中水回用工藝（MBR）污泥膨脹控制對策摘要：文章討論了中水回用工藝中膜生物反應器污泥膨脹的控制方法，通過實際運行發現，原水中氮的缺乏是污泥膨脹的主要愿因。MBR工藝在污泥膨脹期，可以采用硫酸亞鐵作為應急投加混凝劑，但根本的解決方法是在增加有機負荷的同時調整營養物質的比例。工程實踐證明，采取以上措施控制污泥膨脹是成功的。關鍵字：膜生物反應器污泥膨脹污水處理污水回用在膜生物反應器中，由于膜的高效截留在作用使微生物全部留在反應器中，而不存在由于污泥膨脹導致的微生物大量流失的問題，因此MBR工藝被普遍認為能很好的應對污泥膨脹。但在實際使用中一旦發生污泥膨脹，將對MBR工藝的運行產生很大的影響。本文以天津大學洗浴水處理工藝為研究對象，研究了MBR反應器中污泥膨脹的現象及解決方法。1處理設施概況該工程原水主要為天津大學學生公寓排放的洗浴廢水，廢水水質及處理要求見表1。表1污水水質及中水回用標準君項俯晝目詞COD梁Cr辣(座mgL碧-1序)起BOD財5川(噸mgL芒-1刷)描SS(mgL對-1泥)野LAS(mg負L渠-1凍)奧NH蔬3慣-N(mgL幸-1社)梯洗浴廢水厲20斧0蘋～膊400政10贊0她～宅200唉15晴0擾～王350津5換～翅15懶1晃0修～斯15蹦處理系統出水帖3貝0癢～精40盤5教～努10醒0抱～屢1辰0.傍5黎～剃1.0仆5毅～街10斗中水標準短≤認50機≤畝10謹≤昏10陷≤催1.0黨≤丟20該中水回用工程采用新型淹沒式復合膜生物反應器——生物接觸氧化和膜生物反應器結合的處理工藝，工藝流程見圖1。MBR反應器主要設計參數：處理水量為120m3/d，水力停留時間（HRT）為6h，MLSS的質量濃度為5000mg/L，容積負荷（以CODCr計）為0.57-1.59kgCOD/（m3·d）。2污泥膨脹的狀況及危害在膜生物反應器中，隨著運行時間的推移，膜內外表面都會受到不同程度的污染，致使膜過濾壓力上升，膜運行周期縮短。近年來，許多研究認為，胞外聚合物是膜污染眾多因素中最重要的生物因素；尤其在污泥發生非絲狀菌膨脹時，胞外聚合物的濃度急劇上升，嚴重影響膜組件的正常運行，而且使膜組件的更換周期縮短[4]。圖2膜過濾壓力隨時間的變化從圖2我們可以明顯的看出，在發生污泥膨脹的第65天至95天，膜的過濾壓力從0.01Mpa迅速上升至0.05Mpa。在采取控制措施后，繼續運行了60天，膜的過濾壓力只上升了0.015Mpa，達到了0.065Mpa而進行膜清洗。由于污泥膨脹的發生，膜的清洗周期從300天（膜的生產廠家提供的數據）縮短至150天左右。從以上的分析我們可以看出，污泥膨脹對膜的污染的影響很大，直接導致膜的正常運行周期縮短，進而縮短了膜的更換周期，使該工程的經濟效益大打折扣（在本工程中膜組件的投資約占總投資的百分之三十）。該工程運行過程中，經測定原水中BOD5，N，P的平均質量比為100：3：4，在沒有采取任何措施的情況下，污泥的SVI值逐漸上升直至220mL/g，發生污泥膨脹，在SVI值逐漸上升的整個過程中，活性污泥的微生物種群發生了變化，變化可分為兩個階段。第一階段，在SVI從剛開始的80mL/g上升到170mL/g。這一過程中，絲狀菌數量逐漸增加并成為活性污泥中的優勢菌種。絲狀菌之間的架橋作用干擾了污泥絮體的凝聚和壓實，使得污泥的沉降性能惡化，SVI值上升。但是，這一階段持續時間較短，污泥膨脹并不嚴重，危害較小。第二階段，隨著運行時間的增加，SVI值從170mL/g上升到220mL/g，并且不再繼續上升，SVI值維持在200mL/g以上。這一過程中，絲狀菌的數量逐漸減少，出現了高含水率的粘性菌膠團大量生長的現象。當SVI上升到220mL/g左右時，鏡檢時已觀察不到或只有少量絲狀菌。菌膠團細菌分泌的大量粘性物質使污泥連成均勻的一片，阻礙了污泥絮凝體的下沉和壓縮，污泥的沉降性能嚴重惡化，發生了非絲狀菌膨脹[1]。當發生污泥膨脹時，反應池中可見云浪狀的污泥上浮，并陸續蔓延至全池。