1、工程概況
寧波某印染廢水處理工程，設計處理能力為4200m3/d，其工藝流程見圖1。進水水質如下：CODcr400mg/L～600mg/L，色度300～500倍，pH值8～10。出水水質要求如下：CODcr100mg/L，色度70倍，pH值6～9。
主要工藝參數如下：調節(jié)池停留時間4h，采用穿孔管曝氣攪拌;冷卻塔設計進出水溫度45℃和35℃。初沉池采用斜管沉淀池，表面負荷2.5m3/m2•h；水解酸化池停留時間8.5h，池內系掛填料，采用潛水攪拌機攪拌；曝氣池分為兩組，可串聯、并聯切換運行，停留時間分別為9.3h和5.6h；二沉池為輻流式沉淀池，表面負荷0.87m3/m2•h；終沉池為輻流式沉淀池，表面負荷1.0m3/m2•h。
2、污泥膨脹的現象
工程自投入運行開始，曝氣池經常性出現泡沫，并伴有黑色浮泥;二沉池出現跑泥、漂泥問題，最終導致出水透明度降低和水質變差。從日常的運行記錄來看，SVI值常在300mL/g以上，有時高達600mL/g。從鏡檢情況來看，污泥絮體細碎，絲狀菌縱橫交錯，構成相互連接的稀疏網狀，由此判斷是由絲狀菌引起的污泥膨脹。
3、污泥膨脹的成因
根據絲狀菌對環(huán)境條件和底物種類要求的不同，可將污泥的絲狀菌膨脹分為5種類型：低底物濃度型，低DO濃度型，營養(yǎng)缺乏型，高硫化物型，pH不平衡型。從每天水質檢測記錄來看，pH值在8～10，曝氣池溫度在23～36℃之間，可排除pH值和溫度的影響。為了解硫化物對污泥膨脹的影響，對水解池出水的S2-濃度進行為期5天的水質檢測，檢測數據表明可排除硫化物的影響。從運行現場來看，曝氣池曝氣均勻，DO在1.5mg/L以上，不存在缺氧現象。
現場水質取樣測定：BOD/N/P為100/3/0.4。通常來說，N、P在污水中的合適比例為BOD/N/P=100/5/1。按BOD/N/P要求投加足量N、P營養(yǎng)物后，污泥膨脹問題沒有得到明顯改善。因此認為，N、P的缺乏不是誘發(fā)污泥膨脹的主要因素。
根據運行數據，經核算污泥負荷為0.15kgCOD/(kgMLSS•d)左右，污泥負荷較低。根據動力學選擇理論，在底物濃度低的情況下絲狀菌相對于菌膠團會優(yōu)勢生長，低負荷容易導致污泥膨脹發(fā)生。因此認為，誘發(fā)污泥膨脹主要因素是污泥負荷過低。
4、污泥膨脹的控制措施
污泥膨脹發(fā)生期間，通過投加絮凝劑促進污泥凝聚，增加排泥等措施，能暫時性控制污泥膨脹，但無法得到徹底解決，污泥膨脹依舊間歇性發(fā)生。為了從根本上消除污泥膨脹問題，2009年底對污水處理工程進行了技術改造。技改從污泥膨脹的成因著手，參照環(huán)境調控控制和代謝機制控制的理念，為菌膠團細菌生長創(chuàng)造有利條件，通過生物競爭機制抑制絲狀菌的過度生長和繁殖，將絲狀菌控制在合理的范圍。
技改措施包括：
(1)在曝氣池前增設缺氧生物選擇器，停留時間為45min;
(2)關閉停留時間短的那組曝氣池，以這組曝氣池作為調節(jié)池的備用，同時可減少沖擊負荷;
(3)初沉池停止投加藥劑。
5、微膨脹運行可行性分析
從2015年3月份開始，曝氣池泡沫有所好轉，鏡檢顯示絲狀菌數量較技改前有所減少，污泥膨脹問題得到明顯改善。圖2為2015年3月至10月的SVI值、COD的變化。
由圖2可知，SVI值維持在100～250mL/g之間，曝氣池活性污泥長期處于絲狀菌微膨脹狀態(tài)，但從二沉池出水水質來看，COD保持在60～130mg/L之間，生化系統(tǒng)的處理效率較為穩(wěn)定。從運行效果上看，污泥微膨脹有別于通常意義上污泥膨脹，主要區(qū)別是污泥在微膨脹狀態(tài)下，控制了絲狀菌的增殖速度，使SVI值維持一定范圍內(100～250mL/g)，不影響二沉池的泥水分離，曝氣池能夠維持住所需的污泥濃度。
有研究表明，適當的絲狀菌有助于形成網狀污泥，在污泥沉降過程中充分利用絲狀菌所形成的污泥絮體網狀結構網捕、吸附和截留水中細小的懸浮顆粒和游離細菌，達到較好的出水水質。筆者認為污泥膨脹發(fā)生后，除了關注出水水質外，最關鍵在于有沒有出現污泥流失問題，其關系到曝氣池是否能夠維持住足夠的污泥濃度，從而保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。從該工程的實際運行情況來看，在絲狀菌微膨脹下，沒有發(fā)生污泥流失現象。因此，印染廢水處理系統(tǒng)運行控制采用活性污泥微膨脹是可行的。
6、結論
對于印染廢水處理工程因污泥負荷過低誘發(fā)的絲狀菌污泥膨脹，可通過環(huán)境調節(jié)控制和代謝機制控制等調控措施有效地控制污泥膨脹。在污泥絲狀菌微膨脹狀態(tài)下，曝氣池只要維持足夠污泥濃度，二沉池就能夠得到滿意的出水效果。從本工程實際情況來看，印染廢水處理系統(tǒng)運行控制采用活性污泥微膨脹是可行的。( >
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