污泥膨胀的原因及控制措施_武秀琴

污泥膨胀一直是活性污泥法水处理工艺运行管理中世界性难题之一。

其主要特点为：（1）普遍性，存在于各种类型的活性污泥工艺中，间歇式曝气池工艺也不例外。

（2）危害较严重，一般难以控制。

污泥膨胀使得污泥流失，降低了处理能力使出水质量恶化，甚至导致处理工艺无法运行。

而且一旦发生难以控制和迅速恢复。

（3）发生率较高，在美国有60%的城市污水厂每年发生污泥膨胀，我国的发生率也很高，上海几乎所有的城市污水及工业废水处理厂都存在不同程度的污泥膨胀问题[1]。

因此，在20世纪70年代后特别是近20年来，世界各国相继就污泥膨胀问题开展了大量研究工作，并取得许多新研究成果。

1污泥膨胀的类型
污泥膨胀一般分为两大类，丝状菌性污泥膨胀和非丝状菌性污泥膨胀。

前者由活性污泥中丝状菌过度繁殖导致膨胀；后者主要在污水温度较低，污泥负荷较高的条件下，细菌吸收大量营养物，但代谢慢而积累大量高粘性多糖物质使污泥中结合水异常增多，比重减轻，SVI值很高，压缩性能恶化引起膨胀。

在发生污泥膨胀的污水处理厂约90%以上属于丝状菌性污泥膨胀。

因此，本文重点研究丝状菌性污泥膨胀问题。

2污泥膨胀的影响因素
2.1污泥膨胀中丝状菌种类
目前在活性污泥中发现的丝状菌有30多种，由于尚有部分丝状菌未获得鉴定。

常见的有十几种，世界各地膨胀污泥中出现最频繁的丝状菌有：微丝菌、发硫菌、软发菌、浮游球衣菌、0092型、0961型、0041型、0675型、1701型、021N型。

在不同的地区和不同污水中有所差异。

在食品加工中有：0041型、0092型、1701型、球衣菌；在化工废水中主要为：微丝菌、021N型、0041型、诺卡氏菌、软发菌；在啤酒废水中主要为0041型、021N型、0092型、1701型。

2.2污水的种类和性质
污水的水温、pH值、营养成分的含量等对污泥膨胀有明显的影响。

研究表明：含有易生物降解和溶解的有机成分的污水，如：酿酒废水、乳品废水、石化废水和造纸废水[2]等容易污泥膨胀；糖类物质过多的废水容易出现丝状菌污泥膨胀，过量的碳源使微生物不能充分利用而转变为多聚糖类胞外贮存物，这种贮存物是高度亲水性化合物，易形成结合水，影响污泥的沉降性能。

