炼油化工污水处理中活性污泥膨胀原因分析

王丽丽

摘    要：炼油化工企业生产过程中经常会产生废水污染的情况，给人们的生活环境带来了负面影响，废水处理工艺带来了致命的危害，其中活性污泥的膨胀就是最为常见的问题之一。文章阐述了炼油化工企业进行污水处理过程中污泥产生膨胀的原因并分析了相应的对策，希望可以给有关从业人员以启发。

关键词：炼油化工;污水处理;活性污泥

1  前言

炼油化工企业进行污水处理的过程中产生污泥膨胀的原因主要可以分为五个类型，污泥负荷、溶解氧、污水种类、温度、酸碱度。活性污泥膨胀给环境带来了负面影响，对废水处理工艺产生了致命的危害。要解决污泥膨胀问题，则需要针对性的分析其发生的原因，进而研究有效的对策。

2  活性化污泥膨胀问题

污泥膨胀是活性污泥法处理污水过程中常常出现的现象。其主要特征是污泥结构松散、质量轻、沉淀压缩性能差;SV值大，有时可达到90%以上，SVI值达到300以上;污泥流失量大，出水混浊;二沉池固液难以分离，污泥层高，回流污泥浓度低，会直接影响出水水质和系统的正常运行。

3  活性污泥的膨胀影响因素

污泥膨胀有两种类型，一种是由活性污泥中丝状菌大量繁殖而引起的;另一种是因水温低、污泥负荷高使细菌吸附大量的有机物质，体内积累大量的粘性物质而引发的非丝状菌膨胀。非丝状菌膨胀发生情况极少，危害相对较轻[1]。丝状菌膨胀在曝气池的运行中比较常见，成因也较复杂。其根据微生物对环境条件和基质种类要求的不同可划分为五类：低负荷型、低溶解氧型、营养缺乏型、高硫化物型以及pH值不平衡型。活性污泥是一個混合培养系统，系统存在30多种以上能引起污泥膨胀的丝状菌。丝状菌是活性污泥菌胶团体系不可缺少的一类重要微生物，它具有保持污泥絮体结构、形成良好沉淀性能的污泥、保持高净化率、低出水悬浮物等作用。生产实践证明，当丝状菌的生长超过菌胶团时容易引起污泥膨胀。根据微生物生长规律方程丝状菌在低基质浓度下具有较高的生长速率，具有竞争优势;而在高基质浓度下，菌胶团微生物有较高的生长速率，该理论可以解释基质限制、溶解氧限制和营养物质缺乏引起的污泥膨胀现象。生化反应的污泥负荷设计值比较高，一般不会出现低负荷的污泥膨胀，在高负荷时出现的污泥膨胀则是由溶解氧不足引起的。微生物对有机物分解的过程就是对氧利用的过程，溶解氧的高低直接影响到有机物的去除率以及活性污泥的生长和性能。低溶解氧是造成丝状菌污泥膨胀的主要原因之一，在低溶解氧的条件下，丝状菌繁殖加快，导致污泥膨胀[2]。低溶解氧形成污泥膨胀的边界点不稳定，与污泥负荷、工艺类型、池体结构、污水种类等都有密切关系。污水种类对污泥膨胀影响较为显著，通常含有易降解的有机成分，如低分子烃类、糖类、有机酸类的污水易引起污泥膨胀。例如在石油化工废水、啤酒废水、乳品加工等行业的废水中污泥膨胀发生的概率比较高。实践证明在缺乏N、P等营养物质时容易导致污泥膨胀。pH值偏低容易引起污泥膨胀，污泥膨胀也会造成pH值降低。而温度对丝状菌的生长也有影响，不同季节、水温会引起不同丝状菌的加速繁殖。

