丝状菌污泥膨胀的影响因素与控制-周利

第7卷第1期1999年2月环境科学进展ADVANCESINENVIRONMENTALSCIENCEVol.7,No.1Feb.,1999丝状菌污泥膨胀的影响因素与控制周利彭永臻黄志高春娣丁峰(哈尔滨建筑大学,哈尔滨150008)摘要本文系统地介绍了近一、二十年来国际上关于丝状菌污泥膨胀的最新研究成果。从丝状菌的种类与特性、丝状菌污泥膨胀的机理、引起污泥膨胀的污水性质和运行条件等方面全面地论述了污泥膨胀的影响因素与控制方法,通过对国内外污泥膨胀研究现状与存在问题的分析,提出了该课题今后的研究方向。关键词:污泥膨胀丝状菌溶解氧污泥负荷一、前言自从活性污泥法问世以来,在其运行管理中丝状菌污泥膨胀(以下简称污泥膨胀)问题一直是困扰人们的难题之一。它具有三个显著特点:一是发生率较高,在欧洲近50%的城市污水厂每年发生污泥膨胀,在我国污泥膨胀的发生率也很高,例如在上海几乎所有的城市污水及工业废水处理厂存在不同程度的污泥膨胀问题;二是普遍性,在各种类型与变法的活型污泥工艺中都存在污泥膨胀问题,甚至连被认为最不易发生污泥膨胀的间歇式曝气池也能发生污泥膨胀;三是危害严重、难于控制,污泥膨胀的后果不仅使污泥流失,出水悬浮物增高使水质恶化,也大大降低了处理能力,严重者将导致工艺无法正常运行,而且污泥膨胀一旦发生则难于控制或者需要相当长的时间。为此,世界各国一直在从事这一课题的研究,以便有效地防止和控制污泥膨胀问题。应当指出,污泥膨胀是一个相当复杂的问题,由于活性污泥法是生物化学反应,形成活性污泥的微生物是多种微生物的群体,既受到污水水质条件的影响,又受到运行条件及环境的影响,如污水的种类、成分、浓度、水温、负荷、溶解氧、pH值等因素都会对污泥膨胀产生影响,因此,众多研究者的研究成果中,有些观点并不相同,甚至相互矛盾。下面从四个方面简要总结近十几年对污泥膨胀研究的状况,并对该课题今后的研究方向提出了展望。二、引起污泥膨胀的丝状菌的种类目前已知引起污泥膨胀的丝状菌有30多种,但最常出现的只有十几种。通过总结南现在黑龙江省规划设计院工作国家自然科学基金(编号:597780245)和黑龙江省自然科学基金资助项目非、美国、英国、荷兰、丹麦、法国、澳大利亚、德国以及世界各国对膨胀污泥中丝状微生物的调查,可以看出尽管在不同地区有所差异,但最频繁出现的丝状菌有以下种类[1]:微丝菌Nocardioformactinomycetes0092型0961型0041型/0675型Notocoidalimicola软发菌浮游球衣菌/1701型021N型/发硫菌大量研究调查表明,膨胀污泥中的丝状菌种类与活性污泥工艺运转条件密切相关。例如在Pujol和Boutin的研究中[2],低负荷下的丝状菌种类为:0041型、0092型及微丝菌。在高负荷下的丝状菌为:浮游球衣菌,021型、1701型的1863型菌。Strom和Jenkins的研究表明[3],低负荷下的丝状菌种类有:0041型、0092型、0081型、微丝菌。低DO下的丝状菌种类有:1701型、021N型、浮游球衣菌、1863型。低pH下真菌占优势。Gabb等人[4]对南非的脱氮或脱氮除磷污水厂中引起污泥膨胀的丝状菌0092型、微丝菌、0675型和0041型菌划为低负荷型,而0675型、0041型又可归于营养型。也有研究表明营养不足时丝状菌有发硫细菌、021N型和球衣菌。三、影响污泥膨胀的主要因素1.污水的性质对污泥膨胀的影响(1)污水种类对污泥膨胀的影响污水的种类对污泥膨胀有明显影响,通常认为那些含有易生物降解和溶解的有机成分,特别是低分子量的烃类,糖类和有机酸类等类型基质的污水容易引起污泥膨胀,例如酿酒、啤酒、乳品、石化、造纸等废水。(2)营养成分对污泥膨胀的影响在处理工业废水及城市污水时,因营养物质的缺乏而产生的污泥膨胀一般是由于N、P的不足引起的,通常认为N、P在污水中合适的比例为BOD5∶N∶P=100∶5∶1。Wagnet通过研究发现,污水中P的含量影响污泥沉降性能,如果P/MLSS<3%,容易发生污泥膨胀。Richard用021N型菌进行试验[5],发现在营养物质浓度较低的情况下,丝状菌对营养物质具有累积能力,认为这是它们在不平衡生长条件下的又一个优势。R.E.Sheder等人[6]报道了在缺N(TOC/N=160/2.7)的情况下,缺氧选择器并不能抑制丝状菌的生长(SVI>150ml/g)。研究表明许多丝状菌对营养物质(如N、P等)有较强的亲和力,这可能是缺乏营养物质而导致污泥膨胀的原因。(3)污水的早期消化对污泥膨胀的影响污水如果贮存或在下水管道、初沉池中停留时间过长,容易发生早期消化反应,这种污水容易发生污泥膨胀。其原因主要是消化时产生的大量低分子有机酸和硫化氢所致,它们特别容易引起一些丝状菌的繁殖,如T