Trong các quy trình xử lý nước thải, phương pháp bùn hoạt động được sử dụng rộng rãi do hiệu quả cao và hiệu quả chi phí.Hiệu suất lắng đọng của bùn hoạt động trực tiếp quyết định hiệu quả tách chất rắn-nước của bể lắng đọng thứ cấp, do đó ảnh hưởng đến sự ổn định của chất lượng nước thải. Khi hiệu suất lắng đọng của bùn hoạt động kém, nó thường biểu hiện như một sự gia tăng bất thường trong chỉ số khối lượng bùn (SVI),bùn bùn trong bể lắng đọng thứ cấp, bùn nổi và chất rắn lơ lửng quá nhiều (SS) trong nước thải. Nếu không giải quyết kịp thời, nó có thể dẫn đến tê liệt toàn bộ hệ thống xử lý nước thải.Bài viết này sẽ bắt đầu với một phân tích các nguyên nhân của hiệu suất lắng đọng bùn hoạt động kém, có hệ thống xây dựng các biện pháp phục hồi có mục tiêu và đề xuất các chiến lược phòng ngừa dài hạn để cung cấp các tham chiếu kỹ thuật cho hoạt động ổn định của các nhà máy xử lý nước thải.
Phân tích các nguyên nhân chính của hiệu suất thanh toán kém trong bùn hoạt động
Nguyên nhân gốc của hiệu suất lắng đọng kém trong bùn hoạt động là cấu trúc lưu lỏng bất thường của bùn hoặc sự khác biệt mật độ giảm giữa bùn và nước,ngăn chặn sự lắng đọng hiệu quả trong bể lắng đọng thứ cấpDựa trên thực tiễn kỹ thuật, các nguyên nhân cốt lõi có thể được phân loại thành ba loại chính: các yếu tố sinh học, các yếu tố hoạt động và các yếu tố môi trường, như được chi tiết dưới đây
(1) Các yếu tố sinh học: Sự mất cân bằng cộng đồng vi khuẩn
Các yếu tố sinh học là nguyên nhân phổ biến nhất của sự lắng đọng bùn kém, chủ yếu liên quan đến loài, số lượng và trạng thái trao đổi chất của vi khuẩn,với sợi bulking và không sợi bulking là những ví dụ điển hình nhất.
Bối đa hóa lá: Sự gia tăng quá mức của vi khuẩn sợi trong bùn hoạt động, nơi các hypha của chúng xen vào nhau để tạo thành một cấu trúc lá lỏng lẻo, cản trở sự tách rời bùn-nước.Các nguyên nhân phổ biến bao gồm::
Sự mất cân bằng trong tỷ lệ carbon-nitrogen (C/N) có ảnh hưởng, chẳng hạn như nguồn carbon quá nhiều (ví dụ: nước thải carbohydrate nồng độ cao) hoặc chất dinh dưỡng nitơ/phốt pho không đủ,dẫn đến lợi thế cạnh tranh tăng cường cho vi khuẩn sợi;
Nồng độ oxy hòa tan (DO) quá thấp (thường là < 2mg/L), đặc biệt là ở các vùng thiếu oxy tại chỗ của bể thông khí.Vi khuẩn sợi (như Nocardia và Thiothrix) phát triển mạnh trong môi trường ít oxy và sinh sôi rộng rãi;
Các chất ức chế (như kim loại nặng và các hợp chất hữu cơ độc hại) ức chế sự phát triển của vi khuẩn flocculent bình thường.có khả năng kháng độc tính hơn, dần dần thống trị.
2. Filamentous bulking: Cũng được gọi là bulking dính, các lớp bùn trở nên lỏng lẻo và nhớt do hấp thụ một lượng lớn nước, dẫn đến giảm đáng kể tốc độ lắng đọng.Nguyên nhân chính bao gồm::
- Nồng độ chất hữu cơ trong dòng chảy quá cao (chẳng hạn như COD> 3000mg / L), dẫn đến sự gia tăng vi khuẩn quá mức và không đủ hình thành các cấu trúc nhỏ gọn trong đàn;
- Nếu tuổi bùn (SRT) quá dài, vi sinh vật sẽ bước vào giai đoạn suy giảm, và sự tiết ra quá nhiều chất polyme ngoài tế bào (EPS) sẽ dẫn đến tăng độ thủy tinh của các đàn;
- Quá trình khử nitri là bất thường, và nitrat trong bể trầm tích thứ cấp được giảm thành khí nitơ trong điều kiện vô khí.khiến chúng nổi lên.
