活性污泥法污水处理方式中常见问题分析

东台市润东净水有限公司 周华岭

在城市的污水处理中，最常见的处理工艺就是活性污泥法。通过活性污泥法不仅可以对污水进行治理，防止废水对人类生活和生产造成威胁，同时还能够使水资源充分发挥其作用，提高利用效果。与此同时，还能够缓解水体富营养化，是城市水源保护和生态治理的重要手段。但现阶段活性污泥法处理工艺中，还存在污泥膨胀、脱氮、腐化上浮医以及污泥解体等问题。如何解决活性污泥问题，形成稳定性和沉降性好的絮体，逐渐成为学者们探讨的关键。

一、活性污泥法污水处理工艺应用中的常见问题

（一）污泥膨胀

活性污泥法污水处理工艺流程中，曝气池非常容易受到外界因素的影响，从而改变污泥的性质，造成污泥膨胀，如图1所示。污泥膨胀后，其内部结构会产生一定变化，使污泥从内部开始松散，使污泥在二沉池中无法进行沉降，使大量回流污泥在没有经过沉淀分离的情况下，随着水流流失，进而造成水中微生物的流失。在这种情况下，曝气池已经无法进行污水有机物分解，出水各项指标已经无法满足要求。通常来说，污泥膨胀主要包括两类，首先是丝状菌膨胀；其次则是非丝状菌膨胀。在污水处理厂中，最为常见污泥膨胀，大部分都包括丝状菌膨胀。经过大量科学研究，污水处理环境如低溶解氧浓度、高硫化物浓度、低负荷、低温等环境因素，都会使污泥产生丝状菌膨胀。而除了以上环境因素以外，过低的pH值、污泥没有及时排除、污泥回流比例不合理也会造成大量污泥膨胀（见图1）。

图1 污泥膨胀

（二）污泥脱氮上浮

如果曝气池充入过多氧气，污水中就会出现大量溶解氧，这时曝气池就会产生高度硝化反应，将污水中的氨氮转化成为硝酸氮。这些硝酸氮与污水融合沉降二沉池中，这些混合液体进入到缺氧环境，受到反硝化细菌的影响，硝酸氮就会逐渐转变为氮气。大量氮气附着在污泥表面，使污泥逐渐变轻，比重降低，就会使污泥上浮到污水表面。

（三）污泥腐化上浮

如果曝气池充入的氧气过少，就会使污泥处于厌氧环境中，导致污泥厌氧腐化。已经腐化的污泥在二沉池中停留的时间过长，就会导致污泥排放堵塞，或者聚集在二沉池中的某个死角。这些污泥长时间停留，会不断消耗二沉池中的溶解氧，使其在厌氧环境不断腐化，从而产生过量气体。这些气体会根据污水中不同物质的含量而产生，例如污水中含有大量的无机物或硫有机物，就会产生硫化氢；如果污水中含有大量的无机物或者碳有机物，就会产生甲烷和二氧化碳。这些气体附着在污泥表面，会使污泥的比重降低，导致污泥随着气体上浮到污水表面。

（四）泡沫问题

在活性污泥法污水处理过程中，曝气池产生泡沫是极为常见的现象。根据这些泡沫的不同特点，可以将其分为四类：一是启动泡沫。在活性污泥法工艺流程启动时，会产生一定的泡沫，这些泡沫普遍为白色，而且非常容易消散，这是由于污泥当中发生了微生物降解，或是表面活性剂降解等因素导致的。二是反硝化泡沫。这种泡沫通常产生在二沉池或者曝气池的缺氧部位。通常情况下，硝态氮发生反硝化作用会产生反硝化泡沫，从中诞生的氨气会附着在污泥表面，导致污泥上浮并产生泡沫。但由于反硝化泡沫在构造上十分不稳定，在工艺处理中，可以通过简单的物理方法来进行消除；三是表面活性剂泡沫。这种泡沫是由于污水表面活性剂搅拌和吹脱产生的，这种泡沫比较持久，呈白色；四是生物泡沫。这种泡沫呈灰黑色或者棕色，与其他泡沫相比是比较稳定的，气泡较为黏稠，不易损坏，其主要是由污泥处理时表面产生的丝状微生物构成的，是最不好处理的泡沫。

（五）污泥解体

如果水质过于浑浊，污泥絮体就会变得细小、分散，污泥逐渐流失，即出现污泥解体现象。污泥产生解体，主要有以下几个原因：一是曝气过度。曝气程度过大，会加快污泥内部的微生物代谢，使菌胶团变得无法絮凝，让污泥变得过死，漂浮在污水中；二是生化需氧量负荷过小。如果污水处理的水量过小，在正常曝气下，就会导致生化需氧量的负荷变小；三是生化需氧量负荷过大。如果污水处理的水量过大，且曝气不够充分，就会导致生化需氧量的负荷过大，让大量微生物漂浮在水中；四是有毒物质。在一些工业用水中，会含有一些有毒物质，此时污泥会受到有毒污水影响导致解体；五是pH值比例问题。污泥的pH值过高或者过低，都无法保证污泥中微生物的活动；六是碳和氮的比例失调。例如污水中氮含量过低，就会导致污水中的碳转化为多糖类胞外贮存物，从而使污泥无法絮凝，造成污泥分解；七是污泥膨胀。污泥膨胀也会造成污泥解体；八是机械因素。在污泥处理中，对污泥的搅拌也会造成污泥分解。

