丝状菌澎账的原因及解决方法

正常的活性污泥沉降性能好，其SVI约为50150之间为正常。SVI=活性污泥体积/MLSS，当SVI200并继续上升时，称为污泥膨胀(1)丝状菌繁殖引起的膨胀原因：污泥中丝状菌过渡增长繁殖的结果，丝状菌作为菌胶团的骨架，细菌分泌的外酶通过 丝状菌的架桥作用将千万个细菌凝结成菌胶团吸附有机物形成活性污泥的生态系统。但当丝 状菌大量生长繁殖，活性菌胶团结构受到破坏，形成大量絮体而漂浮于水面，难于沉降。这 种现象称为丝状菌繁殖膨胀。丝状菌增长过快的原因：a、溶解氧过低，2毫克/L。4）沉淀池内的污泥应及时排出或回流，防止其发生厌氧现象。若发生厌氧现象，产生的 各种气体吸附在污泥上，也会使污泥上浮，沉降性能变差。而且发生厌氧的污泥回流也会 引发丝状菌的大量繁殖。这种情况时除排泥和清除沉淀池内的死角，10）并缩短污泥在池 内的停留时间外，11）还应提高曝气池DO值，12）使出入沉淀池的水保持较的溶解氧， 13）或者在污泥回流进入生化池前曝气再生。如左图所示。在解决了以上问题后，如果污泥膨胀现象仍得不到控制，就得根据实际情况加以分析，下面 针对几中常见的工艺提出一些指导性的方法，供污水处理工作者参考。A. 高负荷活性污泥工艺目前国内对活性污泥工艺的设计通常采用中等负荷（0.3KgBOD5/（kgMLSSd），而在实际 中人们从经济角度考虑总是采用较高的负荷，所以高负荷下的污泥膨胀在中国具体较为广泛 的意义。在高负荷情况下，最常见的是DO不足，所以先采取提高气水比，强化曝气，在推 流式曝气池内首端采用射流曝气等方式，观察一段时间，找出问题的所在。如果在以上措施采取后一段时间情况仍无好转，则可考虑在曝气池头部加设软填料。这一部 份对于有机酸去除率很高，从而去除丝状菌的生长促进因素，帮助絮状菌生长。这个方法比 较有效，但造价较高，且对以后的维修管理造成不便。或者在曝气池前设置一个水力停留时 间约为15min的选择器，一般能很有效的抑制丝状菌的生长。对于间歇式进水的SBR工艺来说，反应器本身是完全混合式的，而且在时间上其污染物的 基质就存在浓度梯度，所以无需再另设选择器。通常间歇式SBR工艺产生污泥膨胀的原因 是，污泥浓度过高，而进水有机物浓度偏低或水量偏小而导致污泥负荷偏低。对于这种情况， 降低排出比，提高基质初始浓度，并对SBR强制排泥，一般就能够对污泥膨胀现象进行有 效的控制。而对于连续进水的SBR如ICEAS和CASS等工艺如果发生污泥膨胀的话，就 有必要在进水端设置一个预反应区或生物反应器了。B. 低负荷活性污泥工艺低负荷活性污泥工艺曝气池内基质浓度较低，丝状菌容易获得较高的增长效率，所以是最容 易产生污泥膨胀。除了在水质和曝气上想办法外，最根本和有效的是将曝气池分成多格且以 推流方式运行，或增设一个分格设置的小型预曝气池作为生物选择器，在这个选择器内采用 高污泥负荷，吸附部分有机物并消除有机酸。这个办法不但有助于抑制污泥膨胀，并能有效 的改善生化处理效果。在曝气池内增加填料的方法也同样在低负荷完全混合工艺中适用。 对于A/O和A2/O工艺可通过在在好氧段前设置缺氧段和厌氧段以及污泥回流系统,使混合 菌群交替处于缺氧和好氧状态，并使有机物浓度发生周期性变化，这既控制了污泥膨胀又改 善了污泥的沉降性能。而交替工作式氧化沟和UNITANK工艺等连续进水的系统因为其本身 在时间和空间上就有了实际上的“选择器”，所以对污泥膨胀有着效强的控制能力。如果这两 种工艺发生污泥膨胀，则可通过调整曝气控制溶氧量和控制回流污泥量来调节池内的污泥负 荷及DO,通过一段时间的改善，一般能够控制住污泥膨胀现象。