(2) Các yếu tố hoạt động: Phản ứng của các tham số kiểm soát quy trình
Kiểm soát không đúng các thông số hoạt động trong hệ thống xử lý nước thải có thể trực tiếp phá vỡ môi trường trao đổi chất bình thường của bùn hoạt hóa và gây ra các vấn đề trầm tích.
- Hệ thống thông khí bất thường: Không đồng đều dẫn đến biến động quá mức nồng độ DO trong bể thông khí (local peroxide hoặc hypoxia), hoặc cường độ thông khí cao (chẳng hạn như tỷ lệ không khí-nước> 15).:1) phá vỡ các lớp bùn và tạo thành các hạt nhỏ;
- Kiểm soát không đúng tỷ lệ trào ngược: tỷ lệ trào ngược bùn quá thấp (thường là < 50%), dẫn đến nồng độ bùn không đủ (MLSS) trong bể thông khí và khó hình thành bùn;Nếu tỷ lệ trào ngược quá cao (> 150%), nó có thể đưa bùn lỏng chưa lắng đọng trong bể lắng đọng thứ cấp trở lại bể thông khí, làm trầm trọng thêm tình trạng lắng đọng;
- Rồi thải bùn: Rồi thải bùn còn lại không đủ dẫn đến tuổi bùn quá cao, lão hóa bùn, phân hủy hoặc MLSS cao (> 5000mg/L),dẫn đến tăng độ nhớt của hỗn hợp nước bùn trong bể thông khí và tăng khả năng chống lắng đọng.
(3) Các yếu tố môi trường: thay đổi đột ngột về chất lượng nước chảy và điều kiện bên ngoài
Những thay đổi đột ngột trong môi trường bên ngoài hoặc chất lượng nước đi vào vượt quá khả năng thích nghi của bùn hoạt hóa có thể dễ dàng dẫn đến các vấn đề trầm tích.
- Biến động chất lượng nước: chẳng hạn như tăng đột ngột (> 9) hoặc giảm (< 6) pH nước,có thể làm hỏng cấu trúc của thành tế bào vi khuẩn và dẫn đến sự phân hủy bùn hoạt hóa; Những thay đổi đột ngột về nhiệt độ nước vào (chẳng hạn như sự khác biệt nhiệt độ> 5 °C/ngày) có thể ảnh hưởng đến tỷ lệ trao đổi chất của vi khuẩn, đặc biệt là trong môi trường nhiệt độ thấp (< 15 °C),có thể làm giảm đáng kể tỷ lệ lắng đọng bùn;
- Trọng lượng tác động: Trong một khoảng thời gian ngắn, một lượng lớn nước thải có nồng độ cao (như xả nước thải công nghiệp gián đoạn) vào hệ thống,hoặc các chất rắn lơ lửng (SS) trong nước chảy quá cao (chẳng hạn như> 500mg/L), và bùn hoạt hóa không thể được hấp thụ và phân hủy kịp thời, dẫn đến sự "loãng hóa" hoặc đưa các tạp chất vào các vảy và giảm hiệu suất lắng đọng;
- Môi trường hoạt động bất thường của bể lắng đọng thứ cấp: chẳng hạn như phân phối nước không đồng đều trong lối vào bể lắng đọng thứ cấp, tốc độ lưu lượng địa phương cao (> 0,5 m/h),và xói mòn lớp bùn; Sự tích tụ bùn quá nhiều trong bể lắng đọng thứ cấp (với độ dày lớp trầm tích lớn hơn 0,5m) có thể dẫn đến sự phân rã không khí của bùn,sản xuất khí như metan và hydrogen sulfide, mang bùn lên bề mặt.
2、 Các biện pháp phục hồi nhắm mục tiêu đối với sự lắng đọng kém của bùn hoạt
Đáp lại các vấn đề giải quyết do các nguyên nhân khác nhau, cần phải áp dụng phương pháp "định nghĩa phân loại chẩn đoán chính xác, điều chỉnh năng động"thực hiện các biện pháp phục hồi theo giai đoạn, và tránh hoạt động mù làm trầm trọng thêm tình trạng suy giảm hệ thống.
