活性污泥丝状菌膨胀的控制
摘要：本文对丝状菌污泥膨胀现象进行分析和综合，并在广义的Monod方程的基础上，提出了统一的污泥膨胀理论。该模型可以很好的解释基质限制、溶解氧限制、营养物缺乏型，高、低pH和硫化氢因素引起的五种类型主要活性污泥丝状菌膨胀。这包括了大部分的污泥膨胀现象。利用广义的Monod方程采用双基质限制(碳源和溶解氧)模型和系统动力学方程进行了计算机模拟研究。对负荷与溶解氧，水质和水量变化等因素对于菌胶团细菌和丝状菌的竞争关系的影响进行了深入的研究，并在此基础上对于不同的膨胀类型对应提出了对应的控制策略。
关键词：污泥膨胀丝状菌菌胶团菌广义Monod方程
The Theory and Study for Filamentous Bacteria Caused Sludge Bulking Problems
Abstract:In this paper, the analysis and summarize of filamentous bacteria caused sludge bulking phenomena have been conducted. Based on generalized Monod model, an unified theory for sludge bulking has been proposed. It has been found that generalized Monod model can well explain the substrate limiting, dissolved oxygen limiting, nutrients and trace elements deficiency, high and low pH and high sulfide concentration caused sludge bulking problems. These are included most kinds of sludge bulking phenomena. Based on the Monod model for carbon and dissolved oxygen limiting, system kinetic equations are formulated, the computer simulation has conducted according to above models. The effects of loading rate, dissolved oxygen, variation of flow rate and concentration etc. factors on the competition relationship floc-forming bacteria and filamentous bacteria have been studied intensively. According to the results of computer simulation, the different strategies for sludge bulking have proposed.
Key Word：Sludge bulking，filamentous bacteria，floc-forming bacteria, Monod model
一、污泥膨胀控制方法的演化过程
早期控制丝状菌引起的污泥膨胀(简称污泥膨胀)的主要手段是利用丝状菌具有较大的比表面积值，采用药剂杀死丝状菌，或是投加无机或有机混凝剂或助凝剂以增加污泥絮体的比重<1>。这些方法往往无法彻底解决污泥膨胀问题，并且相反地会带来出水水质恶化的不良后果。人们逐渐认识到活性污泥中的菌胶团细菌和丝状菌形成一个共生的微生物生态体系。在这种共生关系中，丝状微生物是不可缺少的重要微生物，其在活性污泥工艺中对于高效、稳定地净化污水起重要作用。人们逐渐的从简单地杀死丝状菌过渡到利用曝气池中的生长环境，调整丝状菌的比例，控制污泥膨胀的发生--即环境调控阶段。环境调控概念的使用是人们在污泥膨胀控制技术和实践上的一大进步。其主要出发点是使曝气池中的生态环境，有利于选择性地发展菌胶团细菌，应用生物竞争的机制抑制丝状菌的过度生长和繁殖，将丝状菌控制在一个合理的范围之内，从而控制污泥膨胀的发生和发展。同时利用丝状菌特性净化污水，稳定处理工艺。近年选择器理论得到充分发展和应用就是这一概念具体体现<2><3>。
二、统一的污泥膨胀的理论
由于活性污泥是一混合培养系统，活性污泥是菌胶团细菌与丝状菌的共生系统，任何活性污泥系统中都存在着丝状茵。丝状菌也不仅仅是一种菌存在，活性污泥中存在着至少30种可能引起污泥膨胀的丝状菌，污泥膨胀的原因是复杂的。在丝状茵与菌胶团细菌平衡生长时，不会产生膨胀问题。只有当丝状茵生长超过菌胶团细菌时，就会出现膨胀问题。污泥膨胀是由丝状茵和菌胶团细菌生理和生化性质不同所决定的，这两类细菌性质的差异见表1。
通过对近年来活性污泥膨胀问题国内外研究进展的分析和综合，可以将主要的活性污泥丝状菌膨胀的原因分为五种类型：即a)基质限制；b)溶解氧限制；c)营养物缺乏型高；d)高、低pH引起；e) 和硫化氢因素等膨胀类型<4>。
1. 广义的Monod方程
丝状菌与菌胶团细菌竞争的数学模型，其遵循多种基质限制的广义Monod方程，即Monod-McGee方程<1>：
μ＝μmax[S1/(K1 S1)][S2/(K2 S2)]…[S n/(K n S n)](1) 其中：μmax：最大生长速率(d-1)；K i:第I种基质亲和力(mg/l)；S i：第I种基质。
根据动力学方程(1)可知，基质限制、溶解氧限制和营养物缺乏型的膨胀问题都可用广义Monod方程来加以解释。值得说明的是当氮严重缺乏时并不能归入这一理论。原因在于由于缺乏氮，使微生物不能充分利用碳源合成细胞物质，使得过量的碳源被转变为多糖类胞外贮存物，这种贮存物是高度亲水型化合物，从而形成结合水，影响污泥沉降性能，产生了高粘度性的膨胀，其类型不属于丝状菌膨胀<5>。
2. 硫化氢的等其他类型的问题
关于pH的影响，可在动力学方程的参数上，作为动力学常数的乘积因子的形式进行耦合，或者单独列出其动力学方程，从而统一在广义Monod方程之下。关于H2S的影响，从文献中报道引起污泥膨胀的H2S数值很低，一般是在1～2.0mg/l<5>。笔者认为每升几毫克硫化氢似乎不足以供发硫菌或贝氏硫细菌大量增值的能量，相反几十到上百ppm的有机酸是值得注意的因素。我们进行了向污水中添加H2S的实验，通过实验发现即使H2S浓度达到50mg/l也并不发生膨胀<6>。事实上，一些厌氧装置运转的较好，虽然出水含有大量H2S，但是挥发酸浓度很低时，好氧后处理也不发生膨胀。当污水处于腐败和厌氧条件时，污水厌氧发酵的同时产生H2S和挥发酸。挥发酸主要包括乙酸、丙酸等，这些低分子易于降解，造成耗氧速率的增加<7>，从而引起氧的限制型膨胀，这是造成污泥膨胀的根本原因。而H2
S的出现是污水厌氧发酵的一个伴随现象。因此H2S的膨胀类型可归为溶解氧限制类型的膨胀，从而广义的Monod动力学模型可以在一定程度上很好地统一污泥膨胀的理论。
3. 双基质的Monod方程
由于城市污水中N、P和其它营养元素一般不缺乏，因此在一般情况下，可只考虑碳源限制和DO限制两种情况。这样城市污水的丝状菌膨胀问题就简化为两种主要类型的膨胀问题，即基质限制和溶解氧限制类型。
μ＝μmax [S/(Ks S)][DO/KDO DO](2)
其中：μmax：最大生长速率(d-1)；K s:基质亲和力(mg/l)；K DO＝溶解氧亲和力(mg/l)；
