污泥膨胀的应急管理措施
每年在这个时间段，我国北方一些地区的污水厂容易爆发污泥膨胀，也就是污水厂内俗称的翻泥，主要表现在二沉池活性污泥基本没有泥水分离和沉淀压缩的效果，二沉池内沉淀泥位上升到沉淀池出水三角堰，随水大量流入到后续处理构筑物内，造成后续深度处理设施堵塞，流程不畅，厂内溢流等事故发生。同时由于大量污泥随二沉池出水流出，无法回流到生物池系统内，会造成生物池内的活性污泥浓度快速减少，使对浓度敏感的氨氮指标迅速超标，造成出水水质超标。
污泥膨胀的诱发原因很多，北方地区在冬季较多的爆发污泥膨胀在一定程度上与温度和污泥排放有关，但是关联度的数据化确定需要各个污水厂针对自身工艺进行确定。在之前的文章中有对污泥的丝状菌膨胀进行了探讨，对污泥膨胀的起因和解释就不再继续讨论了，在这一期公众号主要和大家进行出现污泥膨胀的应急管理的措施。
出现污泥膨胀的工况时，最大的影响主要是污泥的沉降性能严重变差，在二沉池的泥水分界线迅速上升，在二沉池表面三角堰的出水的带动下，大量的活性污泥随出水流出，造成后续的一系列的不良影响。因此自出现污泥膨胀后，主要的应急管理措施需要围绕二沉池的污泥沉淀管理来进行。
应急管理一般会从工艺调控，加药两个方面进行，现场工作人员要根据现场实际的运行情况进行选择和实施。
首先来看工艺调控，一般来说工艺调控是作用到微生物的生存环境的，通过对微生物的生存环境的改变来逐步扭转活性污泥中膨胀的丝状菌或非丝状菌的大量滋生和富集，从而控制污泥膨胀的恶化。可以针对产生膨胀的原因来进行相应的工艺调控，比如溶解氧控制，增加二沉池沉淀时间，补充缺失的营养元素等。从工艺调控的角度来看，工艺调控的作用慢，是治根的做法，从微生物根源来改变污泥膨胀的情况，从运行根本来说是最佳的调整措施，也是最经济和最符合运行原理的做法。但是在实际中，工艺调控也有一定的局限。
1、活性污泥中的微生物数量巨大，受到环境影响的因素众多，现场在进行工艺调控的时候，需要进行膨胀的原因分析，累计和统计了大量的详尽的运行数据，根据运行数据实际分析膨胀原因，并制定相应的应对措施。很多污水厂现阶段还不具备这方面的技术和管理能力，大部分时间都在盲目的应对。
2、在实际中还有可能受到厂内实际工况的制约，比如污泥脱水能力远远不能满足实际产泥量，进水量，进水浓度和设计指标相差过大，调整余地基本没有，因此出现膨胀，工艺调控的难度大，收效低，也使工艺调控无法实施。
3、季节因素的影响，冬季气温低，微生物处于低活性的状态，对外界的应激反应能力下降，通过工艺调控改变生存环境，对微生物产生的影响被温度因素消除掉，更大幅度的改变环境因素又有可能诱发其他异常出现，工艺调控的预期只能大打折扣。
从这些方面分析，在出现膨胀后，工艺调控的可行性并不是最好，因此在污水厂内应更多的强调预期调控而不是出现异常后的调控，所以在出现膨胀后，最佳的应急措施不是工艺调控，而是加药处理。
加药处理一般采用的有两种做法，一种是投加助凝剂PAC或者PAM，通过化学药剂的辅助作用，来改变活性污泥的沉降性能；另一种就是投加消毒剂，利用消毒剂对微生物的灭杀作用，对微生物种群中占据主导丝状菌进行灭杀，从而控制膨胀。
