污泥膨胀原因和解决办法

污泥膨胀原因和解决办法废水生物处理是利用有关微生物的代谢过程是对废水中有机物进行降解或转化的过程。微生物在降解有机物的同时其本身也得到了增殖。污泥膨胀有两种类型，一是由于活性污泥中大量丝状菌的繁殖而引起的污泥丝状菌膨胀，二是由于菌胶团细菌体内大量累积高粘性物质（如葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖和脱氧核糖等形成的多类糖）而引起的非丝状菌性膨胀。污泥丝状菌膨胀可根据丝状微生物对环境条件和基质种类要求的不同而划分为五类类型：（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）pH不平衡型。在实际运行中，一般以污泥丝状菌膨胀为主，占90%以上。发生污泥膨胀时，主要有以下特征：（1）二沉池中污泥的SVI值大于200ml/g；（2）回流污泥浓度下降；（3）二沉池中污泥层增高。污泥膨胀相关理论：（1）A/V假说：当混合液中基质收到限制或控制时，由于比表面积大的丝状菌获取基质的能力要强于菌胶团，因而菌胶团受到抑制，丝状菌大量繁殖；（2）动力选择性理论：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比生长速率和饱和常数，分析丝状菌与菌胶团的竞争情况；（3）饥饿假说：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丝状菌；（4）存储选择理论：在底物风度的状态下，非丝状菌具有贮存底物的能力，而被贮存物质在底物匮乏时能够被代谢产生能量或合成蛋白质。但是一些丝状菌也具有底物贮存能力，底物贮存能力不能完全用来解释污泥膨胀机理；（5）氮氧化氮假说：CASEY提出低负荷生物脱氮除磷工艺的污泥膨胀假说，如果缺氧区的反硝化不充分，导致好氧区存在亚硝酸氮，那中间产物NO、N2O就会抑制菌胶团的好氧细胞色素，进而抑制其好氧情况下的基质利用，相反一些丝状菌只能将硝酸氮还原为亚硝酸氮，因此不会在反硝化条件下胞内积累NO和N2O，丝状菌就不会在好氧段被抑制，因而更具竞争优势。亚硝酸与SVI有一定的正相关性。沉淀性能良好的污泥粒径分布较广，且以球菌为主，膨胀污泥的粒径大都在10μm以内，污泥较为细碎。影响污泥膨胀的因子：1、温度低温有利于丝状菌生长，Daigger等人发现10℃容易导致丝状菌性污泥膨胀，而污水温度提高到22℃则不容易产生污泥膨胀现象；活性污泥法处理的关键在于具有足够数量和性能良好的污泥。它是大量微生物聚集的地方，即微生物高度活动的中心，在处理废水过程中，活性污泥对废水中的有机物具有很强的吸附和氧化分解能力，故活性污泥中还含有分解的有机物和无机物等。污泥中的微生物，在废水中起主要作用的是细菌和原生动物。微生物的指示(1)着生的缘毛目多时，处理效果良好，出水BOD5和浊度低。(如小口钟虫、八钟虫、沟钟虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫)这些缘毛目的种类都固定在絮状物上，并随窗之而翻动，其中还夹杂一些爬行的栖纤虫、游仆虫、尖毛虫、卑气管叶虫等，这说明优质而(2)小口钟虫在生活污水和工业废水处理很好时往往就是优势菌种。(3)如果大量鞭毛虫出现，而着生的缘毛目很少时，表明净化作用较差。(4)大量的自由游泳的纤毛虫出现，指示净化作用不太好，出水浊度上升。(5)如出现主要有柄纤毛虫，如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类时，则水质澄清良好，出水清澈透明，酚类去除率在90%以上。(6)(7)如在生活污水处理中，累枝虫的大量出现，则是污泥膨胀、解絮的征兆。(8)而在印染废水中，累枝虫则作为污泥正常或改善的指示生物。(9)在石油废水处理中钟虫出现是理想的效果。(10)过量的轮虫出现，则是污泥要膨胀的预兆。活性污泥中的微生物活性污泥是微生物群体及它们所吸附的有机物质和无机物质的总称。微生物群体主要包括细菌、原生动物和藻类等。其中，细菌和原生动物是主要的两大类。（一）细菌细菌是单细胞生物，如球菌、杆菌和螺旋菌等。