3、总结总的来说，污泥膨胀由于丝状菌的种类繁多，且生长适宜的环境也不尽相同。在不同工艺不 同水质的情况下，微生物的生长环境非常微妙，这就要求发生污泥膨胀时，需要水处理工作 者根据实际情况作大量切实的实验和分析，大胆实践，才能解决污泥膨胀问题。这里对本文 观点作一个总结。丝状菌是生长处理微生物中不可缺少的一部份。污泥膨胀现象在于丝状菌的过度 生长，消除污泥膨胀的根本在于使丝状菌与活性污泥菌胶团平衡生长；完全混合 式较推流式更产生污泥膨胀，低污泥负荷较高污泥负荷易易产生污泥膨胀；进水 水质在水温、pH、营养成份及是否有处理前的消化反应等方面是处理污泥膨胀应 该首先考察的问题；高负荷下的污泥膨胀一般在于溶氧不足；低负荷下的污泥膨 胀采用生物选择器是行之有效的办法。由于丝状菌的多样性，关于污泥膨胀的理 论解释和实际报道仍有很多不尽一致，大胆实践不断总结并和同行广泛交流，才 能更快找到行之有效地解决方法。影响因素】1污泥负荷对污泥膨胀的影响一般认为活性污泥中的微生物的增长都是符合Monod方程的:S:H辺冨匸一二式中M-微生物比增长速率，d-1 ； p=1/X * dX/dtX-生物体浓度，mg/L ；S-生长限制性基质浓度（残留与溶液中的基质浓度），mg/L；Ks 饱和常数（半速度常数），其值为 尸pmax/2时的基质浓度，mg/L ；pmax在饱和浓度中微生物的最大比增长速率，d大多数的丝状菌的KS和pmax值比菌胶团的低，所以，按照以上Monond方程， 具有低KS和pmax值的丝状菌在低基质浓度条件下具有高的增长速率，而具有较高 KS和pmax值的菌胶团在高基质浓度条件下才占优势。同样认为低负荷对于丝状菌 生长有利的理论还有表面积/容积比（A/V）假说。这里的表面积和容积，是指活性污 泥中微生物的表面积与体积。该假说认为伸展于絮凝体之外的丝状菌的比表面积（A/V）要大大超过菌胶团细菌的比表面积。当微生物处于受基质限制和控制的状态时， 比表面积大的丝状菌在取得底物方面要比菌胶团有利，结果在曝气池内丝状菌就变成了优势菌。低负荷易导致污泥膨胀这一观点无论是在实际运行中还是在理论上都有了较为 成熟的解释。但在中国，通常生化反应的负荷设计都是较高的，的大量污泥膨胀却是 在高负荷条件下发生的。事实上，在高负荷条件下的污泥膨胀往往是由于供氧不足、 曝气池内DO浓度降低引起的。2.溶解氧浓度对污泥膨胀的影响微生物对有机物的降解过程实质上就是对氧的利用过程。溶解氧在活性污泥法的 运行中是一个重要的控制参数，曝气池中DO浓度的高低直接影响着有机物的去除效 率和活性污泥的生长。低DO浓度一直被认为是引起丝状菌污泥膨胀的主要因素之一。 丝状菌由于具有较大的比表面积和较低的氧饱和常数，在低DO浓度下比絮状菌增殖得快，从而导致丝状菌污泥膨胀。根据各方面的研究反应，DO对于污泥膨胀影响的的临界值并不确定。DO浓度的要求是与污泥负荷息息相关的，负荷越高，则对应的 临界值就越大。这一值的确定与工艺选择、池型及进水类型都有着密切关系，必须根 据实际情况结合实验才可以得出。3其它方面对污泥膨胀的影响（1 ）污水种类污水种类对污泥膨胀有着明显的影响。通常来说，那些含有易生物降解和溶解的 有机成份，特别是低分子量的烃类、糖类和有机酸类等类型基质的污水易引起污泥膨 胀，例如酿酒、乳品、石化和造纸废水等。（2）营养成分的不均衡当污水中 N、P 不足时，易引起污泥膨胀的发生。 N、P 的合适比例为 BOD5 ：N P=100 : 5: 1。很多研究表明许多丝状菌对营养物质N、P有着较强的亲和力，这可能就是缺乏营养物质导致污泥膨胀的原因。（3）pH 值与温度一般认为 pH 偏低易引起丝状菌的大量繁殖。