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为啥活性污泥也要“洗澡”?

作者:胖先生的水处理日记

本文2024年1月19日首发于公众号:“胖先生的水处理日记”,如果您想提前学习更多有趣有料的水处理知识,欢迎搜索关注(本号只引流不回复,要想进一步交流请移步公众号)!

为啥活性污泥也要“洗澡”?

前几天的一篇文章中,胖哥提了一嘴要给污泥“洗澡”的事儿。

然后很多朋友就拿了那篇文章的截图私信我,问给污泥“洗澡”是怎么一回事,有什么作用,又该如何操作?

限于当时那篇文章的字数已经5000多了,胖哥实在没有办法详细展开来说,再加上我当时也没有意识到这个看似普通的小操作,竟然会有这么多人关注,所以也就随口一说,没有当回事。

那既然有这么多人问,咱们就利用今天这篇文章好好说说。

那位说了:

“听说过给人洗澡的,给宠物洗澡的,还真没有听过给污泥洗澡,到底是怎么一回事呢?”

其实很简单,就是在做活性污泥系列的实验室小试时,提前把活性污泥的种泥拿自来水洗几遍,好去除原本污泥中可能携带因素对实验结果准确性的影响。

这么干巴巴的两句话,难以让你的脑海中有任何画面感,那咱就还是老规矩,举个例子说明吧。

恰好昨天有位学员朋友说他的AO系统出水氨氮超标,目前还找不到原因,胖哥在和他的沟通过程中,发现不论是污泥浓度、有机负荷、温度、pH、溶解氧、初始氨氮浓度、亚硝酸盐抑制等方面,都没有问题。

所以我就怀疑有可能是好氧池的硝化系统出了问题,原因有两种:

(1)活性污泥中没有足够数量的硝化菌;

(2)来水中有抑制性物质,抑制了硝化菌的活性。

具体怎么判断呢?

这时候就需要做小试试验来验证猜想。

首先来看看进水抑制性因素排除试验,我是这么做的。

步骤1:从原系统好氧池取混合液5L,拿到实验室后静置30min,然后撇掉上清液,留下底泥,假设底泥的体积有2L吧。

步骤2:取5L自来水,然后加入分析纯NH4Cl固体0.96g,折算成NH3-N值50mg/L,待用。

步骤3:取步骤1得到的底泥2L,倒入5L烧杯中,灌入自来水3L,然后静置30min,待污泥沉底后撇掉上清液,然后再灌入3L自来水,静置30min,再撇掉上清液(我把这种操作叫做“洗泥”),重复洗泥至少3遍后,撇掉上清液,留底部沉泥待用。

步骤4:最后一次洗泥后,测试上清液氨氮值、COD值并记录,以COD≤10mg/L、氨氮≤1mg/L为宜。

步骤5:取步骤3经过自来水清洗过至少3遍的底泥500mL,加入步骤2自配的氨氮废水1.5L,混合后静沉30min,取上清液测试COD、氨氮并记录。

步骤6:对步骤5混合水样采取曝气,保持溶解氧值在2-4mg/L之间,每隔4h取混合液水样200mL,静沉30min后,取上清液测试COD、氨氮值,水样取6个。

步骤7:结果分析,如果进水中没有抑制性物质,且活性污泥中的硝化菌数量足够,那么在所取的6个水样中,第1个的氨氮值就应该有明显下降,最多到第三个水样,其氨氮值就应该已经为0了。

如果直到第6个水样的氨氮值都还不怎么降低,那其实就不是原水抑制性物质,反而有可能是硝化菌数量不足。

详细的判断过程已经写完,胖哥也讲了该如何进行“洗泥”操作以及判断洗泥效果是否到位的标准,但我估计肯定还会有人存在疑问:

“洗泥的目的是什么?直接取不洗泥的底泥,加入自配的氨氮水不行么?”

肯定不行,为什么呢?

要想判断系统中氨氮超标到底是不是因为抑制性物质引起,那么我们就得想办法创造一个完全没有抑制性物质的环境。

也就是和现场中“硝化菌+抑制性物质+氨氮”的环境相比,我们需要的是“硝化菌+氨氮”,只有这样才能通过两组的数据来相互印证到底是不是抑制性物质的原因。

如果你不对污泥采取“洗澡”措施,虽然能够通过撇掉上清液排除大部分的抑制性物质,但底泥中的含水率也是非常高的,这部分水中的抑制性物质并不能排除。

还有您可别忘了,活性污泥本身就具备一定的吸附作用,经过长时间累加吸附再其表面的抑制性物质,其浓度肯定会比水中浓度更高!

