水解池厌氧污泥床运行控制的探讨

钟学东

（江门市碧源污水治理有限责任公司，广东 江门 529000）

江门市丰乐污水处理厂（下称“丰乐厂”）设计规模为日处理城市生活污水4万吨，采用“水解酸化池＋上向流曝气生物滤池”工艺。丰乐厂处理尾水执行广东省《水污染排放限值》（DB44/26-2001）中第二时段一级标准中严的指标和《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的B标准[1]。进出水水质指标见下表1，表2所示。

表2 出水水水质指标（mg/L）

经预处理后的污水进入水解酸化池。其中水解酸化池分为四组，单组设计水量为1 667 m3/h，设计停留时间为2.5～4.5 h，平面尺寸为19.30 m×9.45 m，水深7.7 m，每池采用30套布水器，每池设计6套排泥管。在水解酸化池中，利用厌氧污泥床最大限度地截留污水中的SS，将难降解有机物进行降解，减轻后续DN池和CN池的压力，延长滤池的反冲洗周期；与此同时，水解酸化池中的水解细菌、产酸将大分子的有机物水解为小分子的有机物减少了污泥量，稳定污泥的性能。

1 厌氧污泥床

水解酸化池下层是厌氧污泥床区，上层是清水层区。厌氧污泥床是由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成污泥颗粒，有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；在无外力作用下，厌氧污泥会沉淀在池体底部，形成“污泥床”。预处理后的污水和生物滤池反冲洗时水混合后，从水解酸化池底部进入，并通过布水系统与厌氧污泥床，快速截留和吸附进水中的颗粒物质与胶体物质[2]。污泥床的水解—产酸菌是高浓度的兼性微生物，不溶性有机物质在缺氧条件下水解为溶解性物质，将大分子和难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质；粘质层中的剩余污泥（生物滤池反冲洗时排出剩余微生物膜）菌体外多糖会被水解，破坏细胞壁，回到污水处理系统中重新被好氧菌代谢，实现剩余污泥减容化。在运行过程中经常会遇到厌氧污泥流失问题，为了避免厌氧污泥流失对工艺处理效果带来的负面影响，必须采取适当的技术措施防止污泥流失。

2 厌氧污泥流失的主要原因

大多数厌氧污泥以菌胶团的形式存在，有的菌胶团呈松散的絮状，称絮状污泥，有的菌胶团呈密实的颗粒状，称颗粒污泥。厌氧污泥的流失主要与产气量和进水量有关，一般产气量和进水量越大，污泥流失越严重。

2.1 产气量

厌氧污泥通过消化反应产生沼气，沼气附着在污泥表面，使污泥相对密度下降，产生“抬升作用”，影响污泥的沉降，甚至不能沉降，随出水上浮而流失。絮状污泥比表面积大，颗粒污泥比表面积小，所以絮状污泥更容易在抬升作用下流失。此外，沼气上升的同时会不断合并成大气泡，大气泡破裂对厌氧污泥产生强烈的冲击，使厌氧污泥变得松散，加速厌氧污泥的流失。

2.2 进水量

进水会通过厌氧污泥床，利用厌氧污泥截流污水中的悬浮物以及对大分子有机物进行降解，而当水力负荷过大，进水上升流速大于厌氧污泥的沉降速度，就会造成厌氧污泥流失。但是，进水上升流速较小时，厌氧污泥床中絮体污泥会快速生长，絮状污泥容易裹夹细小的颗粒污泥，不利于颗粒污泥的形成，而絮状污泥沉降性较差，会加速厌氧污泥的流失。

3 厌氧污泥流失的危害

水解酸化是兼性反应，介于好氧和厌氧处理法之间，作为工艺组合的前置部分，可以降低处理成本，并且提高处理效率。产甲烷菌和水解产酸菌生长速度是不一致的。为了改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础，厌氧处理第一和第二阶段反应时间较短，可以控制厌氧处理，这样大量水解细菌、酸化菌作用下将难生物降解的大分子物质转化为可生物降解的小分子物质，将不溶性有机物水解为可溶性有机物的过程。厌氧污泥流失不仅使水解酸化池的处理效果得不到保证，并影响着后续处理单元。流失的污泥会堵塞生物滤池滤头，影响滤池布水，需要增加滤池反冲洗，大大地增加了污水处理的工作量和能耗；而且大分子有机物得不到有效降解会增加滤池处理压力，导致处理效果低下，甚至出水不达标。