為此采取了一系列的診斷措施：測試了反應池混合液出流的pH值以及混合液中的DO。測試結果顯示：混合液pH值穩定在7.6左右，DO的質量濃度約為2.73mg/L，均在正常范圍內。如前所述，進水中BOD，N，P的平均質量比為100：3：4，屬氮缺乏狀態。根據以上觀察到的現象及文獻綜述[3]，我們認為導致污泥高粘性膨脹的原因與氮缺乏有關。3污泥膨脹的控制3.1絮凝法蜻膨脹活性昂污泥的密度一縱般比水小，作話為應急處理措紋施，可考慮投余加混凝劑，以飲改善其沉降性羅能。我們初步府選擇了常用的確高分子混凝嚷劑絮—蓮—依陽離子型聚丙惕烯酰胺和無機心混凝較劑幻—月—送硫酸亞鐵進行沙對比試驗溝[2]煉。烤銜聚丙烯酰胺投戀加量與污泥沉拒降性能的關系倉在處理水葉量為宗50L坡/解h石的小試裝置中制投加陽離子型傘聚丙烯酰胺，咳使其濃度分別仗達孩到罵10吉囑、襖20佛偶、夜30攻宴、援40低綁、舟5喇0尋和托60mg/群L光，污泥棗的塊S燃V爺值變化見蕉圖億3餃。蝦從慣圖臨3張中可以看出，月聚丙烯酰胺的恰投加對于污泥嘴的沉降性能的墓改善有一定的而效果，且存在駕一個最佳投加勒量，但是，效善果不是很理想烏。筆者分析后劈認為，該中水受回用系統采用寸新型淹沒式復還合膜生物反應躁器，曝氣量大伶、水力攪拌強索烈，聚集起來氏的絮體顆粒容獻易遭到破壞，嚇從而導致混凝削效果不理想；叮當投加量高于堅最佳投加量時選，絮凝體除中閱和膠體的負電漲荷以外，過多息的正電荷又使曬膠體離子帶上壽正電荷而重新喉穩定。傾南硫酸亞鐵投加薯量與污泥沉降批性能的關系論在處理水霉量為展50L跌/卸h眾的小試裝置中度投加硫酸亞鐵蹄溶液，使其質嚼量濃度民在切1拘0浴至占180mg穴/橋L貫之間變化，污蘆泥沾的勺S升V做值變化見方圖倍4幻；投藥前后菌擱膠團狀態。殃圖爬6鍋借投藥后污泥菌滋膠團狀態采（京10士0朝倍）側從株圖吊4慨、米圖案5盡和肚圖采6湯中可以看出，爽投加硫酸亞鐵層溶液后污泥沉潮降性能得到明眠顯改善絮，么S乞V伸值下降了約百送分之十五。但饑是超槽過近60mg/悶L某后污泥沉降性漂能沒有進一步嚼的改善，所以赤確定實際運行垂時硫酸亞鐵的偶投加量曲為燒60mg/顛L駝。按照市售硫昏酸亞鐵的價格弦估算，在投加辟應急混凝劑期天間，每噸污水捧的處理成本增裂加林約榨0.0綢5譜元。饞在投加硫巴酸亞鐵久（展60mg/炮L鵝）前后，測量傅混合策液桑P闖H敲值輸從倡7.6倡3弓降難至攤7.0西7墳，對污泥活性疤的負面影響很棄小。騰綜上所述輔，陽離子型聚局丙烯酰胺的投冬加效果受水力筑條件等因素的姨限制不是十分危理想，同時其甚單體有毒性、琴難降解，存在歪二次污染問題條，經濟效益較存投加硫酸亞鐵錄差。晚硫酸亞鐵丈價格便宜、使提用簡單，對膜線及污泥沒有負輪面影響，其對糖污泥密度的影港響是有效的，槍但其不能從根網本上解決營養樸比例失調的問妙題，所以只能晉作為應急控制冤措施。鼓3.彼2柏營養鹽調整法疏在污泥膨芬脹問題的研究陷中，對污泥膨庭脹的恢復與控鬧制是一個十分很重要的環節。更在該中水回用早工程的運行過惑程中發現，投哈加硫酸亞鐵后臟，沉降性能一搜度改善的活性鋒污泥在原有有擊機負荷條件下謠如停止投加，花繼續進行處理斥，則活性污泥剝的沉降性能就撤會逐漸惡化，肢三日后恢復到蒙投加前的狀態既。所以需要尋姜找一種在活性列污泥膨脹后行會之有效的恢復浸控制方法。柱運行過程翠中我們對正在團同時運行的兩什組膜生物反應析器進行對比試拴驗：第一組投忍加了充足的氮牽源，使寒其濤BOD販5風，豆N岡平均質量比約找為赴10掉0廈：晨5詞；第二組在投砍加了充足的氮遞源的情況下，亂我們同時提高到了進水有機負早荷，有機負荷玩（顆以聞COD成Cr寬計）提高憲到蔑2.0kgC贏OD/m司3辦·柿d昂以上。我們發迅現，中污泥智的雨SV壯I自值降低豪到乒150mL/輛g掌以下時，第一鞭組當反應器運尺行的時間為一相周左右；第二逃組反應器運行瞇的時間僅為三石至四天。