污泥膨脹原因及措施

污泥膨脹原因及對策所謂活性污泥膨脹是指活性污泥質(zhì)量變輕，體積膨大，沉降性能惡化，在二沉池內(nèi)不能正常沉池下來，污泥指數(shù)異常增高達(dá)400以上。活性污泥膨脹，根據(jù)誘因可分為：因絲狀菌異常增殖所導(dǎo)致的絲狀菌性膨脹和因粘性物質(zhì)大量產(chǎn)生積累的非絲狀菌膨脹。前者為易發(fā)與多發(fā)性膨脹，導(dǎo)致產(chǎn)生絲狀菌性污泥膨脹的細(xì)菌主要有：球衣菌屬，假單胞菌屬，黃桿菌屬，酶菌屬。污泥膨脹的對策，當(dāng)在活性污泥系統(tǒng)產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象時，可按下圖所列程序?qū)ξ勰嗯蛎浀念愋?，誘因與性質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，并采取相應(yīng)的措施加以消除。具體措施說明如下：措施A，投藥處理，能夠殺滅絲狀菌的藥劑有氯，臭氧，過氧化氫等，有效氯為10—20mg/l時，就能夠有效殺滅球衣菌，貝代硫菌：高于20mg/l時，可能對絮凝體形成菌產(chǎn)生危害，因此，在使用氯時一定要按投加量的允許范圍合理投加。而臭氧，過氧化氫等氧化劑只有在較高的計量條件下才對球衣菌有殺滅效果。措施B，改善，提高活性污泥的絮凝性，在曝氣池的入口處投加硫酸鋁，三氯化鐵，高分子混凝劑等絮凝劑。措施C，改善，提高活性污泥的沉降性，密實性。在曝氣池的入口處投加粘土，消石灰，生污泥或消化污泥。措施D，加大回流污泥量，通過這一措施，高粘性膨脹的致因物質(zhì)，即多糖類物降低了，在多數(shù)情況下，能夠解脫高粘性膨脹。有條件的地

方還可在回流污泥前進(jìn)行內(nèi)源呼吸期，提高了絮凝體形成細(xì)菌群攝取有機物的能力和與絲狀菌競爭的能力，絲狀菌性膨脹也能夠得到抑制。在曝氣過程中，可以考慮加入氯，磷等營養(yǎng)物質(zhì)，這樣可以強化污泥活性。措施E，使廢水經(jīng)常處于新鮮狀態(tài)，防止形成厭氧狀態(tài)，如有條件采取預(yù)曝氣措施，使廢水經(jīng)常處于預(yù)曝氣狀態(tài)，吹脫硫化氫等有害氣體，并避免貝代硫菌加以利用增殖。措施F，加強曝氣，提高混和液DO濃度，防止混和液缺氧或厭氧狀態(tài)，即或是局部的或是一時的呈厭氧狀態(tài)，也不利于絮體形成菌的生理活動，而有利于絲狀菌的增殖。措施G，在有利條件下，可以考慮改變水溫，水溫在15攝氏度以下易于發(fā)生高粘性膨脹，而絲狀菌性膨脹則多發(fā)生在20攝氏度以上。措施H，降低污泥在二沉池內(nèi)停留時間，防止形成厭氧狀態(tài)。措施I，調(diào)整污泥負(fù)荷，運行經(jīng)驗表明，如果污泥負(fù)荷超過0.35kgBOD/kgMLSS.d易于發(fā)生絲狀菌性污泥膨脹。措施J，調(diào)整混合液中的營養(yǎng)物質(zhì)平衡，即保證BOD：N：P=10：5：1的要求，當(dāng)混和液失去營養(yǎng)平衡時，往往會發(fā)生高粘性污泥膨脹。措施K，控制絲狀菌的增殖，對已產(chǎn)生大量球衣菌屬的活性污泥，用濃度為50mg/l的硫酸銅，保持5mg/l的殘留濃度，能夠抑制球衣菌屬的增殖。解體多為系統(tǒng)控制不當(dāng)造成的，一般有幾個原因污泥負(fù)荷過高或是過低系統(tǒng)溶氧過高

