活性污泥膨胀及其影响因素

8008年第36卷第1期V01．36．No．1。2008地球与环境EARTHANDENVIRoNMENT33文章编号：1672—9250(2008)01—0033—03活性污泥膨胀及其影响因素吴红娟1，刘超2，罗义3(1．石家庄铁道学院土木工程分院，河北石家庄050043；2．石家庄市桥东污水处理厂，河北石家庄050026；3．河北建筑工程学院，河北张家口075024)摘要：活性污泥膨胀是影响污水处理出水水质的重要因素，文章总结了污泥膨胀的特点及分类，并从污水水质、营养成分、pH、污泥负荷、DO等角度进行分析，得出不同的进水水质、运行条件下产生污泥膨胀的原因各异的结论。关键词：活性污泥；污泥膨胀；影响因素中图分类号：X505文献标识码：A活性污泥处理工艺自1914年被Aldern和Leekett发明之后，由于其经济、可靠的优势而得到广泛应用。实际运行中，无论是普通活性污泥法还是生物脱氮除磷系统都会发生污泥膨胀现象，活性污泥膨胀能够降低污泥沉降性能，影响出水水质。因此污泥膨胀成为活性污泥法急需解决的难题之一口1活性污泥膨胀的概述及特点活性污泥膨胀是指污泥体积膨胀，含水率上升，不易沉淀，主要反映在Sv3。下降、SVI值升高。发生污泥膨胀后，由于膨胀污泥不易沉淀，出水污泥含量高，污泥流失增大；同时回流污泥量减少，反应器内污泥量减少，最终破坏反应器的正常运行。活性污泥膨胀常从以下三个方面判定：①沉降性能差，区域沉降速度小；②污泥松散，污泥体积指数较大，一般认为SVI值超过200则标志已产生污泥膨胀；③丝状菌引起的污泥膨胀中，丝状菌总长度大于1×104m／g等‘川。活性污泥膨胀有以下显著特点：一是发生率高，几乎所有采用活性污泥法的城市污水厂都曾发生过收稿日期：2007—09—20修回日期：2007—10—30基金项目：石家庄市桥东污水处理厂内部研究项目第一作者简介：吴红娟(1980一)，女，研究生，助教，从事安全与环境工程研究。不同程度的污泥膨胀现象；二是普遍性，污泥膨胀现象在各种类型的活性污泥工艺中都存在；三是危害严重。造成污泥流失、出水悬浮物(SS)超标，最终导致处理能力大大降低，并且一旦发生污泥膨胀则很难控制或短时间内恢复[2]。2活性污泥膨胀的分类通常认为活性污泥膨胀有两种类型：一是由于丝状菌的大量繁殖而引起的丝状菌性污泥膨胀；二是由于菌胶团细菌体内大量积累高粘性多糖类物质而引起的非丝状菌性膨胀。近年来又有人发现枯草杆菌和大肠杆菌也能引起污泥膨胀现象。2．1丝状菌性膨胀丝状菌引起污泥膨胀是在污泥膨胀诱因(如：废水中碳水化合物、氮、磷含量，溶解氧，水温或pH等)诱发下导致丝状菌在同菌胶团的竞争中能够强势增长造成。目前可辨识的丝状污泥膨胀絮体有两种类型：第一类是长丝状菌从絮体中伸出，将各个絮体连接，形成丝状菌和絮体网；第二类是具有更开放(或扩散)的结构，由细菌沿丝状菌凝聚，形成细长的絮体。在解释丝状污泥膨胀现象上，不少学者提出了自己的假设，包括：①(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基质的能力要强于菌胶团，因而丝状菌占优势，菌胶团受万方数据34地球与环境2008年到抑制，导致丝状菌大量繁殖。该假说能够有力地解释低负荷、低营养时易发生污泥膨胀现象。②选择性理论。Chudoba和Palm分别从碳源基质和D0的角度论述。该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生长速率和饱和常数分析丝状菌与菌胶团细菌的竞争情况。丝状菌具有低的最大生长速率和饱和常数，在低基质浓度、DO值时具有较高的生长速率，而菌胶团则刚好相反。③饥饿假说。该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的丝状菌。在低基质浓度下，基质浓度小于某值时，第二类微生物将占优势；当基质浓度大于该值时，只要溶解氧的传递不是限制因素，第一类微生物将占优势；在高基质低溶解氧情况下，第三类微生物将占优势。④Chudoba于1985年提出了积累／再生(AC／RG)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。但此时微生物受溶解氧限制和控制，由于丝状菌需氧较少，完成积累／再生的循环较快，生长较快，形成污泥膨胀‘引。笔者认为虽然说法各一，但原理相同，当基质浓度或D0值等条件发生变化时，丝状茵和菌胶团细菌在竞争中处于优势地位，即活性污泥生物体中生态平衡向着丝状菌有机体形成方向移动，丝状菌能够大量繁殖成为微生物主体，则产生污泥膨胀。2．2非丝状菌性膨胀主要发生在污水水温较低而污泥负荷较高时。由于污泥负荷高，细菌吸附了大量的营养物质，同时温度低，代谢速度慢，大量的高粘性多糖类物质在微生物表面积贮，由于多糖类物质具有强亲水