(1) can thiệp khẩn cấp: Nhanh chóng giảm bớt xu hướng xấu đi của việc định cư
Khi sự lắng đọng của bùn hoạt động kém và SS thải vượt quá tiêu chuẩn (chẳng hạn như> 30mg/L) hoặc bùn trong bể lắng đọng thứ cấp bị trôi dạt nghiêm trọng,Các biện pháp khẩn cấp cần phải được thực hiện trước tiên để kiểm soát ô nhiễm và tạo điều kiện để phục hồi sau đó.
1. Tăng cường tách bùn và nước:
- Thêm các flocculant vô cơ (như polyaluminum cloride (PAC) và ferrous sulfate) vào bể thông khí hoặc bể trầm tích thứ cấp,với liều điều chỉnh theo nồng độ bùn (thường là 50-200mg/L), để thúc đẩy sự đông máu của bùn và tăng tốc độ trầm tích thông qua trung hòa điện tích;
- Nếu độ nhớt bùn quá cao, các chất đông cứng trơ (như tro bay và đất diatomaceous) có thể được thêm ở liều 5% -10% của MLSS để tăng mật độ ván và giảm hấp thụ nước;
- Giảm tạm thời tải lượng vào, kiểm soát tải lượng COD dưới 0, 3- 0, 5 kg COD / ((kgMLSS · d), giảm áp suất trao đổi chất vi khuẩn và tránh nới lỏng thêm các bông.
2. Tối ưu hóa hoạt động của bể lắng đọng thứ cấp:
- Ngừng hoặc giảm lưu lượng bùn, chờ bùn trong bể lắng đọng thứ cấp lắng đọng hoàn toàn (thường là 1-2 giờ),và sau đó xả chất lỏng trong suốt phía trên để tránh lưu thông bùn lỏng;
- Nếu có denitrification nổi trong bể trầm tích thứ cấp,một lượng nhỏ khí có thể được thêm vào bể (chẳng hạn như mở thiết bị khí bottom) để duy trì nồng độ DO là 1-2mg/L và ức chế phản ứng phi nitrification;
-Clean up the accumulated sludge in the secondary sedimentation tank and thoroughly discharge the aged sludge at the bottom of the tank through a sludge discharge pump to avoid anaerobic decay affecting the overall sludge performance.
(2) Điều chỉnh hệ thống: nhắm mục tiêu phục hồi hiệu suất bùn dựa trên nguyên nhân của nó
Sau các biện pháp khẩn cấp để kiểm soát ô nhiễm, cần phải điều chỉnh các thông số quy trình theo nguyên nhân và khôi phục cơ bản hiệu suất lắng đọng của bùn hoạt.
1Các biện pháp phục hồi cho sự mở rộng vi khuẩn sợi
-Balanced cung cấp chất dinh dưỡng: Kiểm tra tỷ lệ C / N / P. Nếu nitơ / phốt pho là không đủthêm urea (nguồn nitơ) hoặc kali dihydrogen phosphate (nguồn phốt pho) vào bể thông khí để kiểm soát tỷ lệ C/N ở 10-15C/P ở 50-100:1, tăng cường khả năng cạnh tranh của vi khuẩn hoa;
-Tăng nồng độ oxy hòa tan: Điều chỉnh hệ thống thông khí để đảm bảo rằng nồng độ DO trong bể thông khí vẫn ổn định ở 2-4mg / L,đặc biệt là ở các góc của bể và các khu vực có máy thông gió bị trục trặc. Bảo trì kịp thời hoặc bổ sung các điểm thông khí là cần thiết để loại bỏ các khu vực thiếu oxy địa phương;
- Giảm tuổi thọ bùn: Tăng lượng thải bùn dư thừa, kiểm soát tuổi thọ bùn ở 5-8 ngày (được điều chỉnh theo nhiệt độ nước,và có thể được kéo dài đến 10 ngày ở nhiệt độ thấp), và giảm số lượng vi khuẩn sợi thông qua hiệu ứng "giặt" - vi khuẩn sợi có chu kỳ tăng trưởng dài hơn và tuổi bùn ngắn có thể ức chế sự sinh sản quá mức của chúng;
- Thêm thuốc kháng khuẩn (dùng thận trọng): Nếu vi khuẩn sợi (chẳng hạn như vi khuẩn sản xuất lưu huỳnh) nhân lên nhiều,một lượng nhỏ chất oxy hóa dựa trên clo (chẳng hạn như natri hypochlorite) có thể được thêm vào lối vào của bể thông khí ở liều 0.5-1mg/L (được tính bằng clo hiệu quả) để ức chế hoạt động vi khuẩn sợi, nhưng hoạt động vi khuẩn cần được theo dõi chặt chẽ để tránh ức chế quá mức.