3.中毒腐化一般是系統(tǒng)死角，厭氧狀態(tài)為常見原因。在實際運行中，以上幾類方法是相輻相稱的，污泥膨脹發(fā)生以后，首先應(yīng)通過觀察現(xiàn)象，借助理化分析手段，判明膨脹的種類及發(fā)生原因，對癥下藥，采取有效的控制措施?；钚晕勰嗯蛎浀目刂普簭奈勰嗯蛎洰a(chǎn)生的內(nèi)在因素著手，分析絲狀菌過量繁殖的原因，針對幾種常見的活性污泥工藝提出解決方案和思路。污泥膨脹問題是活性污泥自產(chǎn)生以來一直伴隨并常常發(fā)生的一個棘手的問題。其主要特征是：污泥結(jié)構(gòu)松散，質(zhì)量變輕，沉淀壓縮性能差；SV值增大，有時達(dá)到90%，SVI達(dá)到300以上；大量污泥流失，出水渾濁；二次沉淀難以固液分離，回流污泥濃度低，有時還伴隨大量的泡沫的產(chǎn)生，無法維持生化處理的正常工作。污泥膨脹是生化處理系統(tǒng)較為嚴(yán)重的異常現(xiàn)象之一，它直接影響出水水質(zhì)，并危害整個生化系統(tǒng)的運作。污泥膨脹的發(fā)生率是相當(dāng)高的，在歐洲近50%的城市污水廠每年都會有不同程度的污泥膨脹發(fā)生，在我國的發(fā)生率也非常高?；旧夏壳案鞣N類型的活性污泥工藝都會發(fā)生污泥膨脹。污泥膨脹不但發(fā)生率高，發(fā)生普遍，而且一旦發(fā)生難以控制，通常都需要很長的時間來調(diào)整。針對污泥膨脹，各方面的理論很多，但并不完全一致，甚至有很多相互

矛盾，這給水處理工作者造成很大的麻煩。本文將從污泥膨脹的內(nèi)在因素著手，整理出幾種較為成熟且有普遍意義的觀點，并歸納一下污泥膨脹控制的一般方法。1、污泥膨脹的原因污泥膨脹分為絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹。非絲狀菌膨脹主要發(fā)生在廢水水溫較低而污泥負(fù)荷太高的時候，此時細(xì)菌吸附了大量有機物，來不及代謝，在胞外積貯大量高粘性的多糖物質(zhì)，使得表面附著物大量增加，很難沉淀壓縮。而當(dāng)?shù)獓?yán)重缺乏時，也有可產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象。因為若缺氮，微生物便于工作不能充分利用碳源合成細(xì)胞物質(zhì)，過量的碳源將被轉(zhuǎn)彎為多糖類胞外貯存物，這種貯存物是高度親水型化合物，易形成結(jié)合水，從而影響污泥的沉降性能，產(chǎn)生高粘性的污泥膨脹。非絲狀菌污泥膨脹發(fā)生時其生化處理效能仍較高，出水也還比較清澈，污泥鏡檢也看不到絲狀菌。非絲狀菌膨脹發(fā)生情況較少，且危害并不十分嚴(yán)重，在這里就不著重研究。絲狀菌膨脹在日常實際工作中較為常見，成因也十分復(fù)雜。影響絲狀菌污泥膨脹的因素有很多，但我們首先應(yīng)該認(rèn)識到的是活性污泥是一個混合培養(yǎng)系統(tǒng)，其中至少存在著30種可能引起污泥膨脹的絲狀菌。而絲狀菌在與活性膠團系統(tǒng)共生的關(guān)系中是不可缺少的一類重要微生物。它的存在對凈化污水起著很好的作用。它對保持污泥的絮體結(jié)構(gòu)，保持生化處理的凈化效率，及在沉淀中起著對懸浮物的過濾作用等都有

