污泥膨胀的原因分析及解决方法

污泥膨胀的原因分析及解决方法

废水的生物处理是利用相关微生物的代谢过程，是降解或转化废水中有机物的过程。微生物降解有机物，自我增殖。

污泥膨胀有两种类型，一种是由活性污泥中大量丝状菌增殖引起的丝状膨胀，另一种是由高粘性物质(如葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖、脱氧核糖等形成的糖类)积累引起的非丝状膨胀) 。

根据丝状微生物对环境条件和基质类型的不同要求，丝状菌污泥膨胀可分为五种类型：

(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)酸碱度失衡型。实际运行中，丝状菌污泥膨胀是主要因素，占90%以上。

发生污泥膨胀时，主要有以下特点：

(1)二沉池污泥的SVI值大于200毫升/克；

(2)回流污泥浓度降低；

(3)二沉池污泥层增加。

一、污泥膨胀理论。

1.A/V假说：当混合溶液中的基质受到限制或控制时，比表面积大的丝状菌比细菌胶束更能获得基质，因此细菌胶束受到抑制，丝状菌大量繁殖。

2.动态选择性理论：基于微生物的生长动力学，根据不同种类的微生物具有不同的最大比生长速率和饱和常数，分析丝状菌与细菌胶束之间的竞争。

3.饥饿假说：活性污泥中的微生物可分为三类，最一类是胶束菌，第二类是耐饥饿丝状菌，对底物亲和力高但生长缓慢，第三类是快速生长的丝状菌，对溶解氧亲和力高，对饥饿高度敏感。

4.贮藏选择理论：在底物宽限期的状态下，非丝状菌具有贮藏底物的能力，当底物缺乏时，贮藏的物质可以代谢产生能量或合成蛋白质。但有些丝状菌也具有底物储存能力，不能完全解释污泥膨胀的机理。

5.氮和氮氧化物假说：CASEY提出了低负荷生物脱氮除磷工艺的污泥膨胀假说。如果缺氧区反硝化作用不足，导致好氧区产生亚硝酸盐氮，中间产物NO和N2O会抑制细菌胶束的好氧细胞色素，进而抑制其在好氧条件下的底物利用。相反，有些丝状菌只能将硝态氮还原为亚硝态氮，因此在反硝化条件下不会在细胞内积累NO和N2O，丝状菌在好氧区也不会受到抑制，因此更具竞争力。

亚硝酸盐与SVI呈正相关。沉降性能好的污泥粒径分布广，以球菌为主。膨胀污泥的粒径大多在10μm以内，污泥细小。

二、影响污泥膨胀的因素。

1.温度。

低温有利于丝状菌的生长。戴格等人发现，10℃容易引起丝状菌污泥膨胀，而污水温度提高到22℃不容易引起污泥膨胀。

2、酸碱度。

活性污泥微生物的适宜pH范围为6.5~8.5。当pH小于6时，细菌胶束的活性减弱，生长受到抑制，但丝状菌可以大量繁殖，取代细菌胶束成为优势种群，污泥沉降性能明显变差，出现污泥膨胀。当pH值低于4.5时，真菌完全占优势。

3、DO.

低溶解氧是丝状菌污泥膨胀的主要原因之一。如果溶解氧成为限制因素，细菌胶束的生长将受到抑制。丝状菌由于其巨大的比表面积，更容易获得生长繁殖所需的溶解氧，在竞争中处于优势地位。

低Ks的丝状菌比低底物浓度的细菌胶束具有更高的比生长速率，这可以解释底物限制、溶解氧限制和营养物限制导致的污泥膨胀。只要溶解氧有限，任何负荷下都会发生污泥膨胀。污水处理中DO控制在2左右，过高过低都不会造成污泥膨胀。