第一篇：關于改良型氧化溝造紙廢水處理系統故障探討論文

1工藝流程

該系統采用先進的改良型氧化溝工藝及射流曝氣系統。

2活性污泥法

2.1活性污泥法原理

活性污泥法是懸浮生長型好氧生物法，活性污泥由好氧和兼性微生生物（包括細菌、真菌、原生動物和后生動物）及其代謝的和吸附的有機物、無機物組成，具有降解廢水中的有機物的能力。活性污泥法凈化廢水包括吸附、代謝和固液分離三個主要過程，系統由氧化溝、二沉池及污泥回流設備組成。

2.2污泥的培養和馴化

采用接種培養法。活性污泥的培養和馴化過程同步進行。培養過程按兩個階段進行。第一階段的任務是加快曝氣池活性污泥量的增長，因而盡可能調整污泥的增長在對數增殖期。首先將綜合廢水和清水按1:5的比例注入氧化溝，然后取固含量大于20%的濃縮脫水污泥接種于其中，悶曝3~5d；之后開始進水，同時連通二沉池。進水方式由起初的間歇進水逐步過渡至連續進水，其間不斷調整加大進水量至滿負荷運轉，在此階段不進行排泥。按COD∶N∶P=350~500∶5∶1比例向進水中添加尿素和磷肥，并通過逐步加大風機開啟程度和數量，DO（溶解氧）控制在1~2mg/L。經過20d以上的運轉，污泥濃度增長至5g/L，表明第一階段培養任務已經完成。隨后開始第二階段的污泥培養。本階段培養的主要目的是通過合理調節各環境因素，使微生物生長處于減衰增殖期，以提高污泥的凝聚吸附能力，形成適宜的絮狀結構和保持良好的沉降能力。在此培養其間，不斷調整污泥回流比以保持曝氣池污泥濃度穩定在3~4g/L，DO控制在2~3mg/L。同時進行鏡檢觀察，系統原生動物數量逐步增多。優勢種屬由起初的鞭毛蟲、變形蟲逐步過渡為草履蟲、腎形蟲、漫游蟲等游動型纖毛蟲，并有少量后生動物輪蟲出現。此時，曝氣池活性污泥已培養馴化成功。

3問題的相關描述和分析

3.1現場狀況描述

3.1.1集水池

現有集水池容積僅為600m3，不能起到調節水質、水量的作用。當水量最大時，生產車間回用水量需求小，造成大量廢水外排；當水量最少時，好氧系統長時間不能進水，被前端直接回用，嚴重影響曝氣池內微生物的生長和二沉池內的停留時間。

3.1.2初沉池

由于進水量不穩定導致的初沉池加藥量不能很好控制，故導致初沉池時而出水渾濁，并且出水含有大量泡沫。當含有大量懸浮物的出水進入曝氣池，會導致曝氣池得到的污泥濃度要高于真實污泥濃度。過多的加藥量一方面影響曝氣池中微生物活性；另一方面過多的泡沫會被吹出來污染周邊的環境。

3.1.3氧化溝

巡視氧化溝，發現其表面存在大量茶色泡沫，并夾雜一些細小活性污泥絮體，如圖2，造成沉淀效果較差，推斷發生了污泥老化。結合鏡檢，看到污泥絮聚體較松散，也可推斷產生了污泥老化，導致食微比較低。由于進水量過少，沉降過程出現活性污泥過多，絮體小，活性污泥色澤較深，進而影響后續處理工程，特別是二沉池的出水水質。

3.1.4二沉池

二沉池池內污水呈現淡黃色，水質渾濁，二沉池與曝氣池產生的液面浮渣一樣。這是因為曝氣池產生的液面浮渣流入到二沉池中，且不斷積累使液面浮渣越來越多，進而不斷影響二沉池出水的水質。另外，二沉池發生漂泥現象，如圖3。浮泥由細小的污泥顆粒隨溢流水流出二沉池；漂泥時，二沉池出水渾濁。這說明活性污泥的沉降性能不是很好，分析是因為污泥老化后溶解到水中所致，持續的上浮污泥可能會流出二沉池，對出水COD造成嚴重影響。實際化驗發現，當二沉池漂泥時，二沉池COD出水大于入水。這是由于二沉池污泥的長時間停留，使得污泥老化溶解在水中，致使部分污泥絮體上浮，增加了COD的數值，污泥的沉降性能也會下降。

3.1.5污泥脫水

目前該廠現有的1臺帶式污泥脫水機，生化系統產泥量為10t/d，污泥處理能力為4t/d，長期以來，二沉池污泥回流比較大，在進水量沒有發生變化的情況下，曝氣池內的食微比過低，導致大量活性污泥自身溶解到水中，造成二沉池出水渾濁并呈現較高的色度。

3.1.6鏡檢

由于水站管理不當，在一次大水量進水（約1800m3）之后，活性污泥幾乎全部死亡，大量漂浮于曝氣池、二沉池水面，鏡檢幾乎沒有微生物。

3.2問題分析

3.2.1停機以及長時間不進水

目前污水處理廠由于停機及生產故障，以及制漿造紙車間排清水量較小，造成水站生化系統10d以上無法進水，致使廢水處理單元因缺乏碳源（廢水）導致的微生物老化。長期的不進水，致使食微比低，沉降過程出現活性污泥過多、絮體小、活性污泥色澤較深，直觀現象氧化溝表面出現大量茶色泡沫。二沉池出水呈現淡黃色，水質渾濁，且二沉池出水COD大于曝氣池COD。這是由于二沉池污泥停留時間過長，污泥老化溶解在水中，致使部分污泥絮體上浮，增加了COD的數值，污泥的沉降性能也會下降。

