巴斯夫上海涂料有限公司 上海 201108
摘要：活性污泥丝状膨胀是绝大多数采用活性污泥法工艺的污水处理厂在运行中经常出现的严重问题。通过大量调查研究发现，导致活性污泥丝状膨胀的主要原因是进入曝气系统的污水水质（如含有大量溶解性易降解碳水化合物或硫化物等）促使丝状菌过度繁殖引起。而溶解氧浓度、污泥负荷率、水温等都是供丝状菌生长的环境条件，预防及控制活性污泥丝状膨胀的有效方法就是通过调整工艺，采用有效方法改变进入曝气系统的污水水质，进而预防与控制活性污泥丝状膨胀，方法如：1，采取预曝气措施。2，加大曝气强度，提高系统溶解氧浓度。3，补充N、P等营养元素。4，增加调节池停留时间，减少进水水质波动。5，调节pH和水温。6，及时将沉淀池的污泥排出或回流，避免发生厌氧现象。7，减小或取消城市污水处理厂的初沉池。8，在曝气系统中部分设置或在系统的前端设置填料。
关键词：活性污泥；丝状膨胀；进水水质；丝状菌
活性污泥法是污水生物处理法中最为常用的一种方法，但是，绝大多数采用活性污泥法工艺的污水处理厂都不同程度地存在着活性污泥丝状膨胀现象。发生活性污泥丝状膨胀现象时，污泥体积指数（SVI）一般在200mL/g以上，致使活性污泥体积增大，结构松散不密实，沉降性能恶化，活性污泥大量漂浮在二沉池的表面无法正常沉淀，造成整个污水处理系统运行困难，BOD去除率大幅下降，出水悬浮物、氨氮和COD等超标，严重时可导致整个污水处理系统瘫痪。本研究在大量调查研究的基础上，总结出了几种简单且较为有效的防止活性污泥丝状膨胀的方法。
1活性污泥丝状膨胀的主要影响因素
国内外研究学者在分析发生活性污泥丝状膨胀的主要原因时主要从以下两个方面着手：1，通过对发生丝状膨胀的活性污泥的生理及生态特征的研究，试图寻找丝状膨胀的原因。2，通过对活性污泥法的处理工艺的研究，试图寻找丝状膨胀的原因。如污水中营养元素的比例；曝气池的污泥负荷率，曝气系统中的溶解氧浓度，曝气池的pH和水温等。通过对上述相关研究的分析，总结出如下7个影响污泥膨胀的因素
1.1 污泥负荷
关于污泥负荷和污泥膨胀之间的关系，不同的研究人员得出的研究成果不尽相同。Ford和Eckenfelder等人认为高低污泥负荷下都有可能发生污泥膨胀[1]。Palm等人认为根据负荷不同，污泥膨胀可能发生在任何溶解氧浓度条件下[2]。
在低污泥负荷情况下，由于丝状菌具有巨大的比表面积，因此，其对碳源具有较强的捕获能力，也就可以优先利用碳源，从而造成竞争优势。因此，低负荷情况下容易引发活性污泥丝状膨胀，特别是当负荷分布不均，好氧区一直处于低负荷运行状态时容易造成丝状菌大量繁殖，进而引发活性污泥丝状膨胀。Li等人对膜生物反应器研究发现，当污泥负荷低于0.2kg/kg?d时，容易引发污泥膨胀[3]。
在高污泥负荷的情况下，反应器底物充足，此时，因菌胶团相比丝状菌具有更强的吸附与贮存有机物的能力，因此可以迅速利用高浓度的有机物而快速繁殖，进而抑制丝状菌的繁殖，但是当系统溶解氧浓度不足（<0.5mg/L）时，由于丝状菌具有更大的比表面积，其在低溶解氧浓度下也可以获得氧，因此丝状菌在低浓度溶解氧环境中的繁殖速率要高于菌胶团，这样就发生了高污泥负荷低溶解氧浓度下的活性污泥丝状膨胀。
1.2 N、P营养元素
一般认为当系统中C：N：P为100：5：1时，更利于微生物的繁殖与生长。当系统内N或P等营养元素的含量不足时，丝状菌由于其具有更大的比表面积可以优先利用营养物质而处于绝对的优势，进而导致活性污泥丝状膨胀的发生。
1.3 温度
当温度低于5℃或高于35℃时容易引起活性污泥丝状膨胀。
1.4 pH
菌胶团生长及繁殖的适宜pH范围为6.5-8.5，当pH小于6时，菌胶团的活性逐渐减弱，生长受到抑制，但在该低pH环境中，丝状菌则可以大量繁殖，取代菌胶团成为优势种群，进而引起活性污泥丝状膨胀。
1.5 溶解氧
溶解氧过低是引起活性污泥丝状膨胀的主要原因之一。当溶解氧成为限制因素时，菌胶团
生长受到抑制，而丝状菌因具有巨大的比表面积，更容易获得溶解氧而在竞争中处于优势地位。因此好氧活性污泥法中溶解氧的控制值一般不低于2mg/L。
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1.6硫化物
当大量的含有硫化物的废水如化粪池腐化水或粪便废水等进入生化系统后，菌胶团因吸附大量的硫化物导致在其粘性分泌物减少，正常的生理活动受到影响，进而引起污泥膨胀。
2活性污泥丝状膨胀的预防和控制方法