它们在活性污泥中种类多、数量大、体积微小，具有强的吸附和分解有机物的能力，在污水处理中起着关键作用。在活性污泥培养的初期，细菌大量游离在污水中，但随着污泥的逐步形成，逐渐集合成较大的群体，如菌胶团、丝状菌等。1.菌胶团菌胶团是细菌及其分泌的胶质物质组成的细小颗粒，是活性污泥的主体，污泥的吸附性能、氧化分解能力及凝聚沉降等性能均与菌胶团有关。菌胶团有球形、分枝状、蘑菇形、垂丝形等2.球衣细菌这种细菌对碳素营养需求量较大，常因有大量碳水化合物的存在，使它们过快地繁殖引起污泥膨胀，故分解有机物的能力强白硫细菌能分解含硫化合物；硫丝细菌是一种常见丝状细菌，大量繁殖时可使污泥松散，甚至引起污泥膨胀。活性污泥系统问题及解决对策生物相不正常正常的生物镜检可见大量有柄纤毛虫，如钟虫属，累枝虫属等，这类纤毛虫以体柄分泌的粘液固着成污泥絮体。如系统出现大量游泳型纤毛虫，如豆型虫属，草履虫属等则可能是有机负荷太高或溶解氧偏低所致。1.衡量活性污泥数量和性能好坏的指标：主要有以下几项。（1）活性污泥的浓度（MLSS）指以1L混合液内所含的悬浮固体或挥发性悬浮固体的量。污泥浓度的大小可间接的反映废水中微生物的浓度。一般在活性污泥曝气池内常保持MLSS浓度在2~6mg/L之间，多为3~4mg/L。（2）污泥沉降比（SV％）指一定量的曝气池废水在静置30min后，沉淀污泥与废水的体积比，用%号表示。它可反映污泥的沉淀和凝聚性能好坏。污泥沉降比越大，越有利于活性污泥与水的迅速分离，性能良好的污泥，一般沉降比可达15~30%。（3）污泥容积指数（SVI）又称污泥指数，是指一定量的曝气池废水经30min沉淀后，1g干污泥所占有沉淀污泥容积的体积，单位ml/g，它实质是反映活性污泥的松散程度，污泥指数越大，则污泥越松散。这样可有较大表面积，易于吸附和氧化分解有机物，提高废水的处理效果。但污泥指数太高，污泥过于松散，则污泥的沉淀性差，故一般控制在50~150ml/g之间。但根据废水性质的不同，这个指标也有差异。如废水溶解性有机物含量高时，正常的SVI值可能较高；相反，废水中含有无机性悬浮物较多时，正常的SVI值可能较低。以上三者之间的关系：SVI=SV*10/MLSS2.活性污泥的培养与驯化活性污泥是通过一定的方法培养与驯化出来的。培养的目的是使微生物增殖，达到一定的污泥浓度；驯化则是对混合微生物群进行淘汰和诱导，使具有降解废水活性的微生物成为优势。1.1菌种和培养液除了采用纯菌种外，活性污泥菌种大多取自粪便污水、生活污水或性质相近的工业废水处理站二沉池剩余污泥。培养液一般由上述菌液和诱导比例的营养物如淘米水、尿素或磷酸盐等组成。1.2培养与驯化方法1.2.1有异步法和同步法。异步法主要适用于工业废水，程序是：将经过粗滤的浓粪便水投入曝气池，用生活污水（或河水）稀释成BOD5~300-500mg/L，加培养液，连续曝气1~2d，池内出现絮状物后，停止曝气，静置沉淀1~1.5h，排除上清液（约池容的50%~70%）；再加粪便水和稀释水，重新曝气，待污泥数量增加一定浓度后（约1～2周），开始进工业废水（10％～20％），当处理效果稳定（BOD去除率80％～90％）和污泥性能良好时，再增加工业废水的比例，每次宜增加10%~20%，直至满负荷。处理城市污水时可采用同步法，即曝气池全部进废水，连续曝气，二沉池不排泥，全部回流。1.2.2在培养和驯化期间，应保证良好的微生物生长条件，如温度15～35℃，DO0.5～3mg/L，PH6.5～7.5，营养比等。2.正常运行工艺控制2.1曝气系统控制2.1.1一般，负荷较小时，MLVSS较高，DO也应相应提高；当DO不变时，空气量Qa主要取决于入流BOD5。2.1.2实际曝气量估算公式Qa＝f0（S0-Se）Q/300Ea式中f0为耗氧系数，指去除单位BOD所消耗的氧量，与F/M有关。当F/M0.2～0.5KgBOD/（KgMLSS·d）时，可取1；当F/M0.15KgBOD/（KgMLSS·d）时，可取1.1～1.2。Ea为曝气效率，与扩散器的种类等有关，一般在7％～15％之间。2.2回流污泥系统控制2.2.1回流污泥系统控制有3种方式：（1）保持回流量恒定（2）保持回流比恒定（3）定期或随时调节回流量及回流比。