2Các biện pháp phục hồi cho sự mở rộng vi khuẩn không sợi
- Kiểm soát nồng độ chất hữu cơ trong dòng chảy: Bằng cách điều chỉnh van nhập hoặc thiết lập một bể đồng hóa,COD của dòng chảy trong bể thông khí có thể được kiểm soát trong phạm vi 1000-2000mg/LNếu nồng độ lưu lượng quá cao, các phương pháp như chuyển hướng và pha loãng có thể được sử dụng để giảm tải;
- Tối ưu hóa tuổi bùn và xả: Nếu tuổi bùn quá dài, tăng độ xả bùn dư thừa, kiểm soát MLSS ở 3000-4000mg/L, điều chỉnh tuổi bùn đến 8-12 ngày,thúc đẩy sự trao đổi chất vi khuẩn bình thường, và làm giảm sự tiết ra EPS;
- Tăng cường thông khí và khuấy: tăng cường cường độ thông khí (tỷ lệ không khí-nước 12-15:1), tăng hiệu ứng trộn bùn và nước,và tránh các bông từ hấp thụ quá nhiều nước do đứng, nhưng cần phải tránh thông gió quá mức làm vỡ các bông.
3Các biện pháp phục hồi cho các yếu tố hoạt động/môi trường
- Hệ thống thông khí ổn định: thường xuyên kiểm tra các máy thông khí (như máy thông khí màng và ống lỗ), thay thế các bộ phận bị hư hỏng và đảm bảo thông khí đồng đều;Điều chỉnh tốc độ thông khí theo thời gian thực thông qua thiết bị theo dõi trực tuyến DO để tránh biến động DO;
- Tối ưu hóa tỷ lệ trào ngược: Dựa trên MLSS và điều kiện trầm tích của bể trầm tích thứ cấp,kiểm soát tỷ lệ trào ngược ở mức 70% -100% để đảm bảo rằng MLSS của bể thông khí ổn định ở 3000-4000mg/L, trong khi tránh lau lớp bùn trong bể lắng đọng thứ cấp;
- Điều chỉnh các thông số của môi trường nước vào: Nếu pH của nước vào là bất thường,thêm axit (chẳng hạn như axit sulfuric) hoặc kiềm (chẳng hạn như natri hydroxide) vào bể điều chỉnh để kiểm soát pH giữa 6.5-8.5Nếu nhiệt độ nước quá thấp, có thể sử dụng thiết bị sưởi ấm (như sưởi ấm bằng hơi nước) để duy trì nhiệt độ nước ở 15-25 °C (phạm vi nhiệt độ tối ưu cho vi sinh vật);
- Để đối phó với tải trọng va chạm: Một bể điều chỉnh khẩn cấp được lắp đặt tại lối vào. Khi nước thải có nồng độ cao hoặc độc hại đi vào, nó trước tiên được pha loãng và trung hòa trong bể điều chỉnh,và sau đó từ từ bơm vào bể thông khíĐồng thời, cường độ thông gió và bổ sung chất dinh dưỡng được tăng lên để giúp vi sinh vật thích nghi với những thay đổi tải.
(3) Kiểm tra và hợp nhất: Đảm bảo hiệu quả phục hồi ổn định
Sau khi thực hiện các biện pháp phục hồi, cần phải theo dõi liên tục các chỉ số chính, xác minh hiệu quả của chúng và điều chỉnh các thông số để tránh các vấn đề tái phát.
- Các chỉ số giám sát: Phát hiện hàng ngày SVI (phạm vi bình thường 50-150mL / g), MLSS, DO, C / N / P lưu thông, SS thải và các chỉ số khác.Nếu SVI vẫn ổn định trong phạm vi bình thường trong 3 ngày liên tiếp và SS thải < 10mg/L, nó cho thấy sự lắng đọng bùn đã được khôi phục;
- Parameter cố định: cố định cường độ thông gió tối ưu, tỷ lệ trào ngược, tốc độ xả bùn,Liều lượng muối dinh dưỡng và các tham số khác trong quá trình phục hồi để hình thành một kế hoạch hoạt động tiêu chuẩn;
-Slum domestication: Nếu chất lượng nước chảy không ổn định trong một thời gian dài,bùn hoạt hóa có thể được thuần hóa bằng cách tăng dần tải lượng vào (từng lần 10% -20%) để tăng khả năng chống va chạm của nó.