进水水质是产生活性污泥丝状膨胀的最主要因素，因此，预防和控制活性污泥丝状膨胀的有效方法应该是设法改善进水水质，但是在污水处理实际运行操作中，改变源水水质（如进水pH、水温等）通常在技术和经济上是难以操作的，因此，改变曝气池或曝气池中某一段的水质就成了预防和控制活性污泥丝状膨胀的关键所在。如下措施在实践中取得了很好的效果。
2.1采取预曝气措施
预曝气措施可以起到吹脱硫化氢等有害气体的作用，同时可以提高进水pH，有效防止活性污泥丝状膨胀的发生。
2.2加大曝气强度，提高系统溶解氧浓度
通过加大曝气强度，提高系统内的溶解氧浓度，防止在系统内出现局部缺氧和厌氧现象。当发现好氧生物处理系统的溶解氧过低而引起活性污泥丝状膨胀的时候，应当立即加大曝气量，增加溶解氧浓度。一般情况下，好氧系统的溶解氧浓度应该控制在2-4mg/L，不应低于1.5mg/L。
2.3补充N、P等营养元素
通过及时补充N、P等营养元素，保持系统的C、N、P等营养元素维持在合理的水平，避免由于营养元素不足而引起活性污泥丝状膨胀。
2.4增加调节池停留时间，减少进水水质波动
进水水质、水量应保持相对的稳定，尽量不出现大的波动，即使要增加系统的处理负荷，叶应该逐步增加，且每增加一次负荷应稳定一周左右，待系统运行稳定后再进一步提高系统负荷。
2.5调节pH和水温
通过在进水端设置加酸、加碱设施并设置在线pH计，控制进水pH在6-9。生化处理系统的水温应控制在5-35℃。生化处理的水温低问题通常没有很好的解决办法，因为系统大，不便于采取保温或加热的措施，但由于一般化工厂排放的废水都有一定的温度，因此只要系统不断进水，就可以保持一定的温度。此外，冬季运行时可以采用地下式减少运行中的热损失。夏季运行时可以在进水端设置换热器，降低进水温度，防止由于温度原因出现活性污泥丝状膨胀。
2.6及时将沉淀池的污泥排出或回流，避免发生厌氧现象
一旦在沉淀池内发生厌氧现象，厌氧产生的各种气体将会部分吸附在污泥上，也会使污泥上浮，导致污泥沉降性能变差。同时，发生厌氧的污泥回流也会引发丝状菌的大量繁殖。这种情况出现时，除应当及时排泥并清除沉淀池的死角，缩短污泥在沉淀池的停留时间外，还应当提高曝气池的溶解氧浓度，使出入沉淀池的废水的溶解氧不低于2mg/L，或者在污泥回流进入生化系统前曝气再生。
2.7减小或取消城市污水处理厂的初沉池
通过减小或取消城市污水处理厂的初沉池，可以有效提高进入曝气系统的悬浮物，明显增加曝气池中的污泥质量浓度，明显改善沉降性能。
2.8在曝气系统中部分设置或在系统的前端设置填料
通过此方法也可以改变进入后段曝气系统的水质，将明显改善活性污泥丝状膨胀问题。
3结论
造成活性污泥丝状膨胀的最主要、最根本的原因是进入曝气系统的水质，而进入污水厂的源水水质通常难以改变，但可以通过改善进入曝气系统的水质，有效预防或控制活性污泥丝状膨胀现象的发生，改变进入曝气系统的水质的主要方法有：1，采取预曝气措施。2，加大曝气强度，提高系统溶解氧浓度。3，补充N、P等营养元素。4，增加调节池停留时间，减少进水水质波动。5，调节pH和水温。6，及时将沉淀池的污泥排出或回流，避免发生厌氧现象。7，减小或取消城市污水处理厂的初沉池。8，在曝气系统中部分设置或在系统的前端设置填料。
参考文献
[1] WW Eckenfelder, DL Ford. New concepts in oxygen transfer and aeration.[J] 1967, 9(6):365~388
[2] Palm J C, Jenkins D, Parker D S. Relationship between organic bading, dissolved oxygen concentration and sludge process [J]. JWPCF, 1980, 52(10):2484~2506
[3] Li Xiufen, Li Yanjun, Liu He, et al. Characteristics of aerobic biogranules from membrane bioreactor system. Membrane Science. 2007, 287:294~299.
论文作者:付杰
论文发表刊物:《防护工程》2017年第13期
论文发表时间:2017/11/15
标签：污泥论文; 丝状论文; 活性论文; 溶解氧论文; 系统论文; 曝气论文; 菌胶团论文; 《防护工程》2017年第13期论文;