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【摘 要】活性污泥法是采用最普遍的污水处理工艺，而丝状菌污泥膨胀则是该工艺污水运行中易发生、危害大的问题。本文分析了污泥微膨胀技术在环境工程中的应用，提出污泥膨胀的原因及对治方法，供同行人员参考。关键词：活性污泥；污泥膨胀；溶解氧；污水污泥膨胀是一个相当复杂的问题，一直是污水厂运行管理中困扰人们的难题之一。在污泥膨胀中，若因缺乏预见性、工艺调整滞后或不当，很容易引起丝状菌污泥膨胀。如果不能得到及时处理，就会使废水处理工作陷入被动，甚至引发严重的水处理事故。笔者结合国内外研究成果及自己的多年工作经验，就污泥膨胀的原因及采取的措施及取得的成效做较为详尽的分析，以供大家参考。
【关键词】污泥微膨胀；技术应用
1.污泥膨胀的类型
污泥膨胀（sludge bulking）指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。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。在实际运行中，一般以污泥丝状菌膨胀为主，占90%以上，因此，本文重点研究丝状菌性污泥膨胀问题。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。
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三十多种，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。
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。
2.3溶解氧
溶解氧是活性污泥运行中重要的控制参数。微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。
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1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，适宜活性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。
3.污泥膨胀的控制措施
污泥膨胀一直被视作好氧生物处理的癌症，首先，到目前为止，膨胀的机理还没有搞清；其次，控制对策确定不下来，因为找不到膨胀的原因。但是可以根据经验采取一定的措施进行控制。
早期控制丝状菌污泥膨胀的主要手段是投加药剂杀死丝状菌，或投加混凝剂和助凝剂以增加污泥絮体的比重，但这些方法往往无法彻底解决污泥膨胀问题，相反地可能会带来出水水质恶化的不良后果。其后人们逐渐认识到，活性污泥中的菌胶团细菌和丝状菌构成一个共生的微生物生态体系，在这种共生关系中，丝状菌是不可缺少的重要微生物，对于高效、稳定地净化污水起着重要作用，并逐渐地从简单杀死丝状菌过渡到利用曝气池中的生长环境调整丝状菌的比例，从而达到控制污泥膨胀的发生即进入环境调控阶段。
第一，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的多的生物选择器，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。第二，调整运行工艺条件。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。有关研究表明，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。第三，根据曝气池运行调节，如气量，污泥回流比等参数，从而改变曝气池中生物种群的生态关系，但是耗时太长，但是这是最根本的方法；第四，可以采用物化调节，提高污泥的沉淀性能，投加混凝剂，如氢氧化钙，氢氧化氯等，但是这只能解决眼前的问题，不是长久之计。第五，如果能确认时丝状菌膨胀，可以投加消毒剂灭活丝状菌，如臭氧、液氯、过氧化氢等，但是一定要控制消毒剂投量和灭活动力学过程，因为如果不适当，消毒剂也会将菌胶团细菌杀死。所以，可以根据不同的情况，采取不同的措施进行处理。
4.结束语
污泥膨胀是一个相当复杂的问题，因为影响污泥膨胀的因素太多。由于活性污泥对底物的降解是生物化学反应过程，形成活性污泥的微生物是多种微生物的群体，既受到污水水质条件的影响，又受到运行条件及环境的影响，如污水的种类、成分、濃度、水温、负荷、溶解氧、pH值及氮磷含量等因素都会对污泥膨胀产生影响，既可能一个因素起作用，也可能多个因素协同起作用，在不同的研究条件下就可能得出不同的结论，因此，对该课题进行全面、系统的研究十分必要。
【参考文献】
[1]崔和平，钟艳萍.丝状菌污泥膨胀的原因及其控制方法[J].中国给水排水，2004（06）.
[2]任伯帜，唐艳，李和志.活性污泥膨胀机理及控制方法研究[J].南华大学学报（自然科学版），2010（02）.
【关键词】污泥微膨胀；技术应用
1.污泥膨胀的类型
污泥膨胀（sludge bulking）指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。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。在实际运行中，一般以污泥丝状菌膨胀为主，占90%以上，因此，本文重点研究丝状菌性污泥膨胀问题。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。
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三十多种，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。
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。
2.3溶解氧
溶解氧是活性污泥运行中重要的控制参数。微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。
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1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，适宜活性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。
3.污泥膨胀的控制措施
污泥膨胀一直被视作好氧生物处理的癌症，首先，到目前为止，膨胀的机理还没有搞清；其次，控制对策确定不下来，因为找不到膨胀的原因。但是可以根据经验采取一定的措施进行控制。
早期控制丝状菌污泥膨胀的主要手段是投加药剂杀死丝状菌，或投加混凝剂和助凝剂以增加污泥絮体的比重，但这些方法往往无法彻底解决污泥膨胀问题，相反地可能会带来出水水质恶化的不良后果。其后人们逐渐认识到，活性污泥中的菌胶团细菌和丝状菌构成一个共生的微生物生态体系，在这种共生关系中，丝状菌是不可缺少的重要微生物，对于高效、稳定地净化污水起着重要作用，并逐渐地从简单杀死丝状菌过渡到利用曝气池中的生长环境调整丝状菌的比例，从而达到控制污泥膨胀的发生即进入环境调控阶段。
第一，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的多的生物选择器，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。第二，调整运行工艺条件。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。有关研究表明，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。第三，根据曝气池运行调节，如气量，污泥回流比等参数，从而改变曝气池中生物种群的生态关系，但是耗时太长，但是这是最根本的方法；第四，可以采用物化调节，提高污泥的沉淀性能，投加混凝剂，如氢氧化钙，氢氧化氯等，但是这只能解决眼前的问题，不是长久之计。第五，如果能确认时丝状菌膨胀，可以投加消毒剂灭活丝状菌，如臭氧、液氯、过氧化氢等，但是一定要控制消毒剂投量和灭活动力学过程，因为如果不适当，消毒剂也会将菌胶团细菌杀死。所以，可以根据不同的情况，采取不同的措施进行处理。
4.结束语
污泥膨胀是一个相当复杂的问题，因为影响污泥膨胀的因素太多。由于活性污泥对底物的降解是生物化学反应过程，形成活性污泥的微生物是多种微生物的群体，既受到污水水质条件的影响，又受到运行条件及环境的影响，如污水的种类、成分、濃度、水温、负荷、溶解氧、pH值及氮磷含量等因素都会对污泥膨胀产生影响，既可能一个因素起作用，也可能多个因素协同起作用，在不同的研究条件下就可能得出不同的结论，因此，对该课题进行全面、系统的研究十分必要。
【参考文献】
[1]崔和平，钟艳萍.丝状菌污泥膨胀的原因及其控制方法[J].中国给水排水，2004（06）.
[2]任伯帜，唐艳，李和志.活性污泥膨胀机理及控制方法研究[J].南华大学学报（自然科学版），2010（02）.