三、污泥膨胀数学模型的研究
1、污泥膨胀的数学模型
为了简化系统模型，数学模型的建立基于以下几个假设：1)活性污泥由两大数群微生物组成，即丝状菌和菌胶团菌；2)微生物生长主要受到碳源和DO限制；3)微生物生长的动力学可用同一基本模型来描述；
4)曝气池是完全混合式；模型所描述的系统如图1所示。其中反应器1根据不同的实验目的，分别可以是选择器、曝气池等等，反应器2是曝气池。在没有选择器的系统中，回流污泥按虚线所示的途径回流。根据以上假设及图1中的物料平衡关系，可给出选择器和曝气池中基质(碳源和DO)和微生物(菌胶团和丝状菌)的如下一组方程：
对选择器有如下方程成立：
对菌胶团菌：dX11/dt ＝(μ1－k d1－1/θc) X11(3)
对丝状菌：dX21/dt ＝(μ2－k d2－1/θc) X21(4)
对碳源基质：dS11/dt ＝= D k(S10 rS12)-(1＋r)D1S11-μ1X11/Y1-μ2X21/Y2(5)
对溶解氧：dS21/dt ＝-(1＋r)D1S21 K la(S2S-S21) -μ1X11/Y1-μ2X21/Y2(6)
对曝气池有如下方程成立：
对菌胶团菌：dX12/dt ＝(1＋r)D2(X11-X12) (μ1－k d1) X12(7) 对丝状菌：dX22/dt ＝(1＋r)D2(X21-X22) (μ1－k d1) X22(8) 对碳源基质：dX12/dt ＝(1＋r)D2(S11-S12)-μ1X12/Y1-μ2X22/Y2(9)
对溶解氧：dS22/dt ＝(1＋r)D2(S21-S22) K la(S2s-S22) -μ1X12/Y1-μ2X22/Y2(10)
其中：状态变量：X ik=污泥浓度(mg/l)；S jk＝基质浓度(mg/l)，i＝1,2分别代表菌胶团和丝状菌；
j＝1,2分别代表碳源和DO；S10=碳源基质初始浓度(mg/l)；S2s＝饱和溶解氧浓度(mg/l)；
操作变量：D k＝稀释率(d-1) k＝1,2分别代表选择器和曝气池；r＝回流比；
动力学常数：k di衰减常数(d-1)；Y i＝产率系数(g/g)；K la＝传质系数(min-1)；其常数见表1；
μi= 比生长速率采用的双基质模型(方程2)，i＝1,2分别代表菌胶团和丝状菌；
2. 曝气强度和负荷的影响
图2是根据方程(3-10)的计算机模拟结果。从图2a可见丝状菌和菌胶团细菌的竞争优势是根据负荷而变化的。根据负荷的不同，可划分为三个不同阶段：低负荷阶段(<0.4kg COD/kgMLSS.d)这时溶解氧的供应是充分的出现基质限制的情况。高负荷阶段(>1.1kg COD/kgMLSS.d)由于主体溶液中的基质浓度比较高，出现溶解氧限制的情况。在这之间是中等负荷范围，在这一范围丝状菌与絮状菌处于合理的比例，系统不发生膨胀。以上结果解释了为什么在高、低负荷下都会发生污泥膨胀的原因。
图2b是在有选择器条件下，不同曝气条件下(Kla)计算机模拟结果。上述的模拟结果同样表明即使在存在选择器的情况下，在低负荷和高负荷范围仍然会发生膨胀。膨胀的界限值与没有选择器的系统不同，对于完全混合曝气池界上、下限下移。对于高负荷系统高的曝气强度可以提高污泥膨胀发生的上限，但同样较低了低负荷系统发生膨胀的下限。从图2b可见对于中等负荷阶段如果供氧不充分，丝状菌仍有可能大量繁殖并形成膨胀。对于不同的曝气强度，两种微生物竞争优势发生转变的界限值是不同的。对于这就是双基质动力学方程与传统的单独碳源基质限制动力学方程描述膨胀现象的本质区别。实验的结果也表明，完全混合曝气池对不同负荷下，维持稳定的沉降性能，所需要的溶解氧浓度是不一样的。而不是象文献报道维持在固定的1.0～2.0mg/l之间<1>。这解释了国内外众多研究中，对于溶解氧对污泥膨胀的影响报道十分不一致的原因。提高供氧能力的方法，一是增加供风量，二是用充氧能力强的装置。
3. 流量和浓度变化的影响
实际的污水处理厂负荷是变化的，实验发现在停留时间3、4和5h.下，系统的溶解氧浓度分别为1.2，2.2和3.0mg/l。图3是流量和基质增加幅度为1.5倍采用计算机模拟结果。在稳定的流量和浓度条件下，长期运行是菌胶团细菌占优势。流量或是基质浓度的变化会造成丝状菌的过度生长，而丝状菌的生长不是一简单的可逆过程，结果会造成了污泥沉降性能的变化。值得说明的是上述结果是在相对高的负荷下的模拟结果，研究表明对低负荷结果相反。
四、讨论和结论
1) 通过分析将丝状菌膨胀概括为5种类型，即：低基质浓度、低溶解氧、营养物(N、P)缺乏型、高
H2S浓度和高、低pH引起的膨胀。采用广义Monod方程可解释大部分类型的膨胀问题，这在一定程度上统一了污泥膨胀理论。由于城市污水中N、P和其它营养元素一般不缺乏，因此在一般情况下，只考虑碳源限制和DO限制两种情况；
2) 在双基质限制下，低负荷的完全混合曝气池不利于污泥沉淀性能的改善，而中、高负荷的膨胀则在完全混合曝气池中有所缓解。中、高负荷系统由于首端缺氧不利污泥沉降性能，所以在推流式曝气池需要采取措施避免供氧不足。反之，推流式曝气池有利于克服低负荷的膨胀，即高负荷与低负荷是两种类型完全相反的膨胀现象。
3) 对活性污泥膨胀，既要从宏观角度考虑，又要从微观角度考虑,而宏观与微观是相对的。就活性污泥工艺的运转条件而言，负荷、基质浓度和溶解氧浓度的水平是宏观条件。但
曝气池首端的实际的负荷、基质浓度和溶解氧浓度是更为重要的因素。后者是决定污泥膨胀的微环境，种群的动态是由其微环境中的营养物的条件所确定的；
4) 传统的选择器类型是仅仅考虑低基质浓度型膨胀。选择器是在完全混合或推流曝气池前加一个停留时间非常短(15min.)的小池，在选择器内利用两类细菌不同的生长速率选择性地培养和发展菌胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌。在以上的理论分析和研究的基础上，可以对选择器的概念进行扩展。广义的
选择器可以包括低溶解氧型膨胀。可采用不同的选择器的形式，如再生池和强化曝气池等方法，恢复菌胶团细菌的降解能力、提高供氧能力和降低负荷来控制高负荷型的污泥膨胀。
参考文献
1) 王凯军(1993)，活性污泥膨胀机理与控制,中国环境出版社
2) Antonia O. Lau, Peter F. Strom and David Jenkins (1984)，The Competitive Growth of Floc-forming and Filamentous Bacteria: a Model for Activated Sludge Bulking, Journal WPCF, Vol.56, No.1, pp.24
3) J. Chudoba et al(1985) Control of Activity Sludge Filamentous Bulking: Experimental Verification of a Kinetic Selection Theroy, Water Res., Vol.19,No.2, pp. 567
4) 王凯军(1992)，丝状菌型污泥膨胀的统一理论，环境科学，第13卷,第3期，pp.76
5) 田口广(1982)，活性污泥膨胀与控制对策，孙玉修等译中国建筑工业出版社
6) 齐吉山(1992)，活性污泥膨胀的机理与控制，北京市环境保护研究所，硕士论文
7) 王凯军(1992)，厌氧(水解)处理低浓度污水,中国环境出版社
丝状菌澎账的原因及解决方法