所以这么做的对比实验,结果可能有两种:

(1)排除一部分上清液原水,加入一部分自配氨氮水样,起到了稀释抑制性物质的作用,抑制性物质浓度下降,硝化菌恢复了一部分的硝化能力,出水氨氮会下降;

(2)残存的抑制性物质仍然能够起作用,硝化细菌仍然不能起硝化效果,因此出水氨氮没有去除效果。

如果我们取得的实验数据印证了推论(1)的结论,这还好说,最起码也能说明的确是原水中存在抑制性物质才导致硝化系统效率下降。

但如果出水氨氮不降呢?你能说明是因为存在抑制性因素还是因为硝化菌数量不足导致的吗?

很显然,没有办法说明。

所以在这种对比试验中,别嫌麻烦,是非常有必要给污泥“洗澡”的。

看到这,估计还有人问另外一个问题:

“胖哥,测氨氮我明白,为啥还要同步测COD呢?”

测COD的目的,主要是为了排除有机负荷高引起的硝化作用抑制,另外也是为了避免水中悬浮物对氨氮测试结果的影响。

万一你取样测试时,由于上清液并不完全清澈,悬浮活性污泥导致最终测出来的氨氮值高,这时候只需要看一眼COD的值,如果同时上升,那就说明是你取样出问题了。

好了,有关于为啥污泥也得“洗澡”的问题,咱们基本解释完毕了。

哦,差点忘了,上面只说了一个如何排除抑制性因素影响硝化反应的试验,还没说另外一个原因的对比试验该如何做。

接下来胖哥就把如何判断系统中硝化菌数量不足的对比试验步骤整理如下。

步骤1:取原系统好氧池混合液5L,分出其中1.5L装入到一个干净的2L烧杯中,静置30min后,取上清液测试其氨氮、COD值,然后曝气,保持溶解氧值在2-4mg/L。

步骤2:取剩余的3.5L原系统好氧池混合液,静置30min后,缓慢倒出上清液2L至提前预备好的干净3L烧杯中备用。

步骤3:从另外一个硝化功能正常的污水厂中取好氧池混合液2L,最好是同类型污水厂,如果没有也可以找市政生活污水处理厂,取回后静置30min,取上清液测试氨氮、COD值,如果COD≤10mg/L、氨氮≤1mg/L则不用额外洗泥,如果COD、氨氮值较高,则有必要进行洗泥。

步骤4:撇掉步骤3中上清液,留出底泥500mL待用。

步骤5:取步骤4中的底泥300mL,然后倒入步骤2中得到的上清液1.2L,混匀后静置30min,取上清液测试COD和氨氮,然后曝气,保持溶解氧为2-4mg/L。

注意这里面污泥和水样的量不能乱加,原则是配置出来的混合液中的污泥浓度和步骤1中曝气的混合液污泥浓度基本一致为宜,假设原系统中的MLSS=4000mg/L,沉降30min后的底泥MLSS=20000mg/L,则300mL底泥+1200mL上清液混合后,污泥浓度=4000mg/L。

还有一点,就是步骤5的混合液和步骤1的混合液最好放一起,保持其余条件一致。

步骤6:步骤1和步骤5的曝气混合液分别每隔4h取样,连续取6个样,测试氨氮值,相当于最长反应24h。

步骤7:数据分析,如果步骤1不同时间段出水氨氮值基本不变,但步骤5出水氨氮值随着反应时间延长而匀速下降,那就说明原系统中的硝化菌要不就数量不足,要不就性能有问题。

再结合抑制性因素排除试验,基本可以确定病因所在。

有关于污泥为什么也要“洗澡”的讨论,到这里基本就结束了,不知道您各位都学会了吗?

好了,今天的日记内容就到此为止。

最后,十分感谢您关注胖哥的水处理日记,有时间的话,咱们下次继续聊水处理的那些事儿。

PS:还没有关注胖哥的朋友们,动动小手关注下吧~

为啥活性污泥也要“洗澡”?

--End--

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