活性污泥膨脹及其控制措施

一、什么是“活性污泥”?

活性污泥法自1914年由英國曼徹斯特的阿登和洛克特發(fā)起以來，已廣泛應用于生活廢水和工業(yè)廢水的處理。所謂活性污泥是由細菌、原生動物、懸浮物和膠體物質等微生物混合而成的絮狀顆粒，對有機物具有很強的吸附和分解能力。絮凝劑結構具有良好的沉降性能，將處理后的水與污泥分離，z終達到通過嘴凈化廢水的目的。活性污泥法的關鍵是活性污泥。其沉淀性能直接影響出水水質。

二、什么是“污泥膨脹”?

污泥膨脹是活性污泥處理系統(tǒng)運行中的異常情況之一。其明顯現(xiàn)象是結構活性污泥絮體比普通絮體松散，體積膨脹，含水量上升，不利于污泥基質對污水中營養(yǎng)物質的吸收和降解，大量微生物消失，影響后續(xù)結構的沉降效果。

三、污泥膨脹的測定指標

污泥沉降性能評價常用指標有以下類型: ①污泥沉降比:活性污泥反應器中混合液靜置30分鐘后形成的沉淀污泥體積占原混合液體積的百分比。正常活性污泥靜置30分鐘后，一般接近其z大密度，這反映了沉淀池中活性污泥的濃度，即SV30。(2)污泥體積指數(shù):靜態(tài)沉淀30分鐘后曝氣池出口混合溶液中每克干污泥沉淀污泥所占體積。它可以指示活性污泥中細菌膠的結合水比。(3)污泥沉降速率:混合溶液靜置一段時間后，形成清晰的泥水分界線。之后，它將進入沉淀階段，分界線將以恒定速度下降。④絲狀菌長度:每單位體積活性污泥中絲狀菌的長度，用于表示絲狀菌含量。

四、污泥膨脹的誘因

目前，污泥膨脹的研究可分為兩個方面，一是從工藝操作的角度。例如，調節(jié)污水的酸堿度、溶解氧和污泥齡。另一方面，研究了引起污泥膨脹的微生物。這兩個方面是相互影響、相互制約的。從現(xiàn)有研究結果來看，活性污泥膨脹的發(fā)生與以下因素有關。

1進水水質(1)進水中氮磷營養(yǎng)缺乏:當進水中氮磷含量不足時，絲狀微生物如:貝葉斯硫細菌、浮游耶路撒冷分枝桿菌等絲狀細菌會過度繁殖，導致絲狀污泥膨脹。zuiz近的研究表明，當磷充足而氮不足時，由于營養(yǎng)比例的不平衡，會發(fā)生非絲狀菌污泥膨脹。因此，常規(guī)污泥工藝中生化需氧量:氮:磷=100: 5: 1應嚴格控制。如果發(fā)生污泥膨脹，氨水、尿素、硫胺素等。應該添加。

(2)進水碳水化合物含量高，含有大量可溶性有機物:在引起絲狀污泥膨脹的微生物中，嘴是泥炭蘚屬的代表屬。它可以直接利用葡萄糖、乳糖等碳水化合物物質作為能源，同時分泌覆蓋膠束細菌表面的高粘性物質，從而大大提高污泥的結合水率，造成非絲狀污泥膨脹。此外，活性污泥中的絲狀細菌對大分子物質的水解能力較弱，與其他細菌相比難以吸收不溶性物質。因此，當進水中含有更多可溶性有機物時，絲狀細菌很容易利用自身繁殖，導致絲狀細菌膨脹。

(3)進水中硫化物含量高，腐爛或早期消化污水:正常活性污泥中硫代謝絲狀菌含量不高。污水在排水管道和初沉池中存放或停留時間過長，基質中硫化物含量過高，容易導致硫化物細菌和貝氏體硫化物等硫代謝絲狀細菌的過度繁殖