正常的活性污泥沉降性能好，其SVI约为50—150（70—120）之间为正常。SVI=活性污泥体积/MLSS，当SVI>200并继续上升时，称为污泥膨胀 （1）丝状菌繁殖引起的膨胀 原因：污泥中丝状菌过渡增长繁殖的结果，丝状菌作为菌胶团的骨架，细菌分泌的外酶通过丝状菌的架桥作用将千万个细菌凝结成菌胶团吸附有机物 形成活性污泥的生态系统。但当丝状菌大量生长繁殖，活性菌胶团结构受到破坏，形成大量絮体而漂浮于水面，难于沉降。这种现象称为丝状菌繁殖膨胀。 丝状菌增长过快的原因： a、溶解氧过低，<—l b、冲击负荷——有机物超出正常负荷，引起污泥膨胀 c、进水化学条件变化： 一是营养条件变化，一般细菌在营养为BOD5：N：P＝100：5：1的条件下生长，但若磷含量不足，C／N升高，这种营养情况适宜丝状菌生活。 二是硫化物的影响，过多的化粪池的腐化水及粪便废水进入活性污泥设备，会造成污泥膨胀。含硫化物的造纸废水，也会产生同样的问题。一般是加5～10mL/L氯加以控制或者用预曝气的方法将硫化物氧化成硫酸盐。 三是碳水化合物过多会造成膨胀。 四是pH值和水温的影响，pH过低，温度高于35度易引起丝状菌生长。解决办法： a、保持一定的活性污泥浓度，控制每天排除污泥的净增量，控制回流比。 b、控制F/M（污泥负荷）调节进水和回流污泥
c、保持污泥龄不变 d、污泥膨胀严重时投加铁盐絮凝剂或有机阳离子凝聚剂。 活性污泥膨胀的控制 摘要：从污泥膨胀产生的内在因素着手，分析丝状菌过量繁殖的原因，针对几种常见的活性污泥工艺提出解决方案和思路。 关键词：丝状菌污泥膨胀选择池活性污泥工艺 污泥膨胀问题是活性污泥自产生以来一直伴随并常常发生的一个棘手的问题。其主要特征是：污泥结构松散，质量变轻，沉淀压缩性能差；SV值增大，有时达到90%，SVI达到300以上；大量污泥流失，出水浑浊；二次沉淀难以固液分离，回流污泥浓度低，有时还伴随大量的泡沫的产生，无法维持生化处理的正常工作。污泥膨胀是生化处理系统较为严重的异常现象之一，它直接影响出水水质，并危害整个生化系统的运作。 污泥膨胀的发生率是相当高的，在欧洲近50%的城市污水厂每年都会有不同程度的污泥膨胀发生，在我国的发生率也非常高。基本上目前各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀。污泥膨胀不但发生率高，发生普遍，而且一旦发生难以控制，通常都需要很长的时间来调整。针对污泥膨胀，各方面的理论很多，但并不完全一致，甚至有很多相互矛盾，这给水处理工作者造成很大的麻烦。本文将从污泥膨胀的内在因素着手,整理出几种较为成熟且有普遍意义的观点，并归纳一下污泥膨胀控制的一般方法。 1、污泥膨胀的原因 污泥膨胀分为丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀。非丝状菌膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷太高的时候，此时细菌吸附了大量有机物，来不及代谢，
污泥膨胀原因和解决办法
污泥膨胀原因和解决办法标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
污泥膨胀原因和解决办法 废水生物处理是利用有关微生物的代谢过程,是对废水中有机物进行降解或转化的过程。微生物在降解有机物的同时其本身也得到了增殖。污泥膨胀有两种类型，一是由于活性污泥中大量丝状菌的繁殖而引起的污泥丝状菌膨胀，二是由于菌胶团细菌体内大量累积高粘性物质（如葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖和脱氧核糖等形成的多类糖）而引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种类要求的不同而划分为五类类型：（1）低基质浓度型；（2）低溶解氧浓度型；（3）营养缺乏型；（4）高硫化物型；（5）pH不平衡型。在实际运行中，一般以污泥丝状菌膨胀为主，占90%以上。发生污泥膨胀时，主要有以下特征：（1）二沉池中污泥的SVI值大于200ml/g；（2）回流污泥浓度下降；（3）二沉池中污泥层增高。 污泥膨胀相关理论： （1）A/V假说：当混合液中基质收到限制或控制时，由于比表面积大的丝状菌获取基质的能力要强于菌胶团，因而菌胶团受到抑制，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，根据不同种类微生物具有不同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：在底物风度的状态下，非丝状菌具有贮存底物的能力，而被贮存物质在底物匮乏时能够被代谢产生能量或合成蛋白质。但是一些丝状菌也具有底物贮存能力，底物贮存能力不能完全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，那中间产物NO、N2O就会抑制菌胶团的好氧细胞色素，进而抑制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，因此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抑制，因而更具竞争优势。亚硝酸与SVI有一定的正相关性。沉淀性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以内，污泥较为细碎。 影响污泥膨胀的因子： 1、温度
活性污泥指标及污泥膨胀处理
活性污泥法 处理的关键在于具有足够数量和性能良好的污泥。它是大量微生物聚集的地方，即微生物高度活动的中心，在处理废水过程中，活性污泥对废水中的有机物具有很强的吸附和氧化分解能力，故活性污泥中还含有分解的有机物和无机物等。污泥中的微生物，在废水中起主要作用的是细菌和原生动物。 微生物的指示作用 (1)着生的缘毛目多时，处理效果良好，出水BOD5和浊度低。(如小口钟虫、八钟虫、沟钟虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫)这些缘毛目的种类都固定在絮状物上，并随窗之而翻动，其中还夹杂一些爬行的栖纤虫、游仆虫、尖毛虫、卑气管叶虫等，这说明优质而成熟的活性污泥。 (2)小口钟虫在生活污水和工业废水处理很好时往往就是优势菌种。 (3)如果大量鞭毛虫出现，而着生的缘毛目很少时，表明净化作用较差。 (4)大量的自由游泳的纤毛虫出现，指示净化作用不太好，出水浊度上升。 (5)如出现主要有柄纤毛虫，如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类时，则水质澄清良好，出水清澈透明，酚类去除率在90%以上。 (6)根足虫的大量出现，往往是污泥中毒的表现。
(7)如在生活污水处理中，累枝虫的大量出现，则是污泥膨胀、解絮的征兆。 (8)而在印染废水中，累枝虫则作为污泥正常或改善的指示生物。 (9)在石油废水处理中钟虫出现是理想的效果。 (10)过量的轮虫出现，则是污泥要膨胀的预兆。 另在一些对原生动物不宜生长的污泥中，主要看菌胶团的大小用数量来判断处理效果。 活性污泥中的微生物 活性污泥是微生物群体及它们所吸附的有机物质和无机物质的总称。微生物群体主要包括细菌、原生动物和藻类等。其中，细菌和原生动物是主要的两大类。 （一）细菌 细菌是单细胞生物，如球菌、杆菌和螺旋菌等。它们在活性污泥中种类多、数量大、体积微小，具有强的吸附和分解有机物的能力，在污水处理中起着关键作用。 在活性污泥培养的初期，细菌大量游离在污水中，但随着污泥的逐步形成，逐渐集合成较大的群体，如菌胶团、丝状菌等。 1.菌胶团 菌胶团是细菌及其分泌的胶质物质组成的细小颗粒，是活性污泥的主体，污泥的吸附性能、氧化分解能力及凝聚沉降等性能均与菌胶团有关。菌胶团有球形、分枝状、蘑菇形、垂丝形等