同时，在这类废水中，氮、磷含量相对不足，而氮、磷是微生物生长的重要营养物质，在这种条件下丝状菌自身比表面积大容易吸收废水中少量的氮、磷，实现自身迅速增殖。

2.3溶解氧
溶解氧是活性污泥运行中重要的控制参数。

微
污泥膨胀的原因及控制措施
武秀琴，谷立坤
（河南工程学院，河南郑州451191）
摘要活性污泥法是污水处理采用最普遍的方法，运行中最大的问题是污泥膨胀。

分析总结国内外的研究成果，主要介绍污泥膨胀的类型、引起膨胀的原因和控制措施，并对今后的研究方向进行了展望。

关键词污泥膨胀丝状菌控制措施
生物对有机物的降解过程伴随着氧的利用。

曝气池中DO浓度的高低直接影响有机物的去除效率和活性污泥的生长。

菌胶团细菌和浮游球衣菌对溶解氧的需要量差别大。

菌胶团细菌是严格好氧菌，浮游球衣菌是好氧菌，但它的适应性强，在微量好氧条件下仍正常生长。

在较低DO条件下，大部分好氧菌几乎不能继续生长繁殖，而丝状菌由于具有较长的菌丝，有较大的比表面积和较低的氧饱和常数，比絮状菌繁殖的速度快，从而导致污泥膨胀。

大量研究表明，导致污泥膨胀的临界DO浓度并不固定，受活性污泥的有机负荷影响，负荷越高，对应的临界值就越大。

2.4污水温度
温度是影响微生物生长的重要因素之一，温度过低，微生物活性不足；温度过高，细胞中生物化学反映速率和生长速率加快。

温度每升高10℃，生化反应速率增加一倍。

此外，细胞的重要组成成分如蛋白质、核酸对温度较敏感，温度升高使其遭受不可逆性的破坏。

一般认为，适宜污泥中微生物生长的温度为15~35℃。

2.5污水的pH值
活性污泥是一个动态的微生态系统，其中不同种属的微生物对pH值有不同的适应范围。

过高或过低的pH值不仅影响外酶及细胞内酶的活性，而且影响微生物对营养物质的吸收。

丝状菌适宜在pH值5~6.5的环境中生长，菌胶团菌适宜在pH值6~8的环境中生长。

Peidi[3]研究表明：在pH值较低（≤5）的情况下，易引起丝状菌膨胀。

2.6其他
此外，污泥负荷、冲击负荷、运行方式和处理工艺均会影响污泥膨胀。

低负荷条件下，丝状菌容易占生物相优势，从而引起膨胀。

高负荷导致溶氧不足，DO浓度降低也会引起污泥膨胀；当处理过程中冲击负荷的改变，短时间内水质水量产生大的波动打破了体系中正常的生态系统，丝状菌易占优势，可引起污泥膨胀；采用不同的运行方式及处理工艺，也会影响污泥膨胀。

研究表明，在污水处理系统中，污泥膨胀出现频率最高的是初沉池采用完全混合式水力停留时间长，曝气池采用沿程分散进水的污水处理，而推流式曝气池中形成底物浓度梯度，有利于污泥絮凝性增强，降低了发生污泥膨胀频率[4]。

3污泥膨胀的控制措施
活性污泥膨胀的控制措施主要根据污泥膨胀的影响因素进行针对性的调控。

一般有三类：临时控制措施、工艺设计控制措施、工艺运行控制措施。

3.1化学控制措施
临时控制措施在未确定污泥膨胀的具体原因时采用，一般采用加药法，可以添加无机絮凝剂（石灰、三氯化铁）或人工合成的高分子阳离子多聚物（也可以与阴离子多聚物联合使用）。

其中，添加物尽管对产泥量影响不大，但是费用高；而投加无机絮凝机会大大增加产泥量，给后期的污泥处理带来压力。

此外，也可以投加氯，目的是杀死附着在絮体表面的丝状菌，但是应该注意控制氯的投加量刚好能杀死丝状菌而不伤害絮体微生物，因为二者对氯的敏感性差异不大[1]。

氯的有效投加量一般为1~10g/kgMLSS.d，而且投加时应该从小剂量开始，然后逐渐增加直至达到预期目标。

3.2生态环境调控法
应用生态学原理，制造一个适合菌胶团细菌生长的环境，调控丝状菌与菌胶团细菌的共生关系，使菌胶团细菌成为活性污泥中的优势菌，即可根本解决污泥膨胀问题。

常用的生态环境调控方法有：采用生物选择器。

该法是指在曝气池中形成有利于菌胶团细菌生长的环境。

选择性地增值菌胶团菌，利用生物竞争机制抑制丝状菌的过度繁殖，达到控制污泥膨胀的目的。

一般是在完全混合式、推进式曝气池前增加一个停留时间比蒲圻赤短得多的生物选择器，由于其中初始混合液的底物浓度高，使菌胶团细菌得到选择性的培养，成为优势菌。

常用的选择器有好氧选择器、厌氧选择器及缺氧选择器。

该法在世界范围内迅速推广应用，已成为控制污泥膨胀的主要措施[5]。

调整运行工艺条件。

至通过调控工艺条件改善污泥微生态系统，控制丝状菌群生长因子，最终实现控制污泥膨胀。

例如：对曝气池中溶解氧浓度过低引起的污泥膨胀可增加曝气量或在推进式曝气池中合理分配曝气量（增加前端，降低后端），保持曝气池中合适的溶氧浓度来控制丝状菌型污泥膨胀
[6]。