溫度是影響微生物生長和存活的重要因素之一。每種微生物都有自己合適的生長溫度。在一定的溫度范圍內，浮游動物和硫菌靈占優(yōu)勢可能會導致污泥膨脹。有些人認為，通過觀察絲狀細菌膨脹的主要原因以及在5℃、12℃和20℃下細菌的生長，低溫有利于絲狀細菌的生長。一些研究還表明，在其他條件相同的情況下，10℃時會發(fā)生嚴重的污泥膨脹。例如，當反應器溫度升至22℃時，污泥膨脹將不再發(fā)生。這也是大多數(shù)活性污泥在冬天膨脹的原因之一。

4溶解氧溶解氧作為活性污泥混合物的三種元素(氣體、水和泥漿)之一，是許多生物降解反應的必要條件。保持一定的溶解氧含量是控制反應器的非常重要的因素之一。在低溶解氧條件下，一些絲狀細菌(如1701型泥炭蘚菌)由于飽和常數(shù)Ko小和對低濃度溶解氧的親和力大而快速增殖。然而，“膨脹”和“非膨脹”之間的溶解氧臨界值并不固定，因為該值還取決于反應器中活性污泥負荷Bx的實際值。

5BOD-污泥負荷BOD-污泥負荷是設計活性污泥反應池和控制其運行的重要指標。許多學者發(fā)現(xiàn)，當污泥負荷在0.25 ~ 0.45公斤生化需氧量/公斤MLSS范圍內時。沉降性能良好，SVI值將超過此范圍。

此外，污泥膨脹也可能是由于污泥齡過長和有機物濃度梯度小造成的。

6進水含有有毒物質

有毒有害物質，如: H2S、苯酚、醛和酮，不利于絮體的形成，會增加SVI。據(jù)報道，當城市污水中H2S濃度超過1 ~ 2毫克/升時，可能會發(fā)生污泥膨脹。預曝氣可用于控制這種類型的膨脹，或者重金屬鹽可用于形成沉淀物以去除H2S等。

此外，污泥排放不暢也是非絲狀污泥膨脹的誘因。

五、污泥膨脹的控制措施

1臨時控制措施臨時控制措施包括活性污泥加重沉淀輔助法和滅菌法。

(1)活性污泥加重助沉法是指在膨脹污泥中加入有機或無機混凝劑，如:聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺等有機高分子絮凝劑，以增加活性污泥的比重，使其在沉淀池中易于分離。助凝劑的用量不應太大，否則很容易破壞細菌的生物活性，降低處理效果。沉降輔助方法通常用于控制非絲狀污泥的膨脹。

(2)滅菌法是指在絲狀菌膨脹的污泥中加入化學藥劑，殺死和抑制絲狀菌。常用的滅菌劑包括氯化鈉、二氧化氯、二氧化氯、H2O2、漂白劑等。然而，氯和其他滅菌劑是微生物的非選擇性殺滅劑，其可以殺滅絲狀細菌和類桿菌。H2O2可以破壞具有大絮狀物的絲狀細菌，但是不能破壞存在于絮狀物中的絲狀細菌。

不推薦臨時控制方法，因為操作控制不容易掌握，不能解決污泥膨脹問題，這也將帶來污水水質惡化的不利后果。

2工藝操作規(guī)程控制措施工藝操作規(guī)程控制措施用于因操作控制不當造成的污泥膨脹。例如，消化污水產生的污泥膨脹時可以充氣，或者沉淀池中的污泥應及時刮除。對于氮磷等營養(yǎng)缺乏引起的污泥膨脹，可以及時添加尿素、銨鹽等或與生活污水混合處理，使氮磷控制在BOD5: N: P=100: 5: 1左右。在這種情況下，當控制污泥膨脹時，適當增加污泥負荷可以加快污泥的回收速度。由于溶解氧低導致污泥膨脹，可以增加鼓風機，通過增加供氧來解決問題。低酸堿度污泥膨脹可調節(jié)進水水質；由于低負荷引起的污泥膨脹，在沒有降低處理功能的情況下，可以適當增加負荷。

3環(huán)境法規(guī)控制法環(huán)境法規(guī)競賽的起點