磷缺乏引起的非丝状菌活性污泥膨胀
磷缺乏引起的非丝状菌活性污泥膨胀 总述： 在进水中BOD/P为100/0.8的条件下，污泥的沉降性能能够保持良好，出水中悬浮物少，SVI在80mL/g左右。 当进水中BOD/P分别为100/0.6和100/0.3时，发生高含水率黏性菌胶团过量生长引起的非丝状菌污泥膨胀。通过对这一膨胀的控制研究发现，进水中有机负荷越高，污泥膨胀恢复得越快。 在进水中BOD/P为100/0.4的条件下，发生严重的非丝状菌污泥膨胀。出现大量高含水率的细胞外多聚物。但是这一严重的非丝状菌膨胀在投加充足的磷源后，正常的负荷条件下即能得到有效的控制。 当进水中BOD/P从正常的100/1变为100/0.6时，SVI值缓慢上升，经过100多个周期的运行，SVI升高至SVImax为265mL/g，发生污泥膨胀在SVI值持续上升的过程中，活性污泥中的微生物种属发生了变化。在SVI从开始的70mL/g升高到170mL/g左右这一过程中，丝状菌数量逐渐增加并成为活性污泥中的优势菌种。镜检观察此时的丝状菌的丝体多为笔直，伸出菌胶团外干扰了污泥絮体的沉淀和压实，导致污泥沉降性能较差。随着反应周期数的增加，这种丝体笔直的丝状菌数量逐渐减少，污泥絮体黏性增加，菌胶团分泌大量高含水率的黏性物质，使污泥的沉降性能进一步恶化。这时，丝状菌仍然存在，只是数量较少，且种类发生改变，出现丝体蜷曲的丝状菌。SVI上升到265mL/g左右即一直维持在此值基本不变，发生非丝状菌膨胀。 当进水中BOD/P从100/1变为100/0.4时，在前40多个周期的运行中，SVI 上升较为缓慢，SVI从最初的85mL/g升至185mL/g.然而，在50个周期后，SVI 突然出现大幅度的迅速升高，仅10个周期，就从220mL/g升到500mL/g以上，发生严重的非丝状菌膨胀，其VSVI最高达到7.51mL/(g·T).在SVI逐渐上升的过程中，污泥微生物中一直都是菌胶团细菌占优势，存在少量丝体蜷曲的丝状菌.此时，菌胶团细菌分泌的胞外多聚物的含水率明显增高，这使得污泥结构更加松散，其比重接近于水的比重，污泥絮体的沉降性能严重恶化，沉降速率极其缓慢，上清液呈乳浊状。 在进水中BOD/P为100/0.3这种极度磷限制的条件下,发生了与进水中BOD/P
污泥膨胀分丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀
污泥膨胀分丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀． 引起丝状菌膨胀原因主要有： １.进水有机质少 ２.营养比例失调． ３.do太低 ４.水质，水量波动太大 引起非丝状菌膨胀原因主要有： １.高负荷时的粘性膨胀 ２.污泥中毒 如果污泥发生膨胀先确定原因，再针对原因调整参数 造成污泥丝状膨胀的的因素有：（1）污水水质：含溶解性炭化物高是污水往往发生由浮游球衣细菌引起的丝状膨胀，另外水温和PH值也会对污泥膨胀有明显的影响。水温在低于15度时。一般不会膨胀。PH低时，容易产生膨胀。（2）运行条件：目前关于污泥负荷对污泥膨胀的影响没有一个确切的结论，对于有些废水来说，不论污泥负荷高或低都回发生膨胀，而对有些废水则相反，都不会发生膨胀； 非丝状菌性膨胀主要发生在污水水温较低而污泥负荷太高时。微生物的负荷高，细菌吸取大量的营养物，但由于温度低，代谢速度慢，就积贮大量粘性的多糖类物质。这些多糖物质的积贮，使活性污泥的表面附着水大大增加，是SVI值升高，形成膨胀污泥。 抑制措施：（1）控制溶解氧，使曝气池的溶解氧不低于1-2mg/L,不超过4mg/L（2）调整PH（3）投加适量的含氮和含磷化合物 活性污泥膨胀暂时没有一个标准快速的解决办法，只能通过调试才能慢慢恢复。也不能急于用药，在“吃药”之前首先必须要搞清楚是什么类型的污泥膨胀，要是用错了方法只会让问题更严重。此时镜检是必须的，仔细观察污泥絮体的结构，微生物群体情况，由此推断膨胀的严重程度。而实际污泥膨胀异丝状菌膨胀居多。 所谓活性污泥膨胀是指活性污泥质量变轻，体积膨大，沉降性能恶化，在二沉池内不能正常沉池下来，污泥指数异常增高达400以上。活性污泥膨胀，根据诱因可分为：因丝状菌异常增殖所导致的丝状菌性膨胀和因粘性物质大量产生积累的非丝状菌膨胀。前者为易发与多发性膨胀，导致产生丝状菌性污泥膨胀的细菌主要有：球衣菌属，假单胞菌属，黄杆菌属，酶菌属。污泥膨胀的对策，当在活性污泥系统产生污泥膨胀现象时，可按下图所列程序对污泥膨胀的类型，诱因与性质进行调查，并采取相应的措施加以消除。具体措施说明如下：措施A，投药处理，能够杀灭丝状菌的药剂有氯，臭氧，过氧化氢等，有效氯为10—20mg/l 时，就能够有效杀灭球衣菌，贝代硫菌：高于20mg/l时，可能对絮凝体形成菌产生危害，因此，在使用氯时一定要按投加量的允许范围合理投加。而臭氧，过氧化氢等氧化剂只有在较高的计量条件下才对球衣菌有杀灭效果。措施B，改善，提高活性污泥的絮凝性，在曝气池的入口处投加硫酸铝，三氯化铁，高分子混凝剂等絮凝剂。措施C，改善，提高活性污泥的沉降性，密实性。在曝气池的入口处投加粘土，消石灰，生污泥或消化污泥。措施
活性污泥微生物镜检解析(附图)
活性污泥微生物镜检解析（附图）一、微生物镜检概述 在活性污泥中占大多数的细菌在进行显微镜观察时有诸多不便，而其中的原后生动物多以单体存在，且以游离细菌作为捕食对象，在活性污泥控制参数及环境变化时，其种类、数量、丰度等变化可用以指示活性污泥性状。 1、镜检注意事项 1）取样 于曝气池末端采样。因为在活性污泥中原后生动物种群在曝气池首端常见的为非活性污泥类原生动物占优势，中段是中间性活性污泥原生动物占优势，而末端的最终原生动物以何种类占优势决定了活性污泥生物相所处功能性状。 2）采样样品应为泥水充分混合液；生物相观察用样品不可与其他样品混合。 3）取样器要洗涤干净；样品绝不可放入冷藏、冷冻箱内，需进行保存，应该常温下操作并尽早观察。 2、原后生动物分类 1）原生动物 通常为单细胞，没有细胞壁，但有分化的细胞器。通常于水体中常见的有鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲（原吸管纲并入）三大类。 鞭毛纲：具有一根或多根鞭毛，一般统称为鞭毛虫。包括滴虫、侧跳虫、波豆虫、眼虫、内管虫等。
肉足纲：其机体仅有细胞质形成的一层薄膜，体型较小，大多无固定形态。包括变形虫、太阳虫等。 纤毛纲：身体表面具有纤毛，并以纤毛作为运动和摄食的细胞器。分为游泳型和固着型。包括喇叭虫、斜管虫、豆形虫、肾形虫、草履虫、漫游虫、楯纤虫、裂口虫、扭头虫；钟虫、独缩虫、聚缩虫、累枝虫、盖纤虫等。 2）后生动物 原生动物以外的多细胞动物，其中微型后生动物需要借助显微镜予以观察。这类包括轮虫、线虫、寡毛类动物、浮游甲壳动物。
3、生物相变迁 活性污泥形成过程中生物相变化情况 二、常见原后生动物一览 在活性污泥系统中，根据对活性污泥是否有利将原生动物分为非活性污泥类原生动物、中间性活性污泥类原生动物和活性污泥类。
活性污泥膨胀的5种处理方法
