氮缺乏引起的非丝状菌活性污泥膨胀

系统 中的污泥越来越少，从根本上破坏曝气池 的运行。因此解决污泥膨胀问题对废水生 物处理极为重要。
1、丝状菌性膨胀
——由于活性污泥中的丝状菌过度增殖引 起的丝状菌型污泥膨胀 正常的活性污泥是絮花状物质，其 骨干是细菌结成的团粒，叫菌胶团。 活性污泥是一个混合培养系统，其 中至少存在着30种可能引起污泥膨 胀的丝状菌。丝状菌对保持污泥的 絮体结构，保持生化处理的净化效 率，及在沉淀中起着对悬浮物的过 滤作用等都有很重要的意义。
在正常情况下——菌胶团的生长速率大 于丝状菌的生长速率，不会出现丝状菌 的过度繁殖； 在恶劣环境中——丝状菌由于其表面积 较大，抵抗恶劣环境的能力比菌胶团细 菌强，其数量会超过菌胶团细菌，从而 过度繁殖导致丝状菌污泥膨胀。恶劣环 境指水质、环境因素及运转条件的指标 偏高偏低。
2、非丝状菌性膨胀
——菌胶团细菌本身生理活动异常产生 的膨胀，发生在污水水温较低而且污泥 负荷太高时 细菌将大量有机物吸入体内，又不能 进行新陈代谢，就积储了大量高粘度 的多糖类物质，使得活性污泥的表面 附着水大大增加，使污泥体积指数值 很高，形成膨胀污泥。
1、应急措施
投加铁盐铝盐等混凝剂可以直接提高污泥的压密性 保证沉淀出水。 投加一些化学药剂，如氯气，加在回流污泥中也可 以达到消除污泥膨胀现象。 投加过氧化氢和臭氧也可以起到破坏丝状菌的效果。 采用这种方法一般能较快降低SVI值， 但并没有从根本上控制丝状菌的繁 殖，一旦停止加药，污泥膨胀现象 可以又会卷土重来。而且投药有可 能破坏生化系统的微生物生长环境， 导致处理效果降低，所以，这种办 法只能做为临时应急时用。
活性污泥膨胀成因的机理 及其控制途径
活性污泥膨胀及其特点
正常的活性污泥沉降性能良好，其污泥体积 指数SVI在50～150之间，当活性污泥不正常 时，污泥就不易沉淀，SVI 值升高，甚至高 达400 以上。混合液在1000ml量筒中沉淀 30min后，污泥体积膨胀，上层澄清液减少， 这种现象称为活性污泥膨胀。

传统活性污泥法低负荷、低C N比下污泥膨胀原因及控制作者：杨帆郝杰东来源：《科技创新导报》 2012年第23期杨帆郝杰东(包头市排水产业有限责任公司内蒙古包头 014030)摘要:针对普曝工艺的非丝状菌膨胀问题,对比水质,分析后得出污泥膨胀由于:(1)F/M低;(2)C/N比偏低;(3)吸泥不畅;(4)有消化污泥进入曝气池。

控制方法是:控制好参数,加大排泥量,减少消化污泥进入曝气池。

本文是对包头市东河东水质净化厂传统活性污泥法污泥膨胀前后的运行状况进行分析,认为长时间低负荷运行后受到冲击,C/N值较低是导致污泥膨胀的原因,并实践得到相应的预防和控制措施。

关键词:污泥膨胀预防控制中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)08(b)-0072-021 工艺流程工艺流程见图1。

工业废水和生活污水经过进水泵房(粗格栅、提升泵、细格栅)、旋流沉砂池,进入初沉池完成污水的一级处理。

经过一级处理后的污水进入曝气池进行生物处理,曝气池混合液在二沉池中进行泥水分离,生化出水进行深度处理后作为中水供电厂冷却用(深度处理为曝气生物滤池,生物滤池所产生污泥也进入该厂进水或初沉池),初沉污泥和剩余污泥的混合污泥经脱水后进行卫生填埋处理。