周利
[7]
研究表明，提高溶解氧浓度至
3.4mg/L 运行一段时间可有效控制污泥膨胀；对缺
乏营养（N 和P ）、pH 过低引起的污泥膨胀，可以通过增加营养和调整pH 来控制和防治。

回流污泥再生法。

在脱氮除硫工艺中，将二次沉降池排出的回流污泥排入以单独的曝气池进行曝气，氧化为生物体内的贮存物，从而使菌胶团细菌具有最大吸附和贮存能力，使污泥得到充分的再生并恢复活性，在于丝状菌竞争中成为优势，抑制丝状菌的过度繁殖。

采用对污泥膨胀有控制作用的工艺。

实践表明，SBR 工艺与活性污泥的其他方法相比是一种不容易发生污泥膨胀的工艺。

SBR 工艺的特点是间歇进水，在底物降解过程中反应器内底物浓度随时间逐渐降低，具有理想的推流状态，在反应开始出现的高基质浓度相当于生物选择器的作用，丝状菌不容易膨胀，从而防止了污泥膨胀。

4结语
污泥膨胀是世界性的难题。

尽管各国对污泥膨
胀问题作了大量的研究工作，至今仍没有较为彻底的解决方法。

添加药物化学控制法只能作为临时应
急用。

由于在污水处理厂污泥运行中，绝大多数问题集中在丝状菌污泥膨胀上，目前污泥膨胀的研究热点之一是鉴别出引起污泥膨胀的特定丝状菌，再应用PCR 扩增技术、原位杂交技术及微电子自动射线照相技术研究引起污泥膨胀的丝状菌的生理生态特征，针对性地调整运行条件，限制丝状菌在污泥中的过度生长。

而对非丝状菌污泥膨胀的形成机理、控制措施及动力学模型问题研究较少，但在实验研究及污水处理厂也出现越来越多的非丝状菌污泥膨胀问题，需要增加这方面的研究工作。

参考文献
1崔和平，钟艳萍.丝状菌活性污泥膨胀的原因及控制方法[J].中国给水排水.2004，20（6）：99-101.
2刘大鹏，王继徽.SBR 运行中污泥膨胀的发生与控制[J].中国给水排水.2002，18（10）：84-86.
3Peidi Hu,Strom Peter F ，Research note:effect of pH on fungal growth and buiking in laboratory -activated sludge [J].Res J WPCF ，63(3)：276-277。

4陈安稳，时翔云，于鲁冀等.性污泥膨胀的原因及其控制方法
[J].农业资源与环境科学.2006，22（12）：296-298.5
Martins A,Pagila K,Heijnen J J.et al.Filamentous bulking sludge-a critical review [J].Water Research ，2004，38：793-817.6
周芙蓉，李宏敏，梁衷华等.污泥膨胀控制实例[J].给水排水.
2003，29（7）：16-17.7
周利，彭永臻，徐晓军等.丝状菌膨胀机理与控制方法[J].苏州科技学院学报（工程技术版）.2005，18（2）：43-46.
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—△作者通讯处：451191
河南郑州
河南工程学院
循环冷却水杀菌新技术通过专家技术鉴定
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△△信息
日前，由中国石油大学（华东）化学工程学院刘芳博士主持完成的循环冷却水系统生物黏泥生长特性与控制技术通过了山东省科技厅组织的专家鉴定。

与新鲜水相比，深度处理后的废水中有机物和造成腐蚀的离子种类及浓度均较高，使微生物控制和设备的腐蚀控制难度大大增加。

将该技术用于循环冷却水时，可控制循环冷
却水系统中生物黏泥的形成、提高循环水水质，是节约淡水资源和合理使用水资源的有效途径。

该项成果有助于从节水减排角度指导石油、化工、电力和冶金等循环水用量较大的行业，结合循环冷却水的水质稳定要求，制定灵活的杀菌剂应用模式。

（摘自www ．c-water ．com ．cn ，2011-11-23）
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