活性污泥膨胀的5种处理方法 当确认活性污泥系统发生丝状菌膨胀后，首先可以通过镜检和污泥沉降比观察来判断污泥膨胀的程度；随后，通过对系统的食微比、溶解氧、进水营养盐浓度，混合液pH值、水温等运行参数的分析，判断丝状菌发生膨胀的成因，最后，采取有针对性的解决措施。 1.对于因为食微比长期偏低并由营养盐不足诱发的污泥膨胀 如果膨胀程度尚未达到高度膨胀，调整食微比和补充足量的营养盐可逐步使污泥恢复正常状态。 其中食微比的调整，应以加大排泥量为主，以增加进水负荷为辅，使污泥负荷达到0.2kgBOD/kgMLSS.d以上。在满足微生物对N、P等营养盐的需求前提下，负荷增加并达到合理的区间内，可以促进菌胶团细菌的繁殖，使其生长的速度大于丝状菌繁殖的速度，从而抑制污泥膨胀；同时，加大剩余污泥的排放，不仅能改善系统的食微比，而且可以排出大量的丝状菌，有利于在优化调整过程中，使菌胶团细菌在活性污泥的生长中占优势地位。 2.对于因为食微比长期偏低并由水温高、溶解氧偏低诱发的污泥膨胀 如果膨胀程度尚未达到高度膨胀，通过调整食微比同时加大曝气量可逐步使污泥恢复正常状态。 有时由于设备的原因或水温的原因，供氧量难以大幅增加，那么食微比的调整可以采用加大排泥，从而减低曝气池污泥浓度的方式来实现。由
于污泥浓度的下降有利于降低氧的需求量，而食微比的提升则有利于氧的利用效率提高。 3.对于由于pH值偏低诱发的污泥膨胀 这种情况下，往往其食微比也是不足的，如果膨胀程度尚未达到高度膨胀，除了调整进水的pH值，向曝气池投加液碱外，加大排泥，提高食微比仍然是一个必要的调整手段。 4.对于污泥膨胀程度达到高度膨胀的情况 上述的手段依然是有效的，但是调整周期会大幅延长，有时会长达1个月以上才会有明显效果。 5.对于污泥膨胀的程度达到极度膨胀的情况 仅通过上述的工艺调整，不仅时间周期更长，还要长期忍受恶化的出水水质。这种情况下，将系统中的膨胀污泥排空，接种新的活性污泥进行重新培菌是较为合理的选择。 注意事项： ?水中的氨态氮对丝状菌具有一定的抑制作用，有意提高进水中氨态氮的浓度(超过微生物对N需求的1倍以上)，则有利于缩短调整周期。 ?其他应对高度或极度膨胀的措施还有：例如向系统中投加惰性物质、投加杀菌剂和将pH值提高至10以上来压断丝状菌菌丝、杀灭丝状菌等比较激进的措施。本文不推荐轻易使用，因为这些措施的实施不仅成本较高，而且把握不慎会导致系统的出水进一步恶化，最终不得不选择重新培养活性污泥，延长了处理的周期。
污泥膨胀理论和解决办法
污泥膨胀理论和解决办法 废水生物处理是利用有关微生物的代谢过程,是对废水中有机物进行降解或转化的过程。微生物在降解有机物的同时其本身也得到了增殖。污泥膨胀有两种类型，一是由于活性污泥中大量丝状菌的繁殖而引起的污泥丝状菌膨胀，二是由于菌胶团细菌体内大量累积高粘性物质（如葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖和脱氧核糖等形成的多类糖）而引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种类要求的不同而划分为五类类型：（1）低基质浓度型；（2）低溶解氧浓度型；（3）营养缺乏型；（4）高硫化物型；（5）pH不平衡型。在实际运行中，一般以污泥丝状菌膨胀为主，占90%以上。发生污泥膨胀时，主要有以下特征：（1）二沉池中污泥的SVI值大于200ml/g；（2）回流污泥浓度下降；（3）二沉池中污泥层增高。 污泥丝状菌膨胀形成的相关理论。（1）表面积容积比（A/V）假说。当微生物处于基质限制和控制时，比表面积大的丝状菌获取底物的能力要强于菌胶团微生物，因而丝状菌占优势，菌胶团受到抑制，导致污泥的沉降性能下降。（2）积累/再生（AC/SC）假说。在高负荷条件下菌胶团微生物累积有机基质的能力强，丝状菌较差。但是此时微生物处于溶解氧限制和控制，因此丝状菌需要氧较少，完成积累再生的循环较快，因此生长较快，形成污泥膨胀。（3）选择性准则。（4）饥饿假说理论 与污泥膨胀有关的丝状菌。能引起污泥膨胀的丝状菌有30多种。021N型菌是引起污泥膨胀最主要的丝状菌（80%），1701型菌和球衣菌（40%）。下面是不同行业工业废水中常见的丝状菌 工厂类型丝状菌 化工废水微丝菌、021N、0041、诺卡氏菌、软发菌 纸浆造纸 0092、诺卡氏菌、1701，软发菌 食品加工 0041、021N、0092、诺卡氏菌、1701、球衣菌 啤酒废水 0041、021N、0092、1701 奶制品业诺卡氏菌、0092、软发菌 肉食加工 1701、球衣菌、021N、软发菌 土豆加工 0092、021N、球衣菌、1701 水果业 021N、诺卡氏菌、0041、软发菌、0092 糖果罐头 0092、球衣菌 以上常见菌随水质的不同而变化。 下面是不同水质条件下引起污泥膨胀的丝状菌种类 水质条件丝状菌种类 低基质（F/M）微丝菌、诺卡氏菌、软发菌、0041、0092、021N 低溶解氧（DO）球衣菌、发硫菌、1701、021N、1863、软发菌 高H2OS 发硫菌、贝氏硫菌、1701、021N、球衣菌 低N、P 发硫菌、021N、球衣菌 pH 丝状真菌 丝状菌的作用（1）保持污泥的絮体结构，形成具有良好沉淀性能的污泥。（2）保持高的净化效率、低的处理出水浓度。（3）保持低的出水悬浮物浓度。 污泥丝状菌膨胀的控制途径 （1）环境调控控制法通过改变曝气池中生态环境，使之有利于菌胶团微生物生长，抑制丝状菌过量繁殖，从而控制污泥膨胀。好氧生物选择器和SBR法就属于此类。 （2）代谢机制控制法利用两类微生物的不同代谢机制，造成有利于菌胶团微生物生长的条件，而抑制丝状菌的过量繁殖。代表性方法有缺氧、厌氧选择器和污泥再生工艺。
丝状菌膨胀控制
污泥膨胀控制方案 一、污泥膨胀的定义 污泥膨胀就是指由于某种原因，活性污泥质量变轻、体积膨大、沉降性能恶化，造成二沉池中泥水分离效果差，污泥随出水流失，影响出水水质，从而破坏工艺正常运行的现象。根据其诱因可以分为丝状菌异常增殖导致的丝状菌膨胀和因黏性物质大量积累导致的非丝状菌膨胀，其中丝状菌膨胀最为常见。 二、丝状菌膨胀的预警 丝状菌膨胀，防重于治，当预警指标在以下范围时，应引起足够重视，并采取相应措施。 预警指标的指示范围 指标及监测体系可能发生污泥膨胀的指示范围 丝状菌数量≥30% SVI ＞150mg/L 负荷＜0.25 kgBOD5/kgMLSS·d 营养物类型易降解小分子有机物、硫化物、洗涤剂、油类物质 水温＜15℃ 溶解氧＜0.3mg/L 泥龄＞10d 三、丝状菌膨胀的成因 通过对近些年来国内外活性污泥膨胀问题研究的分析，可以将活性污泥丝状菌膨胀的原因主要分为五种类型： (1) 基质限制，即进水有机物较低或负荷（F/M）较低，或可溶性小分子有机物较高； (2) 溶解氧限制，曝气量较小； (3) 营养物缺乏型，氮、磷等营养物质缺乏； (4) 低PH冲击引起，进水多呈酸性或偏酸性； (5) 腐败废水或高硫化氢因素等膨胀类型，进水在市政管网中停留时间过长。 总之，污泥丝状膨胀的根本原因是丝状菌具有更大的比表面积，对系统中较低营养的吸收或不良环境的适应能力比菌胶团细菌更强，丝状菌目前已发现30余种，每种丝状菌的增
