一.概述

污水處理技術經(jīng)歷了從簡單到復雜，從單一功能到多功能，從低效率到高效率的發(fā)展。污水處理氧化溝、SBR工藝、A/O工藝等工藝得到開發(fā)和應用。目前，在眾多污水處理技術中，活性污泥法被認為是一種有效且廣泛應用的生物處理方法?；钚晕勰喾ㄓ沙醭脸?、曝氣池、二沉池、曝氣設備和污泥回流設備組成。主要構筑物為曝氣池和二沉池。

在活性污泥法的應用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)污泥膨脹、污泥上浮和污泥起泡等問題。一旦運行中出現(xiàn)這些問題，就會降低污水處理的效率，出水水質(zhì)不達標。因此，用肉眼觀察活性污泥的顏色，聞活性污泥的氣味，觀察曝氣池的曝氣情況，可以在一定程度上反映活性污泥的健康狀況。通過光學顯微鏡觀察活性污泥中細菌、真菌、原生動物和后生動物等微生物的種類、數(shù)量、優(yōu)勢度和代謝情況，也可以從微觀角度反映生化系統(tǒng)的健康狀況。

第二，實驗

以廣州石化煉油污水廠高濃度串聯(lián)二級生化單元氧化溝活性污泥為研究對象。二級生化單元的組成如圖1所示。

觀察氧化溝活性污泥的顏色和性質(zhì)，觀察氧化溝和南沉淀池污泥的狀態(tài)；2008年4月1日至30日每天上午10: 00采集氧化溝混合污泥樣品500mL，測定污泥樣品的SV30，測定氧化溝活性污泥濃度，并對污泥樣品進行微生物鏡檢。每隔5天采集氧化溝水，測定氧化溝水和南沉淀池水的BOD5和COD次月記錄南沉淀池排泥前后的污泥池液位。

三。結(jié)果和討論

3.1現(xiàn)場觀察

用錐形量筒收集氧化溝泥水混合物進行觀察，污泥呈黃褐色，新鮮土壤的氣味略帶有機物，所以污泥外觀正常。

觀察氧化溝的池面，發(fā)現(xiàn)池面上有一些褐色的泡沫。這是因為氧化溝的污泥太老，污泥老化解體，絮凝污泥附著泡沫后上浮。

觀察南沉淀池，發(fā)現(xiàn)水面上有一些白色泡沫。這種現(xiàn)象有兩個原因。一是污水中的有機物，如表面活性劑、脂類化合物等，可引起放線菌的快速繁殖，導致生物泡沫浮渣的產(chǎn)生；其次，南沉淀池污泥局部缺氧，反硝化現(xiàn)象導致污泥上浮。這種情況可以通過測量南沉淀池進出水中的總氮來確定。

3.2微生物的顯微鏡檢查

活性污泥主要由活性微生物(Ma)、微生物自氧化殘余物(Me)、吸附在活性污泥上不能被微生物降解的有機物(Mi)和無機物(Mii)組成。

煉油污水廠氧化溝活性污泥微生物鏡檢結(jié)果如圖2a ~ d所示，A為活性污泥概貌圖，B為200倍觀察圖，C、D為400倍觀察圖。從圖A可以看出，污泥整體狀態(tài)是松散絮凝的，細菌的形狀已經(jīng)破碎，污泥活性不好。而且微生物分布分散，活性污泥中Ma比例較小，說明水體中具有凈化活性的微生物較少，抗沖擊能力差，翻泥容易造成系統(tǒng)崩潰。從圖C和圖D可以看出，活性污泥中沒有發(fā)現(xiàn)表明水質(zhì)凈化程度良好的輪蟲和其他微生物，但觀察到了較多的線蟲。線蟲的出現(xiàn)說明水質(zhì)凈化能力差。在污泥中還觀察到許多甲殼類動物(D-中心黑點)。大多數(shù)甲殼動物生活在低負荷狀態(tài)，通常出現(xiàn)在食物與微生物的比例小于0.1時，溶解氧較高，因此污泥趨于老化。大量的出現(xiàn)基本可以確定為低食微比。污泥的生物相檢測結(jié)果不理想，找不到凈化程度好的輪蟲等微生物。

