夏季污水厂浮萍与藻类滋生根源探讨
来源:治污者说
在一些污水处理厂的生化池和二沉池内,会出现浮萍和藻类大量滋生的现象,这些浮萍和藻类具有明显的季节性,主要集中在夏季出现,污水处理厂运维人员常常为彻底清除这些漂浮植物感到头疼,对其爆发的原因也存在不同的讨论,污水厂内浮萍和藻类大量滋生的通常不是单一原因造成的,一般会是由于外部环境、氮磷等营养盐、水力滞留死区与外部种源输入多重因素共同作用的结果。
在讨论浮萍和藻类的问题前,首先要确认什么是浮萍,什么是藻类,这也是一些污水厂运维人员的认知比较模糊的地方。
先来看看什么是真正的浮萍,浮萍一般是绿色、圆形或椭圆形小叶片,通常几毫米至一厘米,部分浮萍下方有下垂细根,单片或成片漂浮;植物叶片韧性,可单株完整拾起,不溶于水,浮萍一般会在缺氧池、配水井、二沉池等平缓静止水面大量滋生。

而藻类物质呈丝状、绒状、团块状,拉扯时有明显丝感,同时还会在周边产生的浮膜,呈现翠绿或蓝绿色油漆状薄膜、粉末状浮沫,触感极其滑腻、油膏状,接触碰散后使水体变绿色混浊,并会因为藻类大量繁殖及衰亡产生腥味或腐败味,比较常见的会在深度处理池、二沉池及出水景观池。

虽然两者之间有明显的区别,但是在实际生产中,由于这两种生物的诱发条件比较类似,因此这两种通常会伴随在一起出现,特别是在二沉池表面,两者伴生的现象较多,那么接下来在认识了浮萍和藻类物质之后,我们从下面几个方面对污水厂内浮萍和藻类滋生的问题进行详细的展开讨论。
根源一:池面或池角混合不足
这是最常见、也最容易被忽略的原因。通常情况下,污水厂内的浮萍和藻类主要集中在池壁、池角或隔墙背水侧,而且即使是在同一组生化池内不同区域覆盖差异很大;池面上的浮萍在曝气停止或者没有明显扰动的区域会明显增加;因此在夜间或低流量时更明显;如果由于底部曝气或者搅拌不足,该区域出现DO、ORP长期低于其他区域时,也会大量的滋生。这种情况在污水厂处于低负荷的运行状态更为明显,特别是新建污水厂、符合率极低的污水厂内较多出现这类问题。
根源二:氮、磷等营养盐去除能力下降
浮萍和藻类都是绿色生物,生长繁殖过程中会需要氮磷来进行体内营养元素的补充,但是并不是只看进水TN、TP,氮和磷在污水处理厂内以各种不同的形态变化存在流动,因此出现浮萍和藻类的大量滋生,还要看系统中什么类别的氮磷没有被去掉,特别要注意氨氮、硝态氮、磷酸盐在各个区域的含量的变化,对于污水厂来说,浮萍通常不需要“极高”的营养盐才会生长;只要营养盐持续存在并且水面停留时间足够,长期累积也可能形成明显覆盖。

根源三:前端种源进入
污水厂内藻类滋生较为常见,但是浮萍并不是所有的污水厂都会出现的,一些污水厂大量出现浮萍的原因是由于浮萍具有很强的无性繁殖能力,即使是少量植株或碎片都可以是厂内浮萍的种源,一旦进入到污水厂就可能在合适条件下扩增。而进入到污水厂的浮萍种源可能来自:厂外河道、沟渠、雨水系统;池顶、池边绿化或鸟类活动;上一年度未清理干净的休眠芽存活在池壁死角,水温回升后重新萌发;上游养殖、农业排水或景观水体在暴雨溢流进入污水管网等。
如果浮萍首先出现在进水端,随后沿水流方向逐渐增加,说明种源带入的可能性较高;如果只出现在出水端或池角,则更像是局部水力停滞和池内繁殖。
根源四:污泥积累和内部释放
对于常见的藻类滋生的可能原因还有就是二沉池回流不畅,如果二沉池底污泥积存、造成池底形成的缺氧、厌氧区扩大,底部淤积的污泥可能出现构成微生物有机物厌氧水解;微生物体内的氨氮和磷释放;同时这些微生物分解的残渣会在在二沉池表层形成适合浮萍和藻类停留的黏性界面,此时就会造成藻类和浮萍的大量滋生。

