楊懷彬

(河南龍宇煤化工有限公司，河南永城 476600)

0 前言

河南龍宇煤化工有限公司區(qū)域污水處理廠是集處理城鎮(zhèn)生活污水和化工生產污水為一體的城鎮(zhèn)污水處理廠，采用CASS生物處理，后加混凝沉淀和過濾、消毒深度處理工藝和碟式曝氣方式，設計處理能力15 000 m3/d，其中城鎮(zhèn)生活污水12 000 m3/d，化工生產污水廢水3 000 m3/d，出水水質達《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準后外排。該廠于2007年11月開工建設，2008年5月接入化工生產污水調試運行，2008年8月接入城鎮(zhèn)生活污水試運行，2009年4月通過竣工驗收，進入正常運行階段。

河南龍宇煤化工有限公司另建設有污水處理站，收集處理廠區(qū)生產污水和生活污水，達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)三級標準(氨氮濃度達二級標準)后排入區(qū)域污水處理廠。

1 浮泥產生過程

我廠2008年5月接入化工生產廢水調試運行后，按6 h設計周期運行，曝氣3 h、沉淀1.5 h、潷水1.5 h，出水水質達到排放標準;2008年8月接入城鎮(zhèn)生活污水試運行后，因城鎮(zhèn)生活污水進水指標遠大于設計指標(見表1)，處理水質難以達到排放標準，采取了減少進水量、加大曝氣量、延長曝氣時間的調整措施，將運行周期增大到8 h，即曝氣4 h、沉淀2 h、潷水2 h，接入城鎮(zhèn)生活污水量約6 000 m3/d，出水水質達標。

進入2011年以來，永城市加強環(huán)保管理力度，要求我廠滿負荷運行，我廠在不改變運行工況的情況逐步加大負荷。隨著處理水量逐步提升到設計水量，在CASS池主反應區(qū)逐漸產生蓬松的黃褐色浮泥，隨運行時間的推移，黃褐色浮泥越來越多，不僅影響CASS池的潷水，還對出水水質的測定產生極大的干擾，使測定數(shù)據不能反映真實水質，嚴重影響該廠的正常運行。

表1 設計進水水質和實際進水水質對照表 mg/L

由表1可以看出，實際進水中氨氮和總氮含量在設計進水值的2倍左右，而COD和BOD含量卻沒有相應增加。

2 原因分析

2.1 浮泥產生分析

取曝氣階段混合液于1 000 mL量筒中測其SV30(污泥沉降比)，SV30值在25% ～40%，活性污泥沉淀性能良好;取浮泥在顯微鏡下觀察，沒有發(fā)現(xiàn)大量的絲狀菌?；钚晕勰嗯蛎洉r其SV30達90%左右，二次沉淀難以固液分離，且污泥中含有大量絲狀菌。由上述現(xiàn)象可以看出，浮泥不是由活性污泥膨脹引起的。

取浮泥肉眼觀察，浮泥顆粒比較細小，且夾雜有大量的氣泡，用手揉搓，手感較為黏稠;取沉降階段水樣觀察，水樣中含有大量的細小顆粒;長期靜止(5 h以上)曝氣階段混合液，沉淀的污泥會整體上浮，且污泥中含有大量氣泡。

根據沉降階段水樣中會產生氣泡，并懸浮有大量的細小顆粒等現(xiàn)象，結合浮泥的觀感和手感可以斷定:浮泥是由沉淀階段水中產生的氣泡吸附著水中的細小顆粒上浮引起的。

2.2 顆粒產生分析

CASS池沉淀階段產生細小顆粒的原因有兩種可能:一是水中微生物處于對數(shù)增長期，活性污泥凝聚性不好，難以形成大顆粒污泥;二是曝氣量過大使活性污泥被吹散。

①在CASS池運行周期調整為8 h后，調整初期出水水質達到排放標準，外排廢水中COD和氨氮值均較低，這就意味著水中的營養(yǎng)物質并不過剩，微生物不可能處于對數(shù)增長期，排除了活性污泥凝聚性不好的可能。②調取運行周期內CASS池主反應區(qū)DO值，如圖1。

圖1 運行周期DO值變化曲線

由圖1可以看出，CASS池曝氣2.5 h左右，DO值上升到2.0以上，曝氣3 h左右，DO值上升速度變大，曝氣4 h左右，即停止曝氣前后，DO值達到極值，曝氣結束后約2 h，DO值才能降到0.5以下。

DO值反映了曝氣量和微生物生化反應耗氧量相互關系，DO較高說明曝氣強度超過微生物處理廢水所需要量，在高強度持續(xù)曝氣下，部分活性污泥就會被吹散，在水中形成細小顆粒。

2.3 氣泡產生分析

浮泥中的氣泡可能有三種來源:一是曝氣過程中的空氣;二是曝氣結束后曝氣管中存留的空氣;三是在曝氣結束后缺氧條件下，反硝化反應產生的氮氣。①該廠采用碟式曝氣方式，碟式曝氣方式的特點是曝氣集中且曝氣強度大，這就意味著產生的氣泡會被強烈的氣流吹到空氣中，不可能吸附水中的細小顆粒，排除了氣泡是由曝氣空氣導致的可能。②曝氣結束后，觀察碟式曝氣裝置周圍氣泡情況，沒有發(fā)現(xiàn)氣泡冒出，說明曝氣管中沒有氣泡存留，排除了氣泡是由曝氣管中存留空氣釋放導致的可能。③由表1得知，城鎮(zhèn)生活污水中氨氮含量較高，致使曝氣階段硝化反應強烈。硝化反應過程產生了大量的硝酸鹽和亞硝酸鹽，曝氣結束后活性污泥內形成缺氧環(huán)境，反硝化反應強烈進行，產生大量的氮氣。

2.4 結論

通過上述分析可以得出:因曝氣階段后期曝氣強度過大，使活性污泥無法形成大的顆粒，沉淀性能下降而懸浮在水中;因沉淀階段反硝化反應強烈，產生大量的氮氣。氮氣在上升過程中吸附懸浮在水中的污泥顆粒形成了浮泥。

3 解決措施

①針對曝氣階段后期曝氣量過大的問題，控制曝氣后期曝氣量，防止聚集的活性污泥被吹散，難以形成大顆粒污泥。②針對沉淀階段反硝化反應強烈的問題，控制曝氣后期DO值，使活性污泥內部形成缺氧環(huán)境，促進曝氣階段的反硝化反應，實現(xiàn)同步硝化和反硝化，減少沉淀階段氮氣產生量。③據此，我們采取了在CASS池曝氣2.5 h后，調節(jié)曝氣閥門，減少曝氣量，控制DO值在2.0～3.0(具體數(shù)值見表2)的調整措施。

表2 調整后運行周期DO值變化表

采取上述調整措施后，出水數(shù)據合格，CASS池中的浮泥逐漸減少，經過一個星期的運行CASS池中的浮泥消失，取得預期效果，徹底解決浮泥問題。