很重要的意義。事實也證明在絲狀菌與菌膠團細(xì)菌平衡時是不會產(chǎn)生污泥膨脹，只有當(dāng)絲狀菌生長超過菌膠團細(xì)菌時，才會出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象。1、污泥負(fù)荷對污泥膨脹的影響一般認(rèn)為活性污泥中的微生物的增長都是符合Monod方程的：式中X----生物體濃度，mg/L；S----生長限制性基質(zhì)濃度，mg/L；M----生長限制性基質(zhì)濃度，mg/L；KS 飽和常數(shù)，其值為p=pmax/2時的基質(zhì)濃度，mg/L；pmax 在飽和濃度中微生物的最大比增長速率，d-1研究證明大多數(shù)的絲狀菌的KS和pmax值比菌膠團的低，所以，按照以上Monond方程，具有低KS和pmax值的絲狀菌在低基質(zhì)濃度條件下具有高的增長速率，而具有較高KS和pmax值的菌膠團在高基質(zhì)濃度條件下才占優(yōu)勢。同樣認(rèn)為低負(fù)荷對于絲狀菌生長有利的理論還有表面積/容積比（A/V）假說。這里的表面積和容積，是指活性污泥中微生物的表面積與體積。該假說認(rèn)為伸展于絮凝體之外的絲狀菌的比表面積（A/V）要大大超過菌膠團細(xì)菌的比表面積。當(dāng)微生物處于受基質(zhì)限制和控制的狀態(tài)時，比表面積大的絲狀菌在取得底物方面要比菌膠團有利，結(jié)果在曝氣池內(nèi)絲狀菌就變成了優(yōu)勢菌。低負(fù)荷易導(dǎo)致污泥膨脹這一觀點無論是在實際運行中還是在理論上都有了較為成熟的解釋。但在我國，通常生化反應(yīng)的負(fù)荷設(shè)計都是較

高的，的大量污泥膨脹卻是在高負(fù)荷條件下發(fā)生的，這引起了人們對該理論的懷疑。事實上，在高負(fù)荷條件下的污泥膨脹往往是由于供氧不足、曝氣池內(nèi)DO濃度降低引起的。我們下面就針對溶解氧DO對于污泥膨脹的影響。2、 溶解氧濃度對污泥膨脹的影響微生物對有機物的降解過程實質(zhì)上就是對氧的利用過程。溶解氧在活性污泥法的運行中是一個重要的控制參數(shù)，曝氣池中DO濃度的高低直接影響著有機物的去除效率和活性污泥的生長。低DO濃度一直被認(rèn)為是引起絲狀菌污泥膨脹的主要因素之一。絲狀菌由于具有較大的比表面積和較低的氧飽和常數(shù)，在低DO濃度下比絮狀菌增殖得快，從而導(dǎo)致絲狀菌污泥膨脹。根據(jù)各方面的研究反應(yīng)，DO對于污泥膨脹影響的的臨界值并不確定。DO濃度的要求是與污泥負(fù)荷息息相關(guān)的，負(fù)荷越高，則對應(yīng)的臨界值就越大。這一值的確定與工藝選擇、池型及進(jìn)水類型都有著密切關(guān)系，必須根據(jù)實際情況結(jié)合實驗才可以得出。3、 其它方面對污泥膨脹的影響1）污水種類污水種類對污泥膨脹有著明顯的影響。通常來說，那些含有易生物降解和溶解的有機成份，特別是低分子量的烴類、糖類和有機酸類等類型基質(zhì)的污水易引起污泥膨脹，例如釀酒、乳品、石化和造紙廢水等。2）營養(yǎng)成分的不3）均衡