4  实验分析污泥膨胀的原因及应对措施

污泥膨胀分为丝状菌和非丝状菌污泥膨胀，通过镜检发现活性污泥絮体松散，纤毛虫等游离于絮体中，判定为丝状菌污泥膨胀。丝状菌生物种类繁多、数量大，对生长环境要求低，是絮状体的框架，菌胶团粘附在丝状菌骨架上，同时附带其它微型动物。丝状菌生长特性表现为：吸附能力强、增殖速率快、耐低溶解氧能力以及耐低基质浓度能力都很强。第一阶段进水浓度低和进水量减少同时叠加，污泥负荷为正常的1/3，絮凝体中的菌胶团细菌得不到足够的营养，而内部的球衣菌却能够以增加表面积的方式增加吸收营养的能力，造成絮状体被架空，密度减小，不易沉降[3]。由于菌胶团结构力减弱，而曝气风量过高，搅拌作用凸显，使污泥更加细碎，造成流失。针对进水浓度低和进水量减少，造成A/O系统污泥负荷低而产生的污泥膨胀，采取措施如下：提高系统进水量，同时减小曝气风量，在污泥膨胀控制不住时停止曝气2h～3h。采取以上措施后污泥膨胀开始减弱。第二阶段A/O系统停止运行8h，期间风机、硝化液回流全部停止运行;投加市政剩余污泥以补充流失的活性污泥，同时O池投加葡萄糖，增加系统负荷，破坏丝状菌、球衣菌的生长环境。运行3天，污泥膨胀得到有效控制，污泥龄上升，硝化细菌和反硝化细菌开始增长，出水氨氮浓度开始下降。但由于增加的市政污泥中含有大量的腐败厌氧泥，A池中污泥上浮严重，沉淀池中也有部分污泥厌氧分解，出水CODCr浓度上升。第三阶段，经过检修的工艺装置陆续开工，进水负荷增加，酸性水汽提装置运行不正常，汽提净化水中氨氮和硫化物超标，进水水质差，出水指标不断上涨，高负荷低溶解氧又使污泥膨胀卷土重来。第二次污泥膨胀是第一次膨胀后生物菌没有完全恢复到正常水平，进水水量突然增大，负荷增加，来水石油类乳化严重，氨氮、硫化物及芳香类物质浓度增加，导致进A/O池水质恶化，由于本A/O系统为活性污泥法，非常容易受到冲击。具体原因分析如下：当容积负荷增加，活性污泥正常运行的生态系统失去平衡，生物相破坏，而丝状菌微生物的适应能力强而大量繁殖，易发生污泥膨胀。当进水浓度或生物毒性高时，污泥在高负荷状态下呈厌氧或缺氧状态，菌胶团的生长受到抑制，耐受能力强的丝状菌大量繁殖，从而发生污泥膨胀[4]。

5  容积负荷与生物毒性的处理策略

针对容积负荷增加，生物毒性物质浓度增加的问题，通过调整硝化液回流量、污泥回流量、曝气量和排泥量控制污泥膨胀[5]。由于前期投入市政剩余污泥的影响，A池顶面浮泥严重，先排除A池中浮泥，四天后每班排泥30min，连续排泥一周，出水悬浮物开始下降，但CODCr浓度还是没有明显改善，停止排泥。十天后将污泥回流由O池改至A池前端，使活性污泥首先和进水混合，进行污泥选择，抑制丝状菌的快速繁殖，加大O池曝气量，调整后CODCr浓度开始下降，但氨氮浓度没有变化。第二阶段开始进入甲醇废水，由于污泥膨胀已经蔓延至整个O池，池面的泡沫增长加快，系统进水停止，暂存在调节罐，同时适当降低O池曝气量，开始小流量进水，逐步加大进水量至正常。A池的硝化液回流比由70%调整到150%，污泥回流调整为A池40%，O池60%，曝气量恢复至常态，此后氨氮、CODCr浓度开始逐步下降，O池污泥浓度上升，A/O池污泥沉降比SV下降为50%～70%，沉淀池出水清澈，CODCr和氨氮浓度也较低，污泥膨胀得到控制[6]。

6  结束语

炼油化工企业进行污水处理的过程中，活性污泥法对废弃污泥进行处理可能会出现丝状菌型的污泥膨胀问题，这样给环境带来的污染较为严重，文章从五个角度对污泥膨胀过程中菌落的生长进行分析并给出控制的措施。

参考文献：

[1] 李学渊.化肥装置SBR法污水处理污泥膨胀原因与措施[C].第十四届宁夏青年科学家论坛石化专题论坛，2018.

[2] 高晨晨，游佳，陈轶，等.丝状菌污泥膨胀对脱氮除磷功能菌群的影响[J].环境科学，2018（6）：292～299.

[3] 李飞，陈海杰.活性污泥法在火电厂生活污水处理中的应用[J].节能与环保，2019（1）：104～105.

[4] 高蒙.膜分离法污水处理技术研究[J].化工管理，2019（1）：91.

[5] 唐横.循环式活性污泥法在污水处理中的应用研究[J].节能与环保，2019（1）：68～69.

[6] 张群，宋金龙.炼化企业含油污水处理与回用技术分析[J].污染防治技术，2019（1）：16～18.