导致污泥膨胀的原因

活性污泥

活性污泥是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。

活性污泥的增长特点和净化作用

活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链。最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌，细菌特别是球状细菌起者最关键的作用，优良运转的活性污泥，是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。沉降性好，随着活性污泥的正常运行，细菌大量繁殖，开始生长原生动物，是细菌一次捕食者。活性污泥常见的原生动物有鞭毛虫、肉毛虫、纤毛虫和吸管虫。活性污泥成熟时固着型的纤毛虫、种虫占优势；后生动物是细菌的二次捕食者，如轮虫、线虫等只能在溶解氧充足时才出现，所以当出现后生动物时说明处理水质好转标志。

活性污泥的性能指标

1、混合液悬浮固体（MLSS）

混合液悬浮固体是指曝气池中废水和活性污泥的混合液体

的悬浮固体浓度。以MLSS（mg/l）表示。

2.污泥沉降体积(SV30)

污泥沉降比是指曝气池混合液在1000mL量筒中，静置30min 后，沉淀污泥与混合液之体积比(％)。SV可以反映曝气池正常运

行时的污泥量，可用于控制剩余污泥的排放，它还能及时反映出污泥膨胀等异常情况，便于及早查明原因、采取措施。污泥沉降比测定简单，并能说明许多问题，因此成为曝气池管理中每天必须做的测定项目。一般曝气池中SV％正常值为20%-30%。

3. SVI

污泥体积指数，指曝气池混合液经30min静止沉降后1g干污泥所占的体积，单位为ml/g。

SVI＝混合液30min沉降后污泥容积／污泥干重

＝（SV％×100）/MLSS

SVI反映了污泥的松散程度和凝聚性能，SVI过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物多，微生物数量少，此时污泥缺乏活性和吸附能力。SVI过高则说明污泥结构松散，难于沉淀分离，即将膨胀或已经发生膨胀。

影响活性污泥性能的环境因素

1、溶解氧

生化处理的基本要素：营养物、活性微生物、溶解氧，所以要使生化处理正常运行，供氧是重要因素。一般说，溶解氧浓度以不低于2mg/L为宜（2—4mg/L）。

2、水温

维持在15～25摄氏度，低于5摄氏度微生物生长缓慢。

3、营养料

细菌的化学组成实验式为C5H7O2N，霉菌为C10H17O6原生动物为

C7H14O3N，所以在培养微生物时，可按菌体的主要成分比例供给营养。微生物赖以生活的主要外界营养为碳和氮，此外，还需要微量的钾，镁，铁，维生素等。

碳源--异氧菌利用有机碳源，自氧菌利用无机碳源。

氮源--无机氮（NH3及NH4+）和有机氮（尿素，氨基酸，蛋白质等）。

一般比例关系：BOD：N：P=100：5：1

好氧生物处理：BOD5=500——1000mg/l

4、有毒物质

主要毒物有重金属离子（如锌，铜，镍，铅，铬等）和一些非金属化合物（如酚，醛，氰化物，硫化物等）。

导致污泥膨胀的原因

污泥膨胀是活性污泥常见的一种异常现象,系指活性污泥由于某种因素的改变,产生沉降性能恶化,不能在二沉池内进行正常的泥水分离,污泥随出水流失.发生污泥膨胀以后,流出的污泥会使出水SS超标,如不立即采取控制措施,污泥继续流失会使曝气池的微生物量锐减,不能满足分解污染物的需要,从而最终导致出水BOD5也超标.活性污泥的SVI值在100左右时,其沉降性能最佳,当SVI超过150时,预示着活性污泥即将或已经处于膨胀状态,应立即予以重视.在沉降试验中,如发现区域沉降速度低于0.6mg/h,也应予以重视.在活性污泥镜检中,如发现丝状菌的丰度逐渐增大,至(d)级时,应予以重视,至(e)级时,污泥处于膨胀状态.丝

状菌丰度至(f)级,说明污泥处于严重膨胀状态.

污泥膨胀总体上分为两大类:丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀.前者系活性污泥絮体中的丝状菌过度繁殖,导致的膨胀;后者系菌胶团细菌本身生理活动异常产生的膨胀.

(1) 丝状菌膨胀的存在条件及原因正常的活性污泥中都有一定的丝状菌,它是形成活性污泥絮体的骨架材料.活性污泥中丝状菌数量太少或没有,则形不成大的絮体,沉降性能不好;丝状菌过度繁殖,则形成丝状菌污泥膨胀.在正常的环境中,菌胶团的生长速率大于丝状菌,不会出现丝状菌过度繁殖;如果环境条件发生变化,丝状菌由于其表面积较大,抵抗环境变化的能力比菌胶团细菌强,其数量超过菌胶团细菌,从而过度繁殖导致丝状菌污泥膨胀.引起环境条件变化的因素有以下几个方面:

①进水中有机物质太少,导致微生物食料不足;