當(dāng)污水中N、P不足時，易引起污泥膨脹的發(fā)生。通宵認(rèn)為，N、P的合適比例為BOD5：N：P=100：5：1。很多研究表明許多絲狀菌對營養(yǎng)物質(zhì)N、P有著較強的親和力，這可能就是缺乏營養(yǎng)物質(zhì)導(dǎo)致污泥膨脹的原因。4)pH值與溫度一般認(rèn)為pH偏低易引起絲狀菌的大量繁殖。而溫度的對絲狀菌的影響也是很普遍的。例如，冬天Microthixparvicella在絲狀菌群中占優(yōu)勢，而溫暖季節(jié)時Nocardiaform，0041型或Nostocoidalimnicda較易大量繁殖。另外污水在進(jìn)水處理系統(tǒng)前的早期厭氧消化產(chǎn)生的有機酸和硫化氫也可能導(dǎo)致污泥膨脹的發(fā)生。硫磺菌的的貝氏硫菌、硫絲菌等能從硫化氫氧化中獲取能量。而這么細(xì)菌以非常長的絲狀性增殖，有時能長達(dá)1厘米，從而導(dǎo)致污泥膨脹的發(fā)生。2、污泥膨脹的一般解決辦法第一類：應(yīng)急措施適用于臨時應(yīng)急，主要方法是投加藥物增強污泥沉降性能或是直接殺死絲狀菌。投加鐵鹽鋁鹽等混凝劑可以直接提高污泥的壓密性保證沉淀出水。另外，投加一些化學(xué)藥劑，如氯氣，加在回流污泥中也可以達(dá)到消除污泥膨脹現(xiàn)象。投加過氧化氫和臭氧也可以起到破壞絲狀菌的效果。

采用這種方法一般能較快降低SVI值，但這些方法并沒有從根本上控制絲狀菌的繁殖，一旦停止加藥，污泥膨脹現(xiàn)象可以又會卷土重來。而且投藥有可能破壞生化系統(tǒng)的微生物生長環(huán)境，導(dǎo)致處理效果降低，所以，這種辦法只能做為臨時應(yīng)急時用。第二類：改善生化環(huán)境污水廠發(fā)生污泥膨脹的時候，一般無法從工藝流程、池型和曝氣方式的改變來解決，只能在正在運行的流程基礎(chǔ)上通過改變生化池內(nèi)的微生物生長環(huán)境來抑制或消除絲狀菌的過度繁殖。在不同的工藝和水質(zhì)的情況下，很難有一個放之四海而皆準(zhǔn)的解決方案。但生化工藝常遇見的幾種應(yīng)該注意的問題必須加以注意。1）污水性質(zhì)的控制首先應(yīng)該檢查和調(diào)整pH值，當(dāng)pH值低于5以下時，不僅對污泥膨脹會有利，而且對正常的生化反應(yīng)也會有一定的危害，所以當(dāng)pH值偏低時應(yīng)及時調(diào)整。另外在北方寒冷地區(qū)一定應(yīng)注意冬季時的水溫，若水溫偏低應(yīng)加熱，因為低溫也會導(dǎo)致污泥膨脹的發(fā)生。采用鼓風(fēng)曝氣能有效的在冬季較高的水溫。當(dāng)污水中營養(yǎng)成份不足或失衡時，應(yīng)補充投加。N、P含量應(yīng)控制在BOD：N：P=100：5：1左右。若污水處理生化系統(tǒng)前已有消化現(xiàn)象的發(fā)生，產(chǎn)生的低分子有機酸將有利于絲狀菌的生長，這時可以對廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)預(yù)曝氣來加以改善。一般采用空氣擴散器向3-5米有效水深的調(diào)節(jié)池曝氣，供氣量可以