殖条件也不尽相同，水厂在日常运行中一定要注意保持进水的连续性、均匀性及水质的稳定性，才能为后续工艺控制提供条件。 四、丝状菌污泥膨胀的控制措施 控制类型控制措施 工艺控制措施1、加强排泥，大多数丝状菌繁殖一代的时间较长(一般≥9d)，而菌胶团细菌世代时间较短，可通过加大剩余污泥排放，缩短污泥龄，使丝状菌在活性污泥系统中逐渐减少。 2、提高好氧池pH值，低pH值有利于丝状菌生长，可通过投加片碱的方式，使曝气池内pH控制在7.2～8.5 范围内，可有效抑制丝状菌生长。 3、加大回流污泥量，降低污泥在二沉池内停留时间，以免丝状菌在此厌氧环境发生优势增殖。 4、提高溶解氧，加强曝气，提高曝气池内DO值，尽量控制曝气池的DO值大于1.0mg/L 以上，改善生化系统环境，利用生物竞争机制抑制丝状菌的过度繁殖。 5、调整进水的营养物质平衡，即保证C∶N∶P=100:5:1的要求，如有机物较低，可投加大分子链的淀粉等物质，不要投加小分子的葡萄糖；如N、P缺乏，可投加尿素、磷酸二铵等物质。 6、控制负荷，通过降低污泥浓度或提高进水底物浓度，将食微比(F/M)控制在0.25-0.45kgBOD5/(kgMLVSS·d)之间。 7、进行预曝气，如进水腐败或高H2S，可通过打开旋流沉砂池，对进水进行预曝气使进水保持新鲜。 应急性控制措施1、在曝气池入口处投加硫酸铝、三氯化铁、PAC等絮凝剂，可以改善、提高活性污泥的絮凝性，也可投加粘土、消石灰、生污泥或消化污泥，以改善、提高活性污泥的沉降性，密实性。 2、投加浓度为11%的次氯酸钠(NaCIO)溶液或双氧水，能有效杀死丝状菌，投加时一定要注意投加的量，要控制到刚好能杀死丝状菌而不能或少伤害到絮体微生物，一般投加量为1～10g有效氯/(kgMLSS.d)，投加时要从小剂量开始，逐渐增加至预期的效果。 预防措施提醒 水厂要接种污泥时，一定要对接种污泥进行镜检，如接种污泥中存在丝状菌，一定不要接种，因为丝状菌一旦引入系统，很难彻底消除。
SBR工艺中污泥负荷对丝状菌污泥膨胀的影响
SBR工艺中污泥负荷对丝状菌污泥膨胀的影响 周利彭永臻高春娣丁峰 (哈尔滨建筑大学市政环境工程学院) 摘要在严格控制SBR工艺试验运行条件下，就污泥负荷对丝状菌污泥膨胀的影响规律进行了研究。结果表明，高污泥负荷不仅不是导致污泥膨胀的因素，而且对污泥膨胀有抑制作用；在污泥负荷降低到一定程度(“临界负荷”)后，SVI迅速升高，加速污泥膨胀的发生。还发现，进水底物浓度与“临界负荷”及低于“临界负荷”后污泥膨胀的最大程度SVImax 之间呈负相关关系，且都可用微生物的选择性理论来解释。 关键词污水处理SBR 丝状菌膨胀污泥负荷SVI 污泥膨胀可分为由丝状菌和非丝状菌引起两大类，但由前者引起的膨胀占95%以上。影响污泥膨胀的因素有很多［1］，其中污泥负荷被认为是最重要的因素之一。污泥负荷与污泥膨胀之间的关系非常复杂，原因是还有其他因素起协同作用，因此，研究者在不同的研究条件下不免得出不尽相同甚至相互矛盾的研究结果。例如，Pipes调查了32个活性污泥处理厂，发现污泥负荷在0.25～0.45kgCOD/(kgMLSS·d)范围内污泥沉降性能好，超出这个范围会导致SVI值升高。Chao和Keinath在研究中发现［2］，负荷在0.6～1.3kgCOD/(kgMLSS·d)和大于1.8kgCOD/(kgMLSS·d)时易发生污泥膨胀。德国一研究组经过多年的调查研究指出［3］，当完全混合式曝气池中比较频繁地出现污泥膨胀时，其负荷小于0.05kgBOD/(kgMLSS·d)；而推流式曝气池中污泥负荷超过0.5kgBOD/(kgMLSS·d)时才出现污泥膨胀。 针对目前关于污泥膨胀的研究中肯定污泥负荷是重要的影响因素但其结果又比较混乱的状况，利用SBR能够严格控制试验条件的特点，进行了污泥负荷对污泥膨胀影响的试验研究。因为在活性污泥法污水处理厂中，污泥负荷最容易随进水水质水量变化而波动，成为影响污泥膨胀的首要因素。 1 试验装置与方法 试验中以化工和啤酒两种工业废水作为研究对象。化工废水中主要含有乙酸、苯酐、偏苯酸三酸、油脂等有机物，啤酒废水主要含有各种糖类、色素、蛋白质、多种氨基酸等有机物，二者都是常见的易于发生污泥膨胀的工业废水。 试验装置及控制系统如图1所示。SBR反应器为圆柱型，有效容积38 L，底部采用微孔曝气头，外部缠有电热丝并通过温控仪控制反应器内恒温20 ℃，在线检测DO和ORP。进水方式为一次性加注。 试验中严格控制如进水底物浓度、起始污泥浓度、曝气量及反应时间等试验条件。为了专门研究污泥负荷对污泥膨胀的影响，对其他能够影响污泥膨胀的因素也进行严格的控制，使其不能成为污泥膨胀的有利因素。为此，在试验中： ①溶解氧浓度≥3.0 mg/L； ②反应器进水中的N、P含量通过投加氯化铵和磷酸二氢钾来调节，根据水中有机物浓度控制在BOD5∶N∶P=100∶5∶1； ③pH值控制在6.5～8.5； ④反应器内污泥浓度控制在2 000 mg/L左右。
活性污泥膨胀的主要原因与对策
活性污泥膨胀的主要原因与对策 摘要 针对工业废水采用普通活性污泥法处理易出现的丝状菌型污泥膨胀,对丝状菌型污泥膨胀分析和总结出五种主要膨胀类型。即:基质限制,溶解氧限制,营养物质缺乏型,腐败废水或硫化物因素和高、低p H 冲击。对负荷、溶解氧、水质和水量变化等因素对污泥膨胀中菌胶团和丝状菌生长的相互影响进行了较为详细的阐述,给出了统一的污泥膨胀理论,并对不同类型的污泥膨胀给出了相应的控制方法 关键词：活性污泥膨胀措施 活性污泥法在处理城市污水及造纸、印染、化工等众多有机工业废水方面得到了广泛的应用,并取得了良好的效果,但是活性污泥法在实际运行中始终伴随着一个棘手的问题—污泥膨胀。其主要表现是:污泥结构松散,沉淀压缩性能差;SV 值增大(有时达到90 % ,SVI 达到300以上) ;二次沉淀池难以固液分离,导致大量污泥流失,出水浑浊;回流污泥浓度低,有时还伴随大量的泡沫产生,直接影响着整个生化系统的正常运行。 活性污泥膨胀分为二种,一种是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;另外一种是由于高亲水性粘性物质大量积累附着在污泥上,导致其比重变轻,引起的粘性膨胀,属于非丝状菌型污泥膨胀。研究表明90 %以上的污泥膨胀是由丝状菌的过度增殖引起的,Segzin 等人发现,污泥沉降性能与丝状菌的长度有很好的相关性,107 m/ g 的丝状菌长度是污泥膨胀与否的重要分界线。 1 活性污泥膨胀的主要原因 1。1 认识丝状菌 丝状菌是一大类菌体相连而形成丝状的微生物的统称,荷兰学者Eikelboom 将丝状菌分为29 个类型、7 个群,并制成了活性污泥丝状微生物检索表。不同的丝状菌对生长环境有着不同的要求,表1 列出了各种不同条件下优势丝状菌的类
丝状菌澎账的原因及解决方法
丝状菌澎账的原因及解 决方法 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
正常的活性污泥沉降性能好，其SVI约为50—150（70—120）之间为正常。 SVI=活性污泥体积/MLSS，当SVI>200并继续上升时，称为污泥膨胀 （1）丝状菌繁殖引起的膨胀 原因：污泥中丝状菌过渡增长繁殖的结果，丝状菌作为菌胶团的骨架，细菌分泌的外酶通过丝状菌的架桥作用将千万个细菌凝结成菌胶团吸附有机物形成活性污泥的生态系统。但当丝状菌大量生长繁殖，活性菌胶团结构受到破坏，形成大量絮体而漂浮于水面，难于沉降。这种现象称为丝状菌繁殖膨胀。 丝状菌增长过快的原因： a、溶解氧过低，<—l b、冲击负荷——有机物超出正常负荷，引起污泥膨胀 c、进水化学条件变化： 一是营养条件变化，一般细菌在营养为BOD5：N：P＝100：5：1的条件下生长，但若磷含量不足，C／N升高，这种营养情况适宜丝状菌生活。 二是硫化物的影响，过多的化粪池的腐化水及粪便废水进入活性污泥设备，会造成污泥膨胀。含硫化物的造纸废水，也会产生同样的问题。一般是加5～10mL/L氯加以控制或者用预曝气的方法将硫化物氧化成硫酸盐。 三是碳水化合物过多会造成膨胀。