二、促进活性污泥污水处理工艺有效应用的主要策略

（一）污泥膨胀解决策略

污泥膨胀解决策略主要有三种办法：第一，如果遇到突发污泥膨胀，可以通过污泥助沉法或者灭菌法来解决。污泥助沉法是在曝气池中加入混凝剂，提升污泥自身比重，从而提升二沉池污泥的沉降效果；灭菌法是通过减少丝状细菌生长的方法来解决污泥膨胀。主要是将化学药物加入曝气池中，降低丝状细菌的生长率；第二，通过工艺手段来解决污泥膨胀。例如，很多污泥膨胀的产生都是因为曝气池中氧的含量过低，因此，可以通过增加曝气池中氧的含量来减少污泥膨胀。最常见的方法就是在曝气池中增加氧气供应。此外，还可以通过加大水量的方式来提升有机负荷。如果污泥的pH值比例不合适，可以通过把控水量大小来解决。如果污泥中缺乏营养物质，可以根据相应的营养比例增加投放量。如果环境温度过高导致污泥膨胀，则可以通过调节水温来改善；第三，通过改变环境来解决。丝状细菌是产生污泥膨胀的主要原因之一，因此，可以通过改善污泥中微生物的生长环境，控制丝状细菌的生长数量，起到控制污泥膨胀的目的。

（二）污泥脱氮上浮解决策略

污泥脱氮上浮，会流失大量的活性污泥。因此，如果曝气池出现污泥上浮的现象，需要马上停止进水，查找产生污泥上浮的原因。具体实施时，可以根据污泥上浮情况，在曝气池中添加一定的混凝剂，提升污泥沉降效果，在污泥沉降后，仔细观察污泥具体情况。若污泥的上浮是由于在二沉池当中停留时间过长导致的，具体为污泥缺氧，则需要提升污泥的回流比；如果污泥上浮是由于曝气量过大，造成水中硝酸盐浓度过高，产生反硝化反应引起污泥上浮，则可以通过增加排泥的方法来解决。如果在观察中发现上浮的污泥颗粒非常细小，则可以通过减少曝气量来解决。

（三）污泥腐化上浮解决策略

污泥腐化同时会产生污泥变黑，并逐渐形成较为难闻的气体，造成污泥腐化上浮。此时需要在污水中增加溶解氧，让污泥快速吸收氧，减少污泥在二沉池中停留的时间。此外，还要注意二沉池污泥的处理和死角的清理，减少腐化污泥的停留和上浮。

（四）泡沫问题解决策略

如果曝气池出现气泡现象，则可以通过物理法和化学法来进行泡沫去除。物理法是通过人工洒水或清理来解决，而化学法则是往池中投入化学药物来解决。例如氧化剂、消毒剂等。这两种方式虽然可以短暂解决污泥泡沫问题，但只是短时间内有效，并不能完全根除。若要从根本上解决污泥泡沫，要了解产生泡沫的具体原因。在具体实施过程中，可以通过泡沫的颜色和黏度等特性，对泡沫进行分类，从而寻找解决泡沫的方法。例如，泡沫是彩色的，代表是污泥表面活性剂问题产生的，可以通过简单的物理和化学方法去除；如果是棕色泡沫，且数量较少，则表示污泥目前正处于老化状态，可以采取减少氧气供养、增大排泥量等方式来解决。

（五）污泥解体解决策略

产生污泥解体的因素很多，可以说曝气池中的任何异常现象都会导致污泥的解体。因此，想要解决污泥解体，首先需要了解污泥解体的原因。在实际操作中，可以通过显微镜来观察污泥微生物情况，来判断活性污泥具体状况。了解污泥解体情况以后，再通过进水量、污水处理运行情况等方式来解决这一问题。例如，水质原因导致的污泥解体，需要控制进水量来减少超负荷运行；如果是由于有毒物质导致的解体，则需要查明来源，再进行处理；如果是碳氧比例失调导致的解体，可以采用改变氮投放量的方式来解决。

三、小结

目前，活性污泥法在我国已经得到了普遍应用，是我国污水处理过程中最常见的应用技术。但近年来，随着国内工业化进程的逐渐加快，对于污水的处理需求也逐渐增加，活性污泥法污水处理工艺中存在的常见问题也不断暴露出来。对于这些常见问题，在污泥处理过程中，还需要制定针对性策略进行解决，在未来应用过程中还需进一步探索，促进活性污泥污水处理工艺的有效应用。