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(guó)曼徹斯特的阿登和洛克特發(fā)起以來(lái)，已廣泛應(yīng)用于生活廢水和工業(yè)廢水的處理。所謂活性污泥是由細(xì)菌、原生動(dòng)物、懸浮物和膠體物質(zhì)等微生物混合而成的絮狀顆粒，對(duì)有機(jī)物具有很強(qiáng)的吸附和分解能力。絮凝劑結(jié)構(gòu)具有良好的沉降性能，將處理后的水與污泥分離，z終達(dá)到通過(guò)嘴凈化廢水的目的。活性污泥法的關(guān)鍵是活性污泥。其沉淀性能直接影響出水水質(zhì)。

二、什么是“污泥膨脹”?

污泥膨脹是活性污泥處理系統(tǒng)運(yùn)行中的異常情況之一。其明顯現(xiàn)象是結(jié)構(gòu)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(zhì)對(duì)污水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和降解，大量微生物消失，影響后續(xù)結(jié)構(gòu)的沉降效果。

三、污泥膨脹的測(cè)定指標(biāo)

污泥沉降性能評(píng)價(jià)常用指標(biāo)有以下類型: ①污泥沉降比:活性污泥反應(yīng)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(xì)菌膠的結(jié)合水比。(3)污泥沉降速率:混合溶液靜置一段時(shí)間后，形成清晰的泥水分界線。之后，它將進(jìn)入沉淀階段，分界線將以恒定速度下降。④絲狀菌長(zhǎng)度:每單位體積活性污泥中絲狀菌的長(zhǎng)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(gè)方面，一是從工藝操作的角度。例如，調(diào)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(gè)方面是相互影響、相互制約的。從現(xiàn)有研究結(jié)果來(lái)看，活性污泥膨脹的發(fā)生與以下因素有關(guān)。

1進(jìn)水水質(zhì)(1)進(jìn)水中氮磷營(yíng)養(yǎng)缺乏:當(dāng)進(jìn)水中氮磷含量不足時(shí)，絲狀微生物如:貝葉斯硫細(xì)菌、浮游耶路撒冷分枝桿菌等絲狀細(xì)菌會(huì)過(guò)度繁殖，導(dǎo)致絲狀污泥膨脹。zuiz近的研究表明，當(dāng)磷充足而氮不足時(shí)，由于營(yíng)養(yǎng)比例的不平衡，會(huì)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(yīng)嚴(yán)格控制。如果發(fā)生污泥膨脹，氨水、尿素、硫胺素等。應(yīng)該添加。

(2)進(jìn)水碳水化合物含量高，含有大量可溶性有機(jī)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(zhì)作為能源，同時(shí)分泌覆蓋膠束細(xì)菌表面的高粘性物質(zhì)，從而大大提高污泥的結(jié)合水率，造成非絲狀污泥膨脹。此外，活性污泥中的絲狀細(xì)菌對(duì)大分子物質(zhì)的水解能力較弱，與其他細(xì)菌相比難以吸收不溶性物質(zhì)。因此，當(dāng)進(jìn)水中含有更多可溶性有機(jī)物時(shí)，絲狀細(xì)菌很容易利用自身繁殖，導(dǎo)致絲狀細(xì)菌膨脹。

(3)進(jìn)水中硫化物含量高，腐爛或早期消化污水:正?；钚晕勰嘀辛虼x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(shí)間過(guò)長(zhǎng)，基質(zhì)中硫化物含量過(guò)高，容易導(dǎo)致硫化物細(xì)菌和貝氏體硫化物等硫代謝絲狀細(xì)菌的過(guò)度繁殖

溫度是影響微生物生長(zhǎng)和存活的重要因素之一。每種微生物都有自己合適的生長(zhǎng)溫度。在一定的溫度范圍內(nèi)，浮游動(dòng)物和硫菌靈占優(yōu)勢(shì)可能會(huì)導(dǎo)致污泥膨脹。有些人認(rèn)為，通過(guò)觀察絲狀細(xì)菌膨脹的主要原因以及在5℃、12℃和20℃下細(xì)菌的生長(zhǎng)，低溫有利于絲狀細(xì)菌的生長(zhǎng)。一些研究還表明，在其他條件相同的情況下，10℃時(shí)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的污泥膨脹。例如，當(dāng)反應(yīng)器溫度升至22℃時(shí)，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(yīng)的必要條件。保持一定的溶解氧含量是控制反應(yīng)器的非常重要的因素之一。在低溶解氧條件下，一些絲狀細(xì)菌(如1701型泥炭蘚菌)由于飽和常數(shù)Ko小和對(duì)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?yàn)樵撝颠€取決于反應(yīng)器中活性污泥負(fù)荷Bx的實(shí)際值。

5BOD-污泥負(fù)荷BOD-污泥負(fù)荷是設(shè)計(jì)活性污泥反應(yīng)池和控制其運(yùn)行的重要指標(biāo)。許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)污泥負(fù)荷在0.25 ~ 0.45公斤生化需氧量/公斤MLSS范圍內(nèi)時(shí)。沉降性能良好，SVI值將超過(guò)此范圍。

此外，污泥膨脹也可能是由于污泥齡過(guò)長(zhǎng)和有機(jī)物濃度梯度小造成的。

6進(jìn)水含有有毒物質(zhì)

有毒有害物質(zhì)，如: H2S、苯酚、醛和酮，不利于絮體的形成，會(huì)增加SVI。據(jù)報(bào)道，當(dāng)城市污水中H2S濃度超過(guò)1 ~ 2毫克/升時(shí)，可能會(huì)發(fā)生污泥膨脹。預(yù)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(shí)控制措施臨時(shí)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(jī)或無(wú)機(jī)混凝劑，如:聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺等有機(jī)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(yīng)太大，否則很容易破壞細(xì)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(xué)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(xì)菌和類桿菌。H2O2可以破壞具有大絮狀物的絲狀細(xì)菌，但是不能破壞存在于絮狀物中的絲狀細(xì)菌。

不推薦臨時(shí)控制方法，因?yàn)椴僮骺刂撇蝗菀渍莆?，不能解決污泥膨脹問(wèn)題，這也將帶來(lái)污水水質(zhì)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(dāng)造成的污泥膨脹。例如，消化污水產(chǎn)生的污泥膨脹時(shí)可以充氣，或者沉淀池中的污泥應(yīng)及時(shí)刮除。對(duì)于氮磷等營(yíng)養(yǎng)缺乏引起的污泥膨脹，可以及時(shí)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(dāng)控制污泥膨脹時(shí)，適當(dāng)增加污泥負(fù)荷可以加快污泥的回收速度。由于溶解氧低導(dǎo)致污泥膨脹，可以增加鼓風(fēng)機(jī)，通過(guò)增加供氧來(lái)解決問(wèn)題。低酸堿度污泥膨脹可調(diào)節(jié)進(jìn)水水質(zhì)；由于低負(fù)荷引起的污泥膨脹，在沒(méi)有降低處理功能的情況下，可以適當(dāng)增加負(fù)荷。

3環(huán)境法規(guī)控制法環(huán)境法規(guī)競(jìng)賽的起點(diǎn)