四是pH值和水温的影响，pH过低，温度高于35度易引起丝状菌生长。 解决办法： a、保持一定的活性污泥浓度，控制每天排除污泥的净增量，控制回流比。 b、控制F/M（污泥负荷）调节进水和回流污泥 c、保持污泥龄不变 d、污泥膨胀严重时投加铁盐絮凝剂或有机阳离子凝聚剂。 活性污泥膨胀的控制 摘要：从污泥膨胀产生的内在因素着手，分析丝状菌过量繁殖的原因，针对几种常见的活性污泥工艺提出解决方案和思路。 关键词：丝状菌污泥膨胀选择池活性污泥工艺 污泥膨胀问题是活性污泥自产生以来一直伴随并常常发生的一个棘手的问题。其主要特征是：污泥结构松散，质量变轻，沉淀压缩性能差；SV值增大，有时达到90%，SVI达到300以上；大量污泥流失，出水浑浊；二次沉淀难以固液分离，回流污泥浓度低，有时还伴随大量的泡沫的产生，无法维持生化处理的正常工作。污泥膨胀是生化处理系统较为严重的异常现象之一，它直接影响出水水质，并危害整个生化系统的运作。 污泥膨胀的发生率是相当高的，在欧洲近50%的城市污水厂每年都会有不同程度的污泥膨胀发生，在我国的发生率也非常高。基本上目前各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀。污泥膨胀不但发
0807.丝状菌污泥膨胀理论分析
丝状菌污泥膨胀理论分析 早期控制丝状菌污泥膨胀(简称污泥膨胀)的主要手段是投加药剂杀死丝状菌，或投加混凝剂和助凝剂以增加污泥絮体的比重［1］，但这些方法往往无法彻底解决污泥膨胀问题，相反地可能会带来出水水质恶化的不良后果。其后人们逐渐认识到，活性污泥中的菌胶团细菌和丝状菌构成一个共生的微生物生态体系，在这种共生关系中，丝状菌是不可缺少的重要微生物，对于高效、稳定地净化污水起着重要作用，并逐渐地从简单杀死丝状菌过渡到利用曝气池中的生长环境调整丝状菌的比例，从而达到控制污泥膨胀的发生即进入环境调控阶段。环境调控概念的使用是人们在污泥膨胀控制技术和实践上的一大进步，其主要出发点是使曝气池中的生态环境有利于选择性地发展菌胶团细菌，利用生物竞争机制抑制丝状菌的过度生长和繁殖，将丝状菌数量控制在一个合理的范围之内，从而控制污泥膨胀的发生和发展，同时利用丝状菌的特性净化污水，稳定处理工艺。近年来选择器理论得到充分的发展和应用就是这一概念的具体体现。 1 污泥膨胀理论的统一 活性污泥是一混合培养系统，其中至少存在着30种可能引起污泥膨胀的丝状菌。在丝状菌与菌胶团细菌平衡生长时不会产生污泥膨胀问题，只有当丝状菌生长超过菌胶团细菌时，才会出现污泥膨胀。丝状菌和菌胶团细菌的生理和生化性质差异见表1。
通过近年来国内外对活性污泥膨胀问题研究进展的分析和综合，可以将引起丝状菌污泥膨胀的原因分为5种类型，即a.基质限制；b.DO限制；c.营养物缺乏； d.pH影响； e.H2S影响［2］。 1.1 广义Monod方程 丝状菌与菌胶团细菌竞争的数学模型遵循多种基质限制的广义Monod方程，即Monod McGee方程［1］： μ＝μmax(S1／K1+S1)(S2／K2+S2)…(Sn／Kn+Sn) (1) 式中μmax——最大生长速率，d-1 Ki——第i种基质亲和力，mg/L Si——第i种基质浓度 根据式(1)可知，基质限制、DO限制和营养物缺乏型的污泥膨胀问题都可用广义Monod方程来加以解释(当氮严重缺乏时的污泥膨胀不能归入这一理论，原因在于若缺乏氮，微生物便不能充分利用碳源合成细胞物质，过量的碳源将被转变为多糖类胞外贮存物，这种贮存物是高度亲水型化合物，易形成结合水，影响污泥的沉降性能，从而产生高粘性膨胀，其不属于丝状菌污泥膨胀范畴)。
污泥膨胀常见解决方案和思路
摘要：从污泥膨胀产生的内在因素着手，分析丝状菌过量繁殖的原因，针对几种常见的活性污泥工艺提出解决方案和思路。 关键词：丝状菌污泥膨胀选择池活性污泥工艺 污泥膨胀问题是活性污泥自产生以来一直伴随并常常发生的一个棘手的问题。其主要特征是：污泥结构松散，质量变轻，沉淀压缩性能差；SV值增大，有时达到90%，SVI达到300以上；大量污泥流失，出水浑浊；二次沉淀难以固液分离，回流污泥浓度低，有时还伴随大量的泡沫的产生，无法维持生化处理的正常工作。污泥膨胀是生化处理系统较为严重的异常现象之一，它直接影响出水水质，并危害整个生化系统的运作。 污泥膨胀的发生率是相当高的，在欧洲近50%的城市污水厂每年都会有不同程度的污泥膨胀发生，在我国的发生率也非常高。基本上目前各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀。污泥膨胀不但发生率高，发生普遍，而且一旦发生难以控制，通常都需要很长的时间来调整。针对污泥膨胀，各方面的理论很多，但并不完全一致，甚至有很多相互矛盾，这给水处理工作者造成很大的麻烦。本文将从污泥膨胀的内在因素着手,整理出几种较为成熟且有普遍意义的观点，并归纳一下污泥膨胀控制的一般方法。 1、污泥膨胀的原因 污泥膨胀分为丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀。非丝状菌膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷太高的时候，此时细菌吸附了大量有机物，来不及代谢，在胞外积贮大量高粘性的多糖物质，使得表面附着物大量增加，很难沉淀压缩。而当氮严重缺乏时，也有可产生膨胀现象。因为若缺氮，微生物便于工作不能充分利用碳源合成细胞物质，过量的碳源将被转弯为多糖类胞外贮存物，这种贮存物是高度亲水型化合物，易形成结合水，从而影响污泥的沉降性能，产生高粘性的污泥膨胀。非丝状菌污泥膨胀发生时其生化处理效能仍较高，出水也还比较清澈，污泥镜检也看不到丝状菌。非丝状菌膨胀发生情况较少，且危害并不十分严重，在这里就不着重研究。 丝状菌膨胀在日常实际工作中较为常见，成因也十分复杂。影响丝状菌污泥膨胀的因素有很多，但我们首先应该认识到的是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。而丝状菌在与活性胶团系统共生的关系中是不可缺少的一类重要微生物。它的存在对净化污水起着很好的作用。它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。事实也证明在丝状菌与菌胶团细菌平衡时是不会产生污泥膨胀，只有当丝状菌生长超过菌胶团细菌时，才会出现污泥膨胀现象。 1、污泥负荷对污泥膨胀的影响 一般认为活性污泥中的微生物的增长都是符合Monod方程的： 式中X----生物体浓度，mg/L； S----生长限制性基质浓度，mg/L； μ----生长限制性基质浓度，mg/L； KS-----饱和常数，其值为μ=μmax/2时的基质浓度，mg/L； μmax-----在饱和浓度中微生物的最大比增长速率，d-1 研究证明大多数的丝状菌的KS和μmax值比菌胶团的低，所以，按照以上Monond方程，具有低KS和μm ax值的丝状菌在低基质浓度条件下具有高的增长速率，而具有较高KS和μmax值的菌胶团在高基质浓度条件下才占优势。同样认为低负荷对于丝状菌生长有利的理论还有表面积/容积比（A/V）假说。这里的表面积和容积，是指活性污泥中微生物的表面积与体积。该假说认为伸展于絮凝体之外的丝状菌的比表面积（A/V）要大大超过菌胶团细菌的比表面积。当微生物处于受基质限制和控制的状态时，比表面积大的丝状菌在取得底物方面要比菌胶团有利，结果在曝气池内丝状菌就变成了优势菌。
活性污泥膨胀的原因及控制方法
