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起以來，已廣泛應用于生活廢水和工業廢水的處理。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運行中的異常情況之一。其明顯現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物質的吸收和降解，大量微生物消失，影響后續結構的沉降效果。

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:靜態沉淀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。從現有研究結果來看，活性污泥膨脹的發生與以下因素有關。

1進水水質(1)進水中氮磷營養缺乏: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，由于營養比例的不平衡，會發生非絲狀菌污泥膨脹。因此，常規污泥工藝中生化需氧量:氮:磷=100: 5: 1應嚴格控制。如果發生污泥膨脹，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，污泥膨脹將不再發生。這也是大多數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。許多學者發現，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。據報道，當城市污水中H2S濃度超過1 ~ 2毫克/升時，可能會發生污泥膨脹。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工藝操作規程控制措施工藝操作規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環境法規控制法環境法規競賽的起點