由于进水BOD5浓度长期偏低,而NH3-N值在50～70mg/l,C/N值远远低于理论值20∶1,导致C/N值严重失调,碳源不足,下表1就是该厂2008年1～10月份BOD5、NH3-N及C/N值情况表。

该厂单座曝气池设计进水量为1万m3,进水BOD5为200mg/l,出水BOD5小于30mg/l,混合液悬浮物浓度MLSS=2.86g/l,曝气池容积为3423m3,设计的污泥负荷为0.2kgBOD5/kgMLSS.d二沉池有效容积V=2122m3,直径为26m,表面负荷为0.78m3/(m2.h)。

2 污泥膨胀及原因分析传统活性污泥法稳定运行时二沉池出水BOD5小于30mg/l,混合液悬浮物浓度MLSS为1.5～2g/l,污泥负荷为0.2～0.4kgBOD5/kgMLSS.d,SV30为30%左右,SVI=200～300ml/g,通过镜检发现菌胶团占主体地位且比较紧密,少量丝状菌穿插其中,有活跃的钟虫和轮虫等指示生物。

对于去除营养物质的污水处理厂污泥膨胀的 研究与控制问题是一个发展方向。
对于非丝状菌污泥膨胀的形成机理、控制措 施及动力学模型等问题。
在大量的实验研究与污水处理厂的运行经验 数据的基础上，可建立有控控制法即选择器理论的进一步深化 研究。
高效、便捷污泥膨胀抑制剂的研究发展。
指最大增值速率，
为饱和常数， 为底物浓度。
有关此理论的图解如下图所示
比
胶团菌（B）
生
长
速
率
丝状菌（A）
底物浓度S
图2 不同底物浓度下两种微生物的竞争状况示意图
控制方法
5、污泥膨胀
对于污泥膨胀的控制主要有以下两种方法： 投加某种物质来增加污泥的比重或杀灭丝状
菌。
根据微生物的生长特点，改善微生物的生长 环境来控制丝状菌的繁殖 。
诱因
4、污泥膨胀
污泥膨胀产生的原因多种多样，但主要 可以分为以下两个主要方面： 进水水质
反应器环境
（1）进水水质的影响
原水中营养物质含量不足。 原水中碳水化合物及可溶性物质的含量较高。 硫化物的含量高。 进水波动。
（2）反应器环境的影响
温度。 溶解氧。 PH值。 BOD-污泥负荷。
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5.1 改善微生物的生长环境
污水成分的控制 。 保持曝气池内有足够的溶解氧。 在曝气池前部设置高负荷接触区。 采用设置污泥再生池，在曝气池内增加填料、