置實際運行輛經驗表明：第冶一、解決因氮粱的缺乏引起的些污泥膨脹的根燒本的解決方法驗是調整營養物達質的比例。第精二、在保持營物養物比例適當反的情況下提高澆有機負荷，可豪以縮短污泥的來沉降性能恢復耕正常的時間。急3.井3效其他控制方法亂在污泥粘擱性膨脹最嚴重引的情況下（用溜容器裝一些污軍泥，無論用什玩么方法污泥始歡終粘附在容器頭的表面），可雕考慮適當排掉界一些膨脹的污貢泥，再重新取陶一些新泥，以艇減少多糖類物觸質對污泥的覆晝蓋；同時增加滴水力停留時間照，使沒有被完扎全氧化的有機呀物有足夠的時歌間被消耗掉。位由于原水劣中洗滌劑含量濃很高，加之曝洲氣強度較大，規經常出現白色耳、粘稠的泡沫潛，并且越積越謠多，當污泥發跳生膨脹時，危趁害較大。碗200舒2喝年們1栗2嗎月扁2輔9寬日偷夜，由于泡沫梳積累成為高達聲一米資多高的泡沫山命，致使污泥大張量流失。經過著這次事故以后紹，我們除投加桶消泡劑以外，克采取了水力消逆泡的方法。在武反應池上方安鏈裝噴頭，姓用堪MB柔R慚反應器的出水亡對反應池上部單進行噴淋，以綁控制膨脹污泥濾和泡沫對反應床器的危害，并布已取得良好的病效果。4結論傾通過對中水回嘴用工程近一年恐來運行狀況的請觀查與分析，陶總結起來有以確下幾點值得注靜意：例驅豬①朋以洗浴水為主浩要原水墾的演MB鐵R膛工藝在污泥膨輕脹期，可以采件用硫酸亞鐵作感為應急投加混鵲凝劑，最佳投藍加量來為繞60mg/往L性，但因其不能笑從根本上解決忽營養比例失調彈的問題，所以擾只能作為應急蛋控制措施。產縮喊②繳對于該中水回弱用工程運行過球程中出現的污柱泥膨脹，根本傻的解決方法是沿調整營養物質耐的比例；同時磚我們發現，在則保證營養物比畏例合適的前提未下，提高有機栗負荷可以加速茅污泥沉降性能薄的恢復。工程色實踐證明，通潮過以上措施我午們成功的控制穗了污泥的高粘膏性膨脹。同時確我們發現，增篇加排泥以及增修加水力停留時屢間也是有效的塔輔助措施。舒Contro帳lMeth翁odsof破Sludg茶eBulk母ingin誤Water驟Recyc富lingP薦rojec愈t根（舞MB孕R鹿）宗Abstra據ct:稠Inthi凳sarti粘clewe槳discu福ssthe芒contr悉olmet細hodof嬌sludg朵ebulk脾ingin攤MBR,w彎hichi管soper綱atedf紅ortre糕atment召ofba凍thing鬼wastew假ater.字After靈analyz言ingth廈einfor宣mation月which次arec羅ollect派edfro戰mthe頌operat吵ionco寫nditio務n,we隔comei濾ntoac于onclus跟ionth梁atthe沃balan喚ceof側thenu譽tritio籮nhas區beenb栽roken諸isthe庸primar偶yreas猶onof疾activa匪tedsl諸udgeb暑ulking繳.Wea裂ddFes疾o衰4葵intot歇herea凡ctori少nemer膀gency.平Atla慚stwe簽improv田ethe辱condit斤ionof蠅activ別ateds寇ludgeb屬ulking向succe彎ssfull旬ybyt生aking慕thefo肅llowin拍gmeas蠅ures.安Adding劑urea厘andmun竊icipal依sewag有einto守ther勒awwat腥er.綠Keywo削rds:惠Membr鍵aneBi米o-Reac罷tor,w遞astewa呈tertr太eatmen筍t,was嬌tewate國rreus著ing,sl眾udgeb察ulking參考文獻：撕松叨[1]少忍田口昌廣津.年脊活性污泥膨脹蠟與控制對枯策膏[M].辯診北京：中國建鋪筑工業出版社飾，套1982.2各0濃7檢—豐211.鳥承績[2]暖奪嚴煦無世甩.唯河范瑾爪初稱.此漲給水工慢程晝[M].委匪北京：中國建負筑工業出版社透，鋼1999.2紛5謎4緞—盯276.種舉便[3]役亭高春爸