2.2.2调节回流比有4种方法：（1）按照二沉池的泥位（2）按照沉降比，公式R=SV30/(100-SV30)（3）按照回流污泥及混合液的浓度，公式R=X/Xr-X（4）按照污泥沉降曲线2.3剩余污泥排放控制(Vn为排泥量)2.3.1用MLSS控制公式Vn=（X-X0）V/Xr2.3.2用F/M控制公式Vn=[XVV-S0Q/（F/M）]/Xr2.3.3用θc控制(为从曝气池排出混合液流量)公式QW＝XV/（Xrθc）-XeQ/Xr二沉池污泥量Mc＝AcHc（Xr＋X）/2式中Ac为二沉池表面积，Hc为二沉池内的污泥层厚。2.3.4用SV30控制3.污泥膨胀及其控制3.3.1丝状菌膨胀活性污泥絮体中的丝状菌过度繁殖，导致膨胀，促成条件包括进水有机物太少，F/M太低，微生物食料不足；进水N,P不足；PH太低，不利于微生物生长；混合液溶解氧太低，不能满足需要；进水波动太大，对微生物造成冲击。3.3.2非丝状菌膨胀由于进水中含有大量的溶解性有机物，使污泥负荷太高，而进水中又缺乏足够的N,P，或者DO不足；进水中含有较多毒物，导致细菌中毒，不能分泌出足够量的粘性物质，形不成絮体，也无法分离。3.3.3措施1.污泥助沉法（加混凝剂和助凝剂）和杀菌法；2.DO太低可增加供氧；PH调节进水水质；污泥缺氧而腐化可增大曝气；N,P缺乏则应增加；3.活性污泥膨胀可分为：污泥中丝状菌大量繁殖导致的丝状菌性膨胀以及并无大量丝状菌存在的非丝状菌性膨胀。根据你说的情况，应属于后者。非丝状菌性膨胀污泥含有大量的表面附着水，细菌外面包有黏度极高的粘性物质。这种粘性物质是由葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖、脱氧核糖等形成的多糖类。非丝状菌性膨胀主要发生在污水水温较低而污泥负荷太高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量的营养物质，但由于温度低，代谢速度较慢，就积贮起大量高粘性的多糖类物质。这些多糖类物质的积贮，使活性污泥的表面附着水大大增加，使污泥的SVI值很高，形成膨胀污泥。在运行中，如发生污泥膨胀，可针对膨胀的类型和丝状菌的特征，采取以下的一些抑制措施：一、控制暴气量，使暴气池中保持适量的溶解氧（不低于1-2mg/l，不超过4mg/l）二、调整PH值三、如氮、磷的比例失调，可适量投加氮化合物和磷化合物四、投加一些化学药剂（如铁盐凝聚剂、有机阳离子凝聚剂，某些黄泥等惰性物质以及漂白粉、液氯等）但投加药剂费用较贵，停止加药后又恢复膨胀，而且并不是对各类膨胀都有效的五、城市污水厂的污水在经过沉沙池后，跳跃初沉池，直接进入曝气池。3.污泥膨胀问题是活性污泥自产生以来一直伴随并常常发生的一个棘手的问题。其主要特征是：污泥结构松散，质量变轻，沉淀压缩性能差；SV值增大，有时达到90%，SVI达到300以上；大量污泥流失，出水浑浊；二次沉淀难以固液分离，回流污泥浓度低，有时还伴随大量的泡沫的产生，无法维持生化处理的正常工作。污泥膨胀是生化处理系统较为严重的异常现象之一，它直接影响出水水质，并危害整个生化系统的运作。污泥膨胀的发生率是相当高的，在欧洲近50%的城市污水厂每年都会有不同程度的污泥膨胀发生，在我国的发生率也非常高。基本上目前各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀。污泥膨胀不但发生率高，发生普遍，而且一旦发生难以控制，通常都需要很长的时间来调整。针对污泥膨胀，各方面的理论很多，但并不完全一致，甚至有很多相互矛盾，这给水处理工作者造成很大的麻烦。本文将从污泥膨胀的内在因素着手,整理出几种较为成熟且有普遍意义的观点，并归纳一下污泥膨胀控制的一般方法。1、污泥膨胀的原因污泥膨胀分为丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀。非丝状菌膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷太高的时候，此时细菌吸附了大量有机物，来不及代谢，在胞外积贮大量高粘性的多糖物质，使得表面附着物大量增加，