污泥膨胀缘由和解决法子之杨若古兰创作废水生物处理是利用有关微生物的代谢过程,是对废水中无机物进行降解或转化的过程.微生物在降解无机物的同时其本人也得到了增殖.污泥膨胀有两品种型，一是因为活性污泥中大量丝状菌的繁殖而惹起的污泥丝状菌膨胀，二是因为菌胶团细菌体内大量累积高粘性物资（如葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖和脱氧核糖等构成的多类糖）而惹起的非丝状菌性膨胀.污泥丝状菌膨胀可根据丝状微生物对环境条件和基质品种请求的分歧而划分为五类类型：（1）低基质浓度型；（2）低溶解氧浓度型；（3）养分缺乏型；（4）高硫化物型；（5）pH不服衡型.在实际运转中，普通以污泥丝状菌膨胀为主，占90%以上.发生污泥膨胀时，次要有以下特征：（1）二沉池中污泥的SVI值大于200ml/g；（2）回流污泥浓度降低；（3）二沉池中污泥层增高.污泥膨胀相干理论：（1）A/V假说：当混合液中基质收到限制或控制时，因为比概况积大的丝状菌获取基质的能力要强于菌胶团，因此菌胶团受到按捺，丝状菌大量繁殖；（2）动力选择性理论：以微生物生长动力学为基础，根据分歧品种微生物具有分歧的最大比生长速率和饱和常数，分析丝状菌与菌胶团的竞争情况；（3）饥饿假说：将活性污泥中微生物分为三类，第一类是菌胶团细菌，第二类是具有高基质亲和力但生长缓慢的耐饥饿丝状菌，第三类是对溶解氧有高亲和力、对饥饿高度敏感的快速生长丝状菌；（4）存储选择理论：在底物风度的形态下，非丝状菌具有储存底物的能力，而被储存物资在底物匮乏时能够被代谢发生能量或合成蛋白质.但是一些丝状菌也具有底物储存能力，底物储存能力不克不及完整用来解释污泥膨胀机理；（5）氮氧化氮假说：CASEY提出低负荷生物脱氮除磷工艺的污泥膨胀假说，如果缺氧区的反硝化不充分，导致好氧区存在亚硝酸氮，那两头产品NO、N2O就会按捺菌胶团的好氧细胞色素，进而按捺其好氧情况下的基质利用，相反一些丝状菌只能将硝酸氮还原为亚硝酸氮，是以不会在反硝化条件下胞内积累NO和N2O，丝状菌就不会在好氧段被按捺，因此更具竞争上风.亚硝酸与SVI有必定的正相干性.沉淀功能良好的污泥粒径分布较广，且以球菌为主，膨胀污泥的粒径大都在10μm之内，污泥较为细碎.影响污泥膨胀的因子：1、温度低温有益于丝状菌生长，Daigger等人发现10℃容易导致丝状菌性污泥膨胀，而污水温度提高到22℃则不容易发生污泥膨胀景象；2、pH活性污泥微生物适宜pH范围为6.5~8.5，pH小于6时，菌胶团活性减弱，生长受到按捺，但丝状菌能大量繁殖，取代菌胶团成为上风种群，污泥的沉降功能明显变差并发生污泥膨胀.pH值低于4.5时，真菌完整占上风.3、DO低DO是惹起丝状菌污泥膨胀的次要缘由之一，若DO 成为限制因子，菌胶团生长受按捺，而丝状菌因具有巨大的比概况积，更易获得溶解氧进行生长繁殖，在竞争中处于上风地位.具有低Ks的丝状菌在低基质浓度下，具有比菌胶团高的比生长速率，这可以解释基质限制、溶解氧限制和养分物资限制惹起的污泥膨胀景象.只需溶解氧成为限制，任何负荷下都会发生污泥膨胀.污水处理中DO控制在2摆布，太高太低都容易惹起污泥膨胀.4、F/M低负荷情况下，因为丝状菌具有巨大的比概况积，低Ks，其对碳源有较强的亲和力，优先利用碳源，形成竞争上风.低F/M经常出此刻完整混合式曝气池、大回流比的氧化沟（如卡鲁萨尔氧化沟）、沿程分散进水曝气池中；低负荷容易激发丝状菌污泥膨胀，高负荷容易激发污泥粘性膨胀.