3.3水質(zhì)分析

檢測氧化溝進出口、南沉淀池出水的水、BOD5、COD、氧化溝污泥濃度。結(jié)果如表1所示。

根據(jù)可生物降解性，廢水中的COD可分為兩部分，即可生物降解的COD組分(CODB)和不可生物降解的組分(CODNB)。活性污泥對污染物的降解主要通過生物降解和微生物吸附來完成。大部分CODB被活性污泥中的COD降解菌降解，小部分CODNB被活性污泥吸附。因此，在廢水的生物處理中，COD的去除率始終低于BOD5，導致出水的B/C比顯著下降，往往小于0.10(取決于廢水中CODB成分在COD中的比例)。因此，可以通過測量進出水的BOD5和COD來判斷生物處理系統(tǒng)的運行狀況。如果進出水B/C比變化不大，出水BOD值也高，說明系統(tǒng)運行不正常。另一方面，出水的B/C比下降得比進水快，說明系統(tǒng)運行正常。

除了4月4日出水B/C比穩(wěn)步下降外，其余三天B/C比變化不大，4月12日甚至從0.09上升到0.35?？梢?，氧化溝活性污泥降解污水中CODB成分的能力較差，運行狀態(tài)不理想。

3.4污泥性能

4月1日至30日，對氧化溝活性污泥濃度進行了測量，測量結(jié)果見圖3。

從圖3可以看出，4月份氧化溝污泥濃度穩(wěn)定在5000 ~ 7000mg/L之間，平均值為6083mg/L，4月份氧化溝的SV30為92%~96%，SVI指數(shù)由公式(1)計算:

SVI值為133～181ml/g，是判斷污泥沉降性能的重要參數(shù)。一般認為，當SVI值為100~150時，污泥沉降性能較好，但當SVI值大于200時，污泥沉降性能較差。氧化溝的SVI值在133 ~ 181之間，說明污泥沉降性能不穩(wěn)定，氧化溝抗沖擊能力低。

根據(jù)表1中的污泥濃度、進水BOD5濃度和氧化溝容積，用公式(2)計算4天的活性污泥負荷，計算出COD和BOD5的去除率。計算結(jié)果見表2。

式中:Ls污泥負荷，kg cod(bo D5)/(kg mlss & # 8226；d)；q日取水量，m3/d；SCOD(BOD5)濃度，mg/L；v曝氣池的有效容積，m3；x污泥濃度，mg/l。

當活性污泥處理系統(tǒng)在高BOD5污泥負荷條件下運行時，活性污泥的泥齡較短，降解單位質(zhì)量BOD5的需氧量較低。這是因為在高負荷條件下，一部分被吸收但未進入細胞的有機污染物隨剩余污泥排出。同時，在高負荷條件下，活性污泥的內(nèi)源代謝較弱，所以需氧量較低。相反，當BOD5污泥負荷較低時，污泥齡較長，微生物對有機污染物的降解較深，微生物內(nèi)源代謝時間較長，使得單位質(zhì)量BOD5的需氧量較高?；钚晕勰鄳３终顟B(tài)，BOD5的污泥負荷應為0.2 ~ 0.3kg/(kg mlss & # 8226；d)可取。當污泥負荷過高或過低時，活性污泥容易發(fā)生絲狀膨脹。

從表2可以看出，氧化溝污泥負荷過低會導致污泥的內(nèi)源呼吸和污泥本身的硝化作用，可能會增加COD，降低去除能力。從氧化溝對COD和BOD5的去除率可以看出，污染物去除能力較差，這與低污泥負荷造成的后果是一致的。其次，污泥負荷過低或過高都會造成污泥膨脹，因此需要加強污泥排放，控制污泥齡。