上述根源是污水厂内比较常见的浮萍和藻类滋生的原因,对于污水厂运维人员来说,浮萍和藻类更容易滋生的季节是夏季,那么夏季是不是对这类生物有特别的诱发条件呢,结合夏天的环境因素,再深入讨论下夏季为什么特别容易产生和暴发浮萍和藻类。
1.温度进入浮萍快速生长区间
水中的多数常见浮萍在温暖季节增殖明显。相关的研究资料表明浮萍在氮磷的营养含量、阳光和温度均合适时,具有叶片的浮萍的数量在理想条件下可出现极快增长,许多种类的适宜生长温度约在20~30℃、有足够日光、氮浓度高于约5mg/L、磷浓度高于约1mg/L的条件,常有利于其较快增殖;而且氮磷之间的比例也会影响它们的生长,研究数据表明约15∶1的N∶P比例可快速促进其生长。
当然夏季的季节优势也非常的明显,具体还有:日照时间长、光合有效辐射强;生化池内水温度升高,植物和附着微生物代谢加快;连续晴天时,表层水体具备稳定光照;高温会加快污泥有机物水解和营养物再释放;长时间的日照产生的蒸发可能使池内氮、磷浓度进一步浓缩。
但要注意,夏季并不是越热越有利。持续超过30~35℃、强烈紫外线、pH过高或氨氮游离氨比例过大,都可能抑制甚至杀伤浮萍。所以通常所说的“夏季暴发”,更多是指20~30℃左右、营养盐充足、光照稳定的阶段,而且在温带的污水厂的夏季基本都在这个温度范围内。
2. 进水和回流带入氮、磷
浮萍和藻类都是典型的“营养盐响应型”水生植物。污水厂在夏季期间的水质变化和工艺调整等情况都可能让生化池表面形成适合浮萍生长的营养环境:
外部进水负荷影响:在夏季居民饮食结构中消夏饮食增加,导致生活污水中氨氮、总氮和总磷较高;而在夏季期间管网中存在的食品、屠宰、养殖、发酵等工业废水间歇排入问题诱导氮磷增长的现象更加明显;夏季旅游、餐饮、人口波动导致有机物和营养盐负荷改变;污泥调节池排泥不及时,造成上清液营养盐回流。
内部回流负荷影响:在工艺运行中,出现的一些未能控制到位的工艺回流也会造成氮磷的增高,包括:污泥脱水机房滤液、离心液、压滤液把未能脱除磷重新带回到系统中;停留时间过长的污泥储池、浓缩池的上清液中生物释磷;厌氧池或污泥外回流液回到进水端,携带的可溶性磷重新释放;化学除磷系统停药、断药或混合不充分。夏季系统内过高的污泥浓度得不到充足的曝气条件下会降低系统的处理能力,并可能成为水生植物和藻类的营养来源;系统内过量氮、磷则会加剧藻类和浮萍问题。需要注意的是进水TN、TP不高,并不代表浮萍没有营养。浮萍直接利用的是水体中可利用的无机氮、磷及部分溶解态有机物。若总量不高但水力停留时间长、局部没有冲刷,浮萍仍可能在局部形成高增长率。

从上面的分析来看在夏季的污水厂生化池的开放水面、出现明显绿色浮萍最可能的原因有:
a.局部曝气或搅拌不足,形成水面死角;
b.前端调节池、稳定塘、沟渠或雨水系统带入浮萍种源;
c.夏季高温强光使残余氮磷被快速转化为植物生物量;
d.低负荷运行导致水力停留时间增加、浮萍不易冲走;
e.污泥积累、污泥回流或脱水滤液造成氮磷内部释放;
f.表面覆盖后出现遮光、低氧、腐败和营养再释放的正反馈;
夏季只是把问题“放大”了;真正决定浮萍能否在生化池内持续存在的,通常是水面是否足够平静、营养盐是否持续可得,以及是否有及时的清除和排除机制。污水厂可以根据浮萍和藻类出现的位置来进行后续的控制措施,如果浮萍只集中在几个固定位置,应优先检修混合和水力;如果整个池面覆盖并伴随氨氮、磷升高,则应同时进行营养盐负荷和污泥系统排查;如果伴随气泡、褐色絮体和二沉池出水SS升高,则应先排除上浮污泥问题。
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