②进水中氮、磷营养物质不足；

③ PH值太低，不利于细菌生长；

④曝气池内溶解氧DO太低，不能满足需要；

⑤进水水质或水量波动太大，对微生物造成冲击。

出现以上情况之一，均可为丝状菌过度繁殖提供很必要条件，导致丝状菌污泥膨胀。另外，丝状菌大量繁殖的适宜温度在25—30度，因而夏季易发生丝状菌污泥膨胀。以上所述的丝状菌指球衣菌，当入流污水“腐化”、产生出较多的H2S（超过1—2mg/L）时，还会导致丝状硫磺细菌（丝硫菌）的过量繁殖，

导致丝硫菌污泥膨胀。

（2）非丝状菌膨胀的存在条件及原因非丝状菌膨胀系由于菌胶团细菌生理活动异常，导致活性污泥沉降性能的恶化。这类污泥膨胀又可分为二种。一种是由于进水口含有大量的溶解性有机物，使污泥负荷F/M太高，而进水中又缺乏足够的氮、磷等营养物质，或者混合液内溶解氧不足。高F/M时，细菌会很快把大量的有机物吸入体内，而由于缺乏氮、磷或DO不足，又不能在体内进行正常的分解代谢。此时，细菌会向体外分泌出过量的多聚糖类物质。这些物质由于分子式中含有很多氢氧基而具有较强的亲水性，使活性污泥的结合水高达400%（正常污泥结合水为100%左右），呈粘性的凝胶状，使活性污泥在二沉池内无法进行有效的泥水分离及浓缩。这种污泥膨胀有时称为粘性膨胀。

另一种丝状菌膨胀是进水中含有较多的毒性物质，导致活性污泥中毒，使细菌不能分泌出足够量的粘性物质基础，形不成絮体，从而也无法在二沉池进行泥水分离。这种污泥膨胀称为低粘性膨胀或污泥的离散增长。

污泥膨胀的对策

污泥膨胀的对策

①强化曝气；(在特殊情况下,还要减弱曝气)

②调整负荷；

③分段注水；

④延长曝气时间，进行再曝气；

⑤投加含氮化合物；

⑥投加石灰和消化污泥；(提高污泥比重)

⑦稀释流入污水；(用污水或处理水)

⑧如碳水化合物增多，要调查废水的来源；

⑨在二沉池内对污泥进行缓慢的搅拌，加速其沉淀速度；

⑩膨胀污泥只限于沉淀性能恶化，对碳水化合物的净化能力仍然良好，用高分子电解质混凝剂进行沉淀分离。

污泥上浮和解絮

1.大块污泥上浮

沉淀池断续见有拳头大小污泥上浮。引起大块污泥上浮有两种情况：

?反硝化污泥

上浮污泥色泽较淡，有时带铁锈色。造成原因是曝气池内硝化程度较高，含氮化合物经氨化作用及硝化作用被转化成硝酸盐，NO3--N浓度较高，此时若沉淀池因回流比过小或回流不畅等原因使泥面升高，污泥长期得不到更新，沉淀池底部污泥可因缺氧而使硝酸盐反硝化，产生的氮气呈小气泡集结于污泥上，最终使污泥大块上浮。

改进办法是加大回流比，使沉淀池污泥更新并降低沉淀池泥层；减少泥龄，多排泥以降低污泥浓度；还可适当降低曝气池的DO 水平。上述措施可降低硝化作用，以减少硝酸盐的来源。

?腐化污泥

腐化污泥与反硝化污泥不同之处在于污泥色黑，并有强烈恶臭。产生原因为二沉池有死角造成积泥，时间长后即厌氧腐化，产生H2S、CO2、H2等气体，最终使污泥向上浮。

解决办法为消除死角区的积泥，例如经常用压缩空气在死角区充气，增加污泥回流等。对容易积泥的区域，应在设计中设法予以改进。

2.小颗粒污泥上浮

小颗粒污泥不断随出水带出，俗称飘泥。

引起飘泥的原因大致可有如下几种：

?进水水质，如pH、毒物等突变，使污泥无法适应或中毒，造成解絮；

?污泥因缺乏营养或充氧过度造成老化；

?进水氨氮过高、C/N过低，使污泥胶体基质解体而解絮；

?池温过高，往往超过40℃；

?合建式曝气沉淀池回流比过大，造成沉淀区不稳定，曝气池内气泡带入沉淀区；

?机械曝气翼轮转速过高，使絮粒破碎。

解决办法为弄清原因，分别对待。在污泥中毒时应停止有毒废水的进入；对缺乏营养，污泥老化和解絮污泥须适当投加营养，采取复壮措施

活性污泥系统的观察与评价

(1)现场观察——感官指标操作管理人员每班数次定时登上处理装置作一观察，了解系统运行的状况。主要观察内容如下。

①色、嗅正常运行的活性污泥一般呈黄褐色。在曝气池溶解氧不足时，厌氧微生物会相应滋生，含硫有机物在厌氧时分解释放出H2S，污泥发黑、发臭。当曝气池溶解氧过高或进水过淡、负荷过低时，污泥中微生物可因缺乏营养而自身氧化，污泥色泽转淡。良好的新鲜活性污泥略带有泥土味。