活性污泥膨胀的原因及控制方法 邹源 摘要：控制活性污泥膨胀是活性污泥法工艺良好运行的关键技术之一。本文从进水水质和反应器环境两方面分析了可能诱发活性污泥膨胀的多种因素，着重介绍了由丝状菌引起污泥膨胀的控制方法，供相关工程技术人员参考。 关键词：活性污泥；膨胀；原因；控制方法 活性污泥法自1914年提出以来，已广泛应用于生活污水和工业废水的处理中。其反应器的形式也不断发展，是一个仍处于不断变革中的水处理工艺装备。活性污泥法的关键技术是活性污泥沉降性能的好坏，它直接影响了出水水质，而污泥膨胀是恶化处理水质的重要原因。污泥膨胀的发生具有普遍性，据报道美国60%、德国约50%的污水处理厂存在着污泥膨胀现象，Madoni[1]等人调查了意大利167家活性污泥法水处理厂，其中的81家存在着污泥膨胀问题。我国绝大部分的活性污泥法水处理厂，也不同程度地存在着污泥膨胀问题。 1 污泥膨胀的概念及测定指标 1.1 污泥膨胀的概念 活性污泥是活性污泥处理系统在运行过程中出现的异常情况之一，其表观现象是活性污泥絮凝体的结构与正常絮凝体相比要松散一些，体积膨胀，含水率上升，不利于污泥底物对污水中营养物质的吸收降解，并且影响后续工序的沉淀效果。 一般从以下三个方面定义污泥膨胀：沉降性能差，区域沉降速
度小；污泥松散，不密实，污泥指数较大；由丝状菌引起的污泥膨胀中，丝状菌总长度大于1×104m/g。 1.2 污泥膨胀的理论 Chudoba在1973年提出了选择性理论，该理论以微生物生长动力学为基础，根据不同种类微生物的最大生长速率μmax及其饱和常数Ks值的不同，分析丝状菌与菌胶团细菌的竞争情况。该理论认为活性污泥中存在A、B两种类型微生物种群，丝状菌属于A型;具有低的Ks和μmax值，在低基质浓度时具有高的生长速率并占优势；而菌胶团细菌属于B 型，具有较高的Ks和μmax值，在高的基质浓度条件下生长速率大并占优势。1980年Plam又对理论加以扩展，认为该理论对溶解氧也成立，即DO与碳源基质一样，其浓度的高低影响着两种类型细菌的生长速率及其优势地位。 选择性理论能从微生物生长动力学基础上对污泥膨胀现象给予了合理的解释，已被人们广泛接受并成为污泥膨胀研究领域中主要理论。在该理论的指导下，已成功地开发出了选择性反应器工艺来控制污泥膨胀。另外，关于污泥膨胀理论还有A/V假说、饥饿假说和积累－再生假说等。 1.3 测定指标 在污泥膨胀问题的早期研究中[2]，常用的指标有塞里奥尔特（Theriault）指标、唐纳森（Donaldson）指标、哈兹尔廷（Haseltine）指标和莫尔曼（83*0-9.4）指标。其中，由德国人莫尔曼于1914年提出的污泥容积指数，至今仍是常用的测定指标。目前，
控制丝状菌污泥膨胀的方法
控制丝状菌污泥膨胀的方法 ①采用化学药剂杀灭丝状菌 丝状菌因同环境接触表面积大，故对药物较为敏感，在加药剂量合适时，可做到既杀灭丝状细菌，又不至于过多地损伤菌胶团细菌，在丝状菌明显受到抑制后即可停止加药，并投加合适营养，采取适当复壮措施。 常用的药物及剂量如下： 漂白粉量按有效氯为MLSS的0.5?0.8%投加; 投加液氯或漂白粉，使余氯为1mg/L时球衣菌30死亡；余氯为0.5mg/L时球衣菌经120'死亡。 加废碱液，使曝气池pH上升至8.5?9.0左右，维持一段时间后，镜检可见丝状菌萎缩、断裂。 上述方法在生产中应用时，最好先通过小样试验，以确定合适的投加剂量。由于微生物具有较强的变异能力，在多次使用同一药物后，丝状菌往往会产生适应性，并导致方法的失败。 ②改变进水方式及流态 对容易膨胀的废水，应避免采用完全混合活性污泥法（CMAS推荐选用流态为推流式（PFR或批式（SBR活性污泥法。J. H. Ren si nl对上述三种进水方式及流态进行了平行对比试验，结果表明SBR PFR中丝状菌数量少、污泥的SVI值低，而CMAS中丝状菌数量多、污泥的SVI值高，污泥呈严重的膨胀状态。 ③改变曝气池构型 ④控制曝气池的DO 模仿厌氧、好氧区的A/0工艺(Anoxic/Oxic procesS)来防止污泥膨胀。兼氧段不曝气，且保证有足够的反应时间)
⑤调节废水的营养配比 对因缺乏N、P而引起SVI值上升、造成污泥膨胀的处理系统，须在进水中追加N、P。我们于1972?1976年在处理某染色厂的废水过程中，当出现污泥膨胀时分别投加尿素、含氮量高的污泥消化池上清液或腐化污泥后，取得了良好效果。 综上所述，在污泥发生膨胀时我们应及时改变曝气池中微生物所处的环境条件，在有两大类微生物一胶团细菌和丝状细菌共存并相互竞争的污泥体系中，创造适合于菌胶团细菌生长的环境条件，使丝状菌得不到优势生长，以达到改善污泥沉降压缩性能、控制或预防污泥膨胀的目的。 废水生物处理是利用有关微生物的代谢过程,是对废水中有机物进行降解或 转化的过程。微生物在降解有机物的同时其本身也得到了增殖。 污泥膨胀有两种类型，一是由于活性污泥中大量丝状菌的繁殖而引起的污泥丝状菌膨胀，二是由于菌胶团细菌体内大量累积高粘性物质(如葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖和脱氧核糖等形成的多类糖)而引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种类要求的不同而划分为五类类型：( 1)低基质浓度型；( 2)低溶解氧浓度型；( 3)营养缺乏型；( 4)高硫化物型；( 5)pH 不平衡型。在实际运行中，一般以污泥丝状菌膨胀为主，占90%以上。发生污泥膨胀时，主要有以下特征：( 1)二沉池中污泥的SVI值大于200ml/g ; (2)回流污泥浓度下降；(3)二沉池中污泥层增高。 污泥丝状菌膨胀形成的相关理论。(1)表面积容积比(A/V)假说。当微 生物处于基质限制和控制时，比表面积大的丝状菌获取底物的能力要强于菌胶团微生物，因而丝状菌占优势，菌胶团受到抑制，导致污泥的沉降性能下降。 (2)积累/再生(AC/SC假说。在高负荷条件下菌胶团微生物累积有机基质的能力强，丝状菌较差。但是此时微生物处于溶解氧限制和控制，因此丝状菌需
丝状菌污泥膨胀
丝状菌污泥膨胀 这篇文章介绍了活性污泥中长期存在的污泥膨胀问题。虽然污泥膨胀是由一些特定的菌类引起的，但是到目前为止尚未研究出一种统一的解决污泥膨胀的方法。一些污泥膨胀理论被提出，基于这些理论一些专家和学者将其应用于污泥膨胀的控制与防治，但是污泥膨胀仍然是一个开放的问题。 活性污泥法污水处理方法是最常用的污水处理技术，其处理过程包括两个阶段：1生化处理阶段（生化反应池）；2物理沉降阶段（二沉池）。在第一阶段，污水中的有机碳、氨氮、磷等通过活性污泥降解并除去。活性污泥拥有巨大的生物群——细菌、真菌、原生动物、复细胞动物、藻类等，而在这些生物群中，95%的菌类对污水处理过程起到关键的作用。因此，在污水处理过程中，保证这些菌类的活性条件关系到污水处理过程中有机物和营养物质的去除。同时，二沉池中好的分离和和沉降特性是保证最终出水水质的必要条件。 在活性污泥中由延长的丝状菌所引起的体积膨胀问题可以处理变小。尽管很多研究表明污泥膨胀在污水处理操作过程中是一个持续的问题，但这是由几个因素共同引起的。由于在纯培养基中无法直接得到丝状菌，这限制了对有机物的详细研究。无法找到通用的污泥膨胀处理方法的问题之一是污泥膨胀的原因至今还没有统一的认识。现在占优势的研究方法是通过研究丝状菌的特性，从细菌的新陈代谢特征的角度去分析污泥膨胀，从而避免污泥膨胀的方式；另一种方法是通过研究生物种群的形态特征，从而获得污泥膨胀的控制，该方法不需要对特定的细菌种类特征进行研究。但是实际上这两种方法可以有效的结合，以达到更好的防治和控制污泥膨胀的效果。 研究全部的活性污泥系统的历史和发展不是我们最初的目标，我们在这里只强调一些重要的历史事实，它们能够促进对污泥膨胀问题的理解。解决污泥膨胀问题首先使用的是半连续系统，后来为了改善其沉降性能，逐渐转变为连续沉降系统，通过添加二沉池和固体回收，模式转变为连续氧化沟，此模式有了更好的沉降性能。 是否存在一个普遍机制能够解释丝状菌的生长和它们种类的识别以及它们的生理学，动力学以便于可以有更好的策略可以控制污泥膨胀？从微生物种群和丝状细菌来找膨胀发生原因，下一步是找到丝状菌的生理性能和可操作环境之间