實驗記錄了2019年5月南沉淀池4次排泥量，根據(jù)液位變化和池容量計算排泥量。數(shù)據(jù)記錄見表3。

目前污泥齡的計算主要分為傳統(tǒng)污泥齡、瞬時污泥齡、動態(tài)污泥齡和實時污泥齡。由于不穩(wěn)定的污泥排放周期和污泥濃度，所研究的活性污泥系統(tǒng)被確認為不穩(wěn)定的生化系統(tǒng)。計算污泥齡時采用Lawrence和Macatee模型，將污泥齡定義為微生物在曝氣池中的平均停留時間，粗略計算污泥齡。計算公式如公式(3)所示。

其中:θC污泥齡，d；(X)T曝氣池中的總污泥質(zhì)量，kg；每天從處理系統(tǒng)排出的活性污泥的(△ x/△ t) tMass，kg/d

剩余污泥濃度為1.0～1.2kg/m3，將相關數(shù)據(jù)代入公式:

其中5.406為5月1日至5月26日的平均污泥濃度，kg/m3，4000為氧化溝容積，m3。

泥齡明顯超過250天，屬于超長泥齡；超長泥齡有助于硝化作用，但也有污泥老化的風險。由于系統(tǒng)不穩(wěn)定，平均泥齡只能用勞卡模型計算，與實際情況有一定偏差。

四。結(jié)論和討論。

顯微鏡檢查結(jié)果表明，氧化溝活性污泥絮體疏松，Ma過小，易分解破碎，未發(fā)現(xiàn)反映水質(zhì)良好的輪蟲等微生物。微生物的鏡檢結(jié)果不理想。在活性污泥中觀察到的甲殼綱動物指示的低污泥負荷與隨后計算的污泥負荷一致，線蟲指示的低污水凈化能力也與估計的COD和BOD5去除率一致。

根據(jù)4月份的計算，氧化溝進出水的B/C沒有明顯下降，證明氧化溝活性污泥降解污水中CODB成分的能力較差，運行狀態(tài)不理想。

氧化溝的SVI值在133 ~ 181之間，污泥沉降性能不穩(wěn)定，氧化溝抗沖擊能力低。氧化溝污泥負荷低導致污泥內(nèi)源呼吸，污泥自身硝化，COD去除能力降低。從氧化溝對COD和BOD5的去除率可以看出，有機物的去除能力較差，這與低污泥負荷造成的后果是一致的。

考慮到生化系統(tǒng)的排泥情況，可以認為該系統(tǒng)是一個非穩(wěn)定單元。因此采用Lawrence和Macatee模型進行粗略計算，得出污泥齡大于250天。由于剩余活性污泥的濃度沒有準確測量，計算結(jié)果與實際情況有些出入。

大部分污泥齡是作為初設時的設計參數(shù)，而不是運行狀態(tài)的衡量指標。對于運行系統(tǒng)來說，更重要的是保持穩(wěn)定的污泥濃度，以獲得穩(wěn)定的有機負荷。在污泥濃度穩(wěn)定的情況下，計算污泥齡和確定污泥排放周期是有意義的。因此，目前更重要的是通過排泥或回流來調(diào)節(jié)氧化溝中的污泥濃度，以COD去除率和氨氮去除率為衡量標準，尋找更好的污泥濃度，確定更好的有機負荷。

從實驗結(jié)果可以看出，氧化溝活性污泥太老，污泥易絮凝，微生物少且易破碎，沉降性能差，抗沖擊能力差。進水水質(zhì)的微小波動或環(huán)境的波動都會給系統(tǒng)帶來沖擊，生存能力較弱的硝化細菌會崩潰。

活性污泥特性的分析不僅可以通過生物相檢測或化學指標測定來衡量，還可以從多方面、多角度來衡量。生物相檢測的疑點可以在化學指標測量中得到證實和解釋。污泥特性的分析對了解整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)非常重要，也是對系統(tǒng)中問題產(chǎn)生原因的微觀解釋，對脆弱的煉油污水工藝具有借鑒意義。(來源:中石化廣州分公司公共工程部)

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標簽:  煉油污水氧化溝活性污泥技術