲狀菌膨脹和氣浮投加PAM 過量共同導(dǎo)致了泡沫問題，而大量泡沫又加劇了污泥絲狀菌膨脹。

4 解決措施及效果
 
分析此次污泥膨脹的原因后，自7 月3 日起采取以下措施。

（1）對(duì)氣浮設(shè)備做相應(yīng)調(diào)整，調(diào)整氣浮溶氣壓力以減小氣浮溶氣水中的溶氣量，在現(xiàn)場(chǎng)做小樣，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果調(diào)整加藥流量，減小氣浮加PAM 量。

（2）因?yàn)榕菽瓎栴}比較常見，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮在曝氣池邊緣一圈安裝噴水噴頭，噴水能及時(shí)有效地減少泡沫，保證曝氣效果，防止活性污泥流失，從而保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（3）增加生產(chǎn)線提高廢水總量，加大曝氣池剩余污泥的排放量，根據(jù)該系統(tǒng)目前的情況將MLSS 保持在2 000 mg/L 左右即可，從而提高食微比。增大污泥的回流比，減少污泥在二沉池的停留時(shí)間，避免絲狀菌的環(huán)境優(yōu)勢(shì)增殖。

（4）按比例加入工業(yè)淀粉。淀粉能起到很好的絮凝效果，而且淀粉是微生物很好的碳源，這樣在增加污泥沉降效果的同時(shí)又提高了食微比，可以快速有效地抑制膨脹，改善污泥狀況，但成本較高。

采取以上措施一段時(shí)間后，進(jìn)曝氣池的污水黏度減小，曝氣池內(nèi)泡沫明顯減少，不再覆蓋整個(gè)池面，MLSS 降低，污泥沉降性能變好，二沉池出水明顯改善，污泥膨脹基本得到控制。截至7 月20 日， MLSS 為2 100 mg/L，二沉池出水COD 下降到60 mg/L 左右。圖 3 為7 月5 日到7 月20 日的SVI 和F/M 變化情況。

圖 3 SVI 和F/M 的變化情況 具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

5 結(jié)語
 
引起污泥膨脹的原因比較復(fù)雜和多樣化。此次膨脹情況比較特殊，筆者認(rèn)為食微比過低和過量 PAM 引起的泡沫引發(fā)和加劇了此次污泥膨脹。建議污水廠相關(guān)人員要靈活掌握相關(guān)指標(biāo)的含義，根據(jù)實(shí)際情況作出及時(shí)調(diào)整，才能保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。