4 防止厌氧污泥流失的方法

4.1 均匀的布水系统

水解酸化池良好运行的重要条件之一是保障厌氧污泥与废水之间的充分接触。厌氧污泥与废水之间的充分接触，增加水力剪切力可以使气泡变小，有利于气泡的释放，使附着的气泡脱落颗粒污泥表面，防止厌氧污泥因“抬升作用”而流失。

丰乐厂为了布水均匀与克服死区，水解酸化池底部按多槽布水区设计。一般布水系统兼有配水和水力搅拌的功能，为保证这两个功能的实现，需要满足以下原则：①确保单位面积内相同的进水量，可以防止水流短路；②为了迅速混合进水有机物与污泥，需要充分的水力搅拌；③方便判断进水管是否堵塞，及时发生堵塞也很容易被清除。

4.2 控制水解酸化池的容积负荷

水解酸化池的容积负荷决定了产气量和进水量，所以降低产气负荷和水力负荷能够从根本防止污泥流失。

当絮状污泥的产气负荷达到1 m3/m2·h时，絮状污泥容易大量流失。水解酸化池需要定期排泥，通过排泥以控制污泥面高度。丰乐厂水解酸化池排泥方式采用高水力负荷排泥。这样易于控制污泥面高度，可按照液位计检测排泥量；但是高负荷时污泥层容易发生膨胀，如果污泥浓度过低，则会造成污泥溢出，处理效果不良。相反在低水力负荷时，减少污泥排放量，可以提高污泥脱水效率。很难掌握对污泥层的控制，排泥量过大会直接导致系统中污泥总量变少，处理效果就会受到影响。

水力负荷主要体现在上升流速和配水方式的设计上，上升流速是设计水解酸化池的主要参数，一般建议上升流速设计在0.5～1.8 m/h。由于丰乐厂水解酸化池较长，前段水量比后段水量大，要达到布水均匀，除了布水管均匀分配外，还需要控制各段进水量，丰乐厂针对这一问题，对前段阀门进行改造，减少其进水，增大后段进水量，目前丰乐厂控制在1.6 m/h可达到良好效果。

4.3 控制颗粒污泥流失

当水解酸化池运行情况变差，颗粒污泥会大量流失，可通过以下措施减轻颗粒污泥流失：（1）在出水槽增设筛网，或者有填料的悬浮层，阻隔要跑掉的颗粒污泥；（2）在水解酸化池后增设沉淀池，将流失的污泥在沉淀池沉积然后送回水解酸化池；（3）水解酸化池内设置斜板或者网格，阻挡污泥流失等。

5 水解酸化池的运行控制

水温对微生物和群体的组成、微生物细胞的增殖、内源代谢过程及污泥的沉降性能等都有影响；水解酸化池的pH值应维持在6.5～7.8范围，最佳范围在6.8～7.2左右；控制进水量，可以避免超负荷或低负荷运行，影响污泥生产；定期进行排泥，控制厌氧污泥床的厚度，一般在2.5～4 m，上清液在1.2～2.0 m。

丰乐厂水解酸化池的COD平均去除率、BOD5去除率、氨氮去除率、总磷去除率约达到60%，SS去除率达到85%，在一定程度上提高B/C，降低后续工艺的能耗，同时对污泥还有一定的水解作用，因此能达到良好的强化预处理作用。

6 结论

防止水解酸化池中厌氧污泥床流失是确保水解酸化池运行效果的关键，适合的环境可以充分进行生物降解，改善废水可生化性。可以通过均匀的布水系统，保证有机物与污泥充分混合；通过定期排泥，控制污泥床高度，稳定容积负荷已达到良好的处理效果。