两种做法各有相应的优势和缺点，投加助凝剂，可以改善活性污泥在二沉池内的沉淀效果，降低二沉池的污泥泥位，拉低泥水分界线，使出水带泥的现象减少，从而避免出现水质恶化的情况，但是在投加化学助凝剂后，在系统内会产生更多的剩余污泥，而在一些污水厂内的膨胀原因是由于污泥脱水能力不足的情况下，系统内的更多剩余污泥无法被有效脱水外运，重新回到生物池内，形成污泥系统内的恶行循环，继续诱发和保持污泥膨胀。因此在进行化学助凝剂的投机同时，要做好污泥的系统脱水排出的保障，这样才能逐步将膨胀的污泥排出系统，最终改善污泥的沉淀效果。
强化污泥沉淀的化学药剂PAC，聚合氯化铁，PAM都一定的作用，在选择投加药剂之前，首先要进行实验室的烧杯实验，比较各种药剂的优劣，通过沉淀效果，投加量，实际人工操作的可行性上进行优化对比，最终确定相应的化学药剂。要注意的是烧杯实验只是理想状态下的沉淀模拟，二沉池的现场比烧杯结构要复杂的多，水力条件也复杂多变，因此烧杯实验确定的数值只能是最低的投加量，要想在实际中达到烧杯实验效果，需要对烧杯实验数据进行系数放大，一般在1.5~3倍的投加量进行实地投加。实际投加过程中，不能一次性全部投加，需要逐步跟随进水量逐步投加，让药剂均匀分布到活性污泥中，这样可以使药剂的作用最大化释放，开始投加后，要加强每日对生产数据的监控，加强脱泥，并根据污泥沉降性能的变化，调整药剂的投加量和投加速度。
另一种消毒剂的投加，需要严格谨慎的进行，现阶段主流的氯族的消毒剂，都是广谱消毒，对所有的微生物的影响都是剧烈的，不分种类的对活性污泥中的微生物进行消杀，在投加消毒剂的时候，如果不加控制往往会灭杀降解有机物和营养物的有益微生物，也有过量的氯化物会对污泥的絮凝体也进行氧化，造成污泥絮凝体分散，沉降更加困难，严重时导致系统崩溃。
因此在投加消毒剂时，一定要谨慎和适宜，投加点一般要选择在回流污泥完全混合的区域，比如好氧区等，最大程度的使药剂分散作用，投加时一定要从低剂量开始，并实时进行镜检观察，根据微生物的变化及时进行调整。从低剂量逐步提升到高剂量，直至出现丝状菌微丝出现断裂，沉降比开始明显改善后，就及时下调加药量，并配合系统排泥等工艺调控措施，最终停止投加消毒剂。
无论消毒剂和助凝剂，在投加前必须进行实验室的烧杯实验，通过是实验室小试确定化学药剂的投加量，然后根据药剂浓度密度计算实际投加量。
举个例子来做一个化学简单的投加量的计算：
污水厂平均日进水量Q为：20000ｍ3/d，
外回流比为100%，回流污泥量q为：20000ｍ3/d，
根据烧杯实验确定的投加量：
氯化铁：纯度30%，溶液的密度ρ为1.3Kg/L，烧杯实验投加量m：80mg/L
计算投加量为：
混合液流量QH＝Ｑ＋q
＝20000+20000
＝20000ｍ3
所需的化学药剂的量qh＝QH×ｍ×放大系数（1.5）
＝40000×80×1.5
＝4800kg
根据化学药剂的浓度计算出液体的投加量QL＝qh/ρ
＝4800÷1.3
＝3692l
≈3700L
实际投加也就是需要投加3700L，假定进水水量日夜均衡，每小时投加量在154L。
需要注意的是，无论采用那种化学药剂，都是从外部使用强硬手段对微生物进行扭转改造，这些措施都是治标措施，不是治本的方法，对微生物和系统的破坏都非常大。在实际运行中，一定要有预防控制的工艺管理理念，通过多年的运行经验和数据的积累，预判可能的工艺异常，并及时采取措施进行调控，这才是污水厂稳定运行的工艺保证体系，也希望能有更多的运行人员深入思考工艺管理的方式和途径。