②二沉池观察与污泥性状活性污泥性状的好坏可从二沉池及后面述及的曝气池的运行状况中显示出来，因此，管理中应加强对现场的巡视，定时对活性污泥处理系统的“脸色”进行观察。二沉池的液面状态与整个系统的运行正常与否有密切关系，在巡视二沉池时，应注意观察二沉池泥面的高低、上清液透明程度、漂泥的有无、漂泥泥粒的大小等。

上清液清澈透明运行正常，污泥形状良好

上清液混沌负荷过高，污泥对有机物氧化、分解不彻底

泥面上升，SVI高污泥膨胀，污泥沉降性差

污泥成层上浮污泥中毒

大块污泥上浮沉淀池局部厌氧，导致该处污泥腐败

细小污泥漂泥水温过高、C／N不适、营养不足等原因导致污泥解絮

③曝气池观察与污泥性状在巡视曝气池时，应注意观察曝气池

液面翻腾情况，曝气池中间若有成团气泡上升，即表示液面下曝气管道或气孔有堵塞，应予以清洁或更换；若液面翻腾不均匀，说明有死角，尤应注意四角有无积泥。此外，还应注意气泡的形状。

a．气泡量的多少在污泥负荷适当、运行正常时，泡沫量较少，泡沫外观呈新鲜的乳白色。污泥负荷过高、水质变化时，泡沫量往往增多，如污泥泥龄过短或废水中含多量洗涤剂时，即会出现大量泡沫。

b．泡沫的色泽

④泡沫呈白色且泡沫量增多，说明水中洗涤量较多；

⑥泡沫呈茶色、灰色，这是因为污泥泥龄太长或污泥被打碎而吸附在气泡上所致，这时应增加排泥量；

⑥气泡出现其他颜色时，则往往因为是吸附了废水中染料等类发色物质的结果。

c．气泡的黏性

用手沾一些气泡，检查是否容易破碎。在负荷过高、有机物分解不完全时，气泡较黏，不易破碎。

(2)生物相观测——镜检指标活性污泥生物相是指活性污泥中微．生物的种类、数量、优势度及其代谢活力等状况的概貌。生物相能在一定程度上反映出曝气系统的处理质量及运行状况。当环境条件(如进水浓度及营养、pH值、有毒物质、溶氧、温度等)变化时，在生物相上也会有所反映。可通过活性污泥中微生物的

这些变化，及时发现异常现象或存在的问题，并以此来指导运行管理。因此，对生物相的观察，已日益受到人们的重视。

一般地，在运行正常的处理系统的活性污泥中，污泥絮粒大、边缘清晰、结构紧密、具有良好的吸附及沉降性能。絮粒以菌胶团细菌为骨架，穿插生长着一些丝状菌，但其数量远少于菌胶团细菌。微型动物中以固着类纤毛虫为主，如钟虫、盖纤虫、累枝虫等，还可见到部分J纤虫在絮粒上爬动，偶尔还可以看到少量的游动纤毛虫等，在出水水质良好时，轮虫生长活跃。下面是几种生物相对活性污泥状况的指标。

①钟虫不活跃或呆滞，往往表明曝气池供氧不足。如果出现钟虫等原生动物死亡，则说明曝气池内有有毒物进入，如有毒工业废水流人等。

②当发现没有钟虫，却有大量的游动纤毛虫如各种数量较多的草履虫、漫游虫、豆形虫、波豆虫等，而细菌则以游离细菌为主，此时表明水中有机物还很多，处理效果很低。

如果原来水质良好，突然出现固定纤毛虫减少，游动纤毛虫增加的现象，预示水质要变差。相反，原来水质极差，逐渐出现游动纤毛虫为主，则水质变得良好。通常，固定纤毛虫大于游动纤毛虫+轮虫，出水BODs约在5～10mg／L；固定纤毛虫等于游动纤毛虫，出水BOD5约在10～20mg／L。

③镜检中如发现积硫较多的硫丝细菌、游动细菌(球菌、杆菌、螺旋菌和较多的变形虫、豆形虫)时，往往是曝气时间不足，空

气量不够，流量过大，或水温较低，处理效果差。

④在大量钟虫存在的情况下，植纤虫数量多而且越来越活跃，这对曝气池工作并不有利。要注意，可能污泥会变得松散，如果钟虫量递减，植纤虫递增，则潜伏着污泥膨胀的可能。

⑤镜检中各类原生动物极少，球衣细菌或丝硫细菌很多时，污泥已发生膨胀。

⑥当发现等枝虫成对出现、并不活跃，肉眼能见污泥中有小白点，同时发现贝氏硫菌和丝硫细菌积硫点十分明显，则表明曝气池溶解氧很低，一般仅0．5mg／L左右。

⑦如果发现单个钟虫活跃，其体内的食物泡都能清晰的观察到时，说明污水处理程度高，溶解氧充足。

⑧二沉池的出水中有许多水蚤(俗称鱼虫)，其体内血红素低，说明溶解氧高；水蚤的颜色很红时，则说明出水几乎无溶解氧。

以上所述是人们长期观察而得到的经验，但由于各地各厂水质差异较大，在其他处理系统中可能有不完全相同的规律。