负荷分布不均，好氧区不断处于低负荷运转形态易形成丝状菌大量增殖.Li等人对膜生物反应器内污泥负荷参数的影响研讨标明，当F/M<0.2kg/kg.d时，容易激发污泥膨胀；Pan和Su等人将污水通过好氧选择器进入膜生物反应器，将F/M调整到0.4kg/kgd，无效的控制了污泥膨胀；而Laitinen和Luonis等人则是利用缺氧选择器，加强反硝化除磷感化，无效解决了污泥膨胀.高无机负荷下，反应器内底物充裕，在这类情况中菌胶团比丝状菌具有更强的吸附与存贮养分物资的能力，能够充分利用高浓度的底物敏捷增殖，具有较高的比生长速率，按捺了丝状菌的生长，但是如果DO浓度不敷，在0.5mg/L以下，菌胶团在低溶氧的条件下增殖受到按捺，而丝状菌因为其具有更大的比概况积，即使在低溶氧的条件下也能获得氧，其增殖速率明显高于菌胶团，发生高负荷低DO下的污泥膨胀；低负荷下因为长时间缺少足够的养分物资，菌胶团生长受到按捺，而丝状菌具有较大的比概况积，其菌丝会从菌胶团中伸展出来以添加其摄取养分的概况积.因为研讨者的研讨布景和研讨条件不尽不异，研讨结果也很纷歧致特别是关于无机负荷与污泥膨胀关系的说法也比较混乱.高低无机负荷都可能惹起污泥膨胀，Ford和Eckenfeilder等人发现高低负荷下都可能发生污泥膨胀，Palm等人认为根据负荷分歧，在任何DO浓度条件下都可能发生膨胀，Chudoba等人认为即使对于推流式曝气池，虽然沿吃长方向存在着高的浓度梯度，但在高负荷下也会发生污泥膨胀.5、N、P养分物资通常认为污水中BOD5：N:P=100:5:1为微生物的适宜比例.N、P含量不均衡的废水，会激发丝状菌与非丝状菌膨胀，丝状菌膨胀：有研讨发此刻缺N的情况下，因为丝状菌具有巨大的比概况积，低Ks，其对N、P等养分物资有较强的亲和力，优先利用养分物资，形成竞争上风；非丝状菌污泥膨胀：BOD5/N为100:3时，菌胶团未能有充分的N完成代谢，因而把无机物以高亲水性的多糖胞外聚合物（EPS）的方式储存在胞外.是以要降低进水C/N比.6、微量元素完整混合活性污泥法会滋长丝状菌的过量生长，这可用痕量金属缺乏症理论分析.因为丝状菌具有比菌胶团更大的比概况积，其在痕量金属含量缺乏时比后者具有更大的对痕量金属的吸附能力，从而按捺了菌胶团的生长.7、有毒物资当有毒工业废水进入污水厂时，活性污泥中的微生物要出现中毒景象，Novak在对非丝状菌膨胀的研讨中发现，菌胶团接收污水中的有毒物资后，粘性物资分泌减少，生理活动出现异常，可能惹起污泥膨胀.污泥膨胀解决法子：1、应急措施：（1）添加絮凝剂，如投加硅藻土、黏土、厌氧污泥、金属盐类、混凝剂，如投加铁盐（氯化亚铁5~50 mg/L）、铝盐（矾土10~100 mg/L）.（2）采取消毒氧化剂，如采取回流污泥加氯措施，投加量普通为2~10kg Cl2/1000kg干污泥，既可控制曝气池污泥膨胀也可对二级处理出水消毒，同时使控制污泥膨胀所须要的加氯量起码.铜离子浓度在0.75mg/L时或食盐浓度为4g/L时对按捺丝状菌污泥膨胀后果良好.但是此法治本不治本.2、改变工艺（1）设置选择器，选择器是曝气池之前或前段设定的高无机负荷区（接触区），为菌胶团细菌提供高浓度的可接收的溶解底物，以提高其摄取和储存能力，使其在与丝状菌的竞争中处于上风.（2）此外改变反应器方式，如将完整混合曝气池改为推流式曝气池，连续进水改为间歇进水.丝状菌几乎都不克不及在完整无分子氧的环境中接收底物，这使得通过脱氮和除磷过程而利用底物的功能菌敏捷增殖，所以A/O和A/A/O零碎能无效控制丝状菌污泥膨胀.