控制在0.5-1.0m3/廢水米3■小時。它能使調(diào)節(jié)池的廢水保持新鮮，并有效防止由于厭氧所會帶來的臭氣。2）保持池內(nèi)足夠的溶解氧對于高負(fù)荷的生化系統(tǒng)特別重要，3）一般至少應(yīng)控制DO>2毫克/L。4）沉淀池內(nèi)的污泥應(yīng)及時排出或回流，5）防止其發(fā)生厭氧現(xiàn)象。若發(fā)生厭氧現(xiàn)象，6）產(chǎn)生的各種氣體吸附在污泥上，7）也會使污泥上浮，8）沉降性能變差。而9）且發(fā)生厭氧的污泥回流也會引發(fā)絲狀菌的大量繁殖。這種情況時除排泥和清除沉淀池內(nèi)的死角，10）并縮短污泥在池內(nèi)的停留時間外，11）還應(yīng)提高曝氣池DO值，12）使出入沉淀池的水保持較的溶解氧，13）或者在污泥回流進(jìn)入生化池前曝氣再生。如左圖所示。在解決了以上問題后，如果污泥膨脹現(xiàn)象仍得不到控制，就得根據(jù)實際情況加以分析，下面針對幾中常見的工藝提出一些指導(dǎo)性的方法，供污水處理工作者參考。A,高負(fù)荷活性污泥工藝目前國內(nèi)對活性污泥工藝的設(shè)計通常采用中等負(fù)荷（0.3KgBOD5/（kgMLSS。）），而在實際中人們從經(jīng)濟角度考慮總是采用較高的負(fù)荷，所以高負(fù)荷下的污泥膨脹在中國具體較為廣泛的意義。在高負(fù)荷情況下，最常見的是DO不足，所以先采取提高氣水比，強化曝氣，在推流式曝氣池內(nèi)首端采用射流曝氣等方式，觀察一段時間，找出問題的所在。

如果在以上措施采取后一段時間情況仍無好轉(zhuǎn)，則可考慮在曝氣池頭部加設(shè)軟填料。這一部份對于有機酸去除率很高，從而去除絲狀菌的生長促進(jìn)因素，幫助絮狀菌生長。這個方法比較有效，但造價較高，且對以后的維修管理造成不便?；蛘咴谄貧獬厍霸O(shè)置一個水力停留時間約為15min的選擇器，一般能很有效的抑制絲狀菌的生長。對于間歇式進(jìn)水的SBR工藝來說，反應(yīng)器本身是完全混合式的，而且在時間上其污染物的基質(zhì)就存在濃度梯度，所以無需再另設(shè)選擇器。通常間歇式SBR工藝產(chǎn)生污泥膨脹的原因是，污泥濃度過高，而進(jìn)水有機物濃度偏低或水量偏小而導(dǎo)致污泥負(fù)荷偏低。對于這種情況，降低排出比，提高基質(zhì)初始濃度，并對SBR強制排泥，一般就能夠?qū)ξ勰嗯蛎洭F(xiàn)象進(jìn)行有效的控制。而對于連續(xù)進(jìn)水的SBR如ICEAS和CASS等工藝如果發(fā)生污泥膨脹的話，就有必要在進(jìn)水端設(shè)置一個預(yù)反應(yīng)區(qū)或生物反應(yīng)器了。B,低負(fù)荷活性污泥工藝低負(fù)荷活性污泥工藝曝氣池內(nèi)基質(zhì)濃度較低，絲狀菌容易獲得較高的增長效率，所以是最容易產(chǎn)生污泥膨脹。除了在水質(zhì)和曝氣上想辦法外，最根本和有效的是將曝氣池分成多格且以推流方式運行，或增設(shè)一個分格設(shè)置的小型預(yù)曝氣池作為生物選擇器，在這個選擇器內(nèi)采用高污泥負(fù)荷，吸附部分有機物并消除有機酸。這個辦法不但有助于抑制污泥膨脹，并能有效的改善生化處理效果。在曝氣池內(nèi)增加填料的方法也同樣在低負(fù)荷完全混合工藝中適用。

對于A/O和A2/O工藝可通過在在好氧段前設(shè)置缺氧段和厭