3.2.2DO值

由于車間清水用量極少，大多采用初沉池一級回用，循環累積導致氧化溝進水COD偏高，約2000mg/L，對微生物的生長是極具影響的，表觀現象為進水之后，在2臺風機全開啟的情況下，DO數值依然很低，高濃度的進水負荷對微生物的沖擊很大。當制漿造紙車間正常運行后，廢水處理單元DO一直處于低迷狀態，在正常進水的條件下，DO數值持續低于0.5mg/L，嚴重抑制微生物的生長及降解能力。微生物對有機物的降解過程實質上就是對氧氣的利用過程，低的DO必定會影響有機物的去除效率和活性污泥的生長。此外，低的DO一直被認為是引起絲狀菌污泥膨脹的主要因素之一。

3.2.3二沉池漂泥

當系統運行趨于穩定時，發現二沉池池面出現大量浮泥，二沉池出水中SS增多，取泥樣觀察化驗，發現污泥絮體細小，沉降性差，揮發性污泥比例降低。原因是污泥在二沉池停留時間太長，在厭氧條件下發生了反硝化反應，有機物在曝氣池內生化降解不徹底，殘留在水中的BOD為反硝化提供了碳源，而反硝化作用產生的N2將污泥帶至水面。

4故障應對措施

（1）曝氣池表面出現較多茶色泡沫。發生該現象主要是曝氣池污泥濃度太高，泥齡太長，或進水濃度太低，污泥內源代謝加劇、自身氧化分解，絮狀污泥解體，沉降性差的細小無機污泥增多。解決方法：增加剩余污泥排出量，降低曝氣池污泥濃度，改善進水水質，必要時補充碳源。（2）二沉池出水渾濁，其中SS增多。出現該現象主要是污泥在二沉池中停留時間太長，在厭氧條件下發生了反硝化反應。解決方法：加大污泥回流比以更新池底污泥，加強曝氣池管理。（3）其他操作條件相對變化不大，而曝氣池中DO持續低于設計值，增大風量也難以提高。出現該現象主要是曝氣池中污泥濃度過高，進水濃度高。解決方法：加大排泥，降低污泥濃度，調整進水。隨著微生物量的增加，逐漸增大曝氣量至設計要求。

5效果分析

經過30d左右的調試及運行，取得了如下效果：（1）在氧化溝進水COD為3000mg/L左右，出水COD可降至150mg/L以下，出水達到設計回用要求。鏡檢可明顯發現輪蟲、鐘蟲、累枝蟲等微生物，數量也在穩步增長，而鐘蟲和累枝蟲是活性污泥系統運行良好時所出現的象征性微生物。（2）污泥濃度等指標均已達到設計值，MLSS維持在4000mg/L左右，SV30達到28%左右，SVI控制在65左右。而根據諸多水廠經驗值[10]，SVI控制在50~150為正常值，對于工業廢水可以高至200。活性污泥體積指數超過200，可以判定活性污泥結構松散，沉淀性能轉差，有污泥膨脹的跡象。當SVI低于50時，可以判定污泥老化需要縮短污泥齡。（3）曝氣池DO問題：在開啟3臺風機時，DO值就能保證在2.5mg/L以上，完全滿足微生物生長的需要，并且曝氣池各處曝氣均勻，池內流態穩定，COD的去除率保持在92%以上，微生物對氧氣有極高的利用率，整個系統運行穩定。

6對污水處理系統正常運行的措施與改進建議

（1）增設調節池，用于儲存多余廢水，從而調節曝氣池的進水量。生產車間需盡早通知廢水處理站停機時間和期限，以便廢水處理站能夠提早安排并盡可能多貯存生產廢水供停產期間用。（2）測量曝氣時污泥沉降比并結合顯微鏡觀察活性污泥中微生物的狀況，防止污泥老化和污泥膨脹發生。（3）運行期間定期檢測曝氣池進出口COD、DO、污泥濃度等指標，控制污泥回流比為20%~30%。根據現場觀察，進水對氧化溝DO沖擊負荷較大，應嚴格監控DO量，并及時調節風機風量。（4）建議將剩余污泥排出。目前，將剩余污泥用于打漿，使得污泥中的有機物仍然留在系統中，無法排出。長期下去，有機物便會再次回到污水中，從而使得污水的COD升高。（5）嚴格控制進水SS，廢水進入曝氣池前一定要經過初沉池的初級沉淀處理。將進入生化系統進水水量逐漸控制在1000m3/d左右，以免進水負荷過高，導致系統癱瘓。（6）對于二沉池中存在的老化污泥以及黑色腐泥漂浮，建議加大排泥，將老化污泥及黑色污泥置換出來，以免影響最終出水水質。

作者:郗文君 張安龍 張帆 單位:陜西科技大學