在A2/O工艺中，厌氧、缺氧区晦气于丝状菌增殖，如果在好氧段能旁流一部分进水提供碳源，则丝状菌在全部零碎中都处于晦气情况.（3）工艺运转调控：因为污水腐化发生的膨胀，可以对消化污水预曝气，沉淀池中污泥应及时刮除；N、P缺乏的污水，可及时投加尿素、铵盐、化肥或与生活污水混合，使BOD5:N:P=100:5:1摆布；缺氮时可从污泥消化池往曝气池投加高含氮污泥上清液；低溶解氧可以添加供氧，采取概况转刷曝气的氧化沟，欲提高DO，可通过提高出水堰的高度，以提高转刷的吃水深度的方法，强化转刷的曝气能力；低负荷导致的污泥膨胀，可以适当提高F/M；高负荷污泥膨胀，可射流曝气剪切丝状菌，射流高的传质效力提供充足的溶解氧.添加水力剪切力：通过曝气时发生的强水力剪切感化使蓬松污泥自聚、密实，同时使絮团概况不波动的丝状菌零落.（4）在完整混合曝气池中负荷0.1~0.5 kgBOD5/(kgMLSSd)都发生膨胀，而推流式中污泥负荷大于0.5 kgBOD5/(kgMLSSd)才发生膨胀，而间歇式反应器内没有发现膨胀景象；变更的水力负荷形成SVI上升，具体分析为高负荷、低溶解氧刺激了丝状菌的生长，且丝状菌生长的不成逆性，形成污泥膨胀，特别是当无机物浓度剧增时极易惹起污泥膨胀；污泥无机负荷为0.5kg/kgd，而且DO 在2mg/L时，可以无效的控制丝状菌的生长.（5）低负荷惹起污泥膨胀的恢复：加大污泥负荷，利用在高底物浓度的环境条件下，菌胶团的储存能力与最大比生长速率均比丝状菌的高这一特点，在反应器中创造出有益于菌胶团生长繁殖的生态环境，使其取代丝状菌逐步成为污泥中的上风菌种，从而使发生膨胀的污泥逐步恢复正常.（6）增大污泥回流量有益于提高菌胶团细菌摄取无机物的能力而且增大与丝状菌的竞争力度，按捺丝状菌的膨胀.丝状菌的生长速率小于非丝状菌，长SRT有益于丝状菌的生长，因此添加排泥量，可以无效排除池内过多丝状菌.而且长泥龄情况下，发生污泥老化，老化的污泥活性不敷，竞争不过丝状菌，会使丝状菌在竞争中处于上风地位.3、污泥膨胀天然清除的缘由：污泥膨胀导致污泥的大量流失，使MLSS浓度降低，其结果是在其它条件不变时，无机负荷提高，DO上升，OUR减小，这都有益于按捺丝状菌的增殖.其他污泥膨胀缘由：1、普通认为悬浮固体少而溶解性和易降解的无机物较多，特别是含低分子量的烃类、糖类和无机酸等容易发生丝状菌膨胀，例如啤酒、食品、乳品、造纸废水；丝状菌对高分子物资的水解能力弱，较难接收不溶性物资，对低分子无机物可直接作为能源加以利用，最有代表性的丝状菌是球衣菌属，它能将葡萄糖、蔗糖、乳糖等糖类物资直接利用，当废水中含有可溶性无机物多时，易引发丝状菌膨胀，而不溶性无机物作为去除对象的废水则不容易发生污泥膨胀.Van等发现葡萄糖、乙酸盐这些低分子可溶性无机物容易惹起污泥膨胀，而大分子淀粉不容易惹起污泥膨胀；2、腐化的污水，还有大量硫化氢的污水，污水鄙人水管和初沉池等储存设施中，停留时间过长，发生夙起消化，使pH降低，发生利于丝状菌摄取的低分子溶解性无机物和硫化氢，惹起硫代谢丝状菌.但是硫化氢大部分是厌氧发酵中的副产品，而厌氧发酵会发生大量小分子无机酸，这些是污泥膨胀的次要缘由；3、一些厌氧安装虽然出水含有大量硫化氢，但是挥发性无机酸浓度很低时也不会发生污泥膨胀，当挥发性无机酸达到必定浓度时，其中次要的低分子无机酸（乙酸、丙酸）易于降解，是以形成耗氧速率的添加，惹起DO限制膨胀.。