而温度的对丝状菌的影响也是很普 遍的。例如，冬天 Microthixparvicella 在丝状菌群中占优势，而温暖季节时 Nocardi aform ， 0041 型或 Nostocoidalimnicda 较易大量繁殖。另外污水在进水处理系统前的早期厌氧消化产生的有机酸和硫化氢也可能导致 污泥膨胀的发生。硫磺菌的的贝氏硫菌、硫丝菌等能从硫化氢氧化中获取能量。而这 么细菌以非常长的丝状性增殖，有时能长达 1 厘米，从而导致污泥膨胀的发生。污泥膨胀的应急措施【应急措施】临时应急主要方法是投加药物增强污泥沉降性能或是直接杀死丝状菌。 投加铁盐 铝盐等混凝剂可以直接提高污泥的压密性保证沉淀出水。另外，投加一些化学药剂， 如氯气，加在回流污泥中也可以达到消除污泥膨胀现象。投加过氧化氢和臭氧也可以 起到破坏丝状菌的效果。采用这种方法一般能较快降低 SVI 值，但这些方法并没有从根本上控制丝状菌的 繁殖，一旦停止加药，污泥膨胀现象可以又会卷土重来。而且投药有可能破坏生化系 统的微生物生长环境，导致处理效果降低，所以，这种办法只能做为临时应急时用。 【控制方法】1.絮凝法 膨胀活性污泥的密度一般比水小，作为应急处理措施，可考虑投加混凝剂，以改 善其沉降性能。 初步选择了常用的高分子混凝剂 阳离子型聚丙烯酰胺和无机混凝 剂硫酸亚铁进行对比试验。在处理水量为 50L/h 的小试装置中投加阳离子型聚丙烯酰胺， 使其浓度分别达到 10、20、30、40、50和60mg/L，污泥的SV值变化。聚丙烯酰胺的投加对于污泥的 沉降性能的改善有一定的效果，且存在一个最佳投加量，但是，效果不是很理想。该 中水回用系统采用新型淹没式复合膜生物反应器，曝气量大、水力搅拌强烈，聚集起 来的絮体颗粒容易遭到破坏，从而导致混凝效果不理想；当投加量高于最佳投加量时， 絮凝体除中和胶体的负电荷以外，过多的正电荷又使胶体离子带上正电荷而重新稳 定。处理水量为 50L/h 的小试装置中投加硫酸亚铁溶液，使其质量浓度在 10至180 mg/L 之间变化，污泥的 SV 值变化；投药前后菌胶团状态。投加硫酸亚铁溶液后污泥沉降性能得到明显改善， SV 值下降了约百分之十五。 但是超过 60mg/L 后污泥沉降性能没有进一步的改善，所以确定实际运行时硫酸亚铁 的投加量为60mg/L。在投加硫酸亚铁（60mg/L ）前后，测量混合液PH值从7.63 降至 7.07，对污泥活性的负面影响很小。 阳离子型聚丙烯酰胺的投加效果受水力条件 等因素的限制不是十分理想，同时其单体有毒性、难降解，存在二次污染问题，经济 效益较投加硫酸亚铁差。硫酸亚铁价格便宜、使用简单，对膜及污泥没有负面影响， 其对污泥密度的影响是有效的，但其不能从根本上解决营养比例失调的问题，所以只 能作为应急控制措施。2. 营养盐调整法 在污泥膨胀问题的研究中，对污泥膨胀的恢复与控制是一个十分重要的环节。在 该中水回用工程的运行过程中发现，投加硫酸亚铁后，沉降性能一度改善的活性污泥 在原有有机负荷条件下如停止投加，继续进行处理，则活性污泥的沉降性能就会逐渐 恶化，三日后恢复到投加前的状态。所以需要寻找一种在活性污泥膨胀后行之有效的 恢复控制方法。3.其他控制方法 在污泥粘性膨胀最严重的情况下（用容器装一些污泥，无论用什么方法污泥始终 粘附在容器的表面），可考虑适当排掉一些膨胀的污泥，再重新取一些新泥，以减少 多糖类物质对污泥的覆盖；同时增加水力停留时间，使没有被完全氧化的有机物有足 够的时间被消耗掉。由于原水中洗涤剂含量很高，加之曝气强度较大，经常出现白色、粘稠的泡沫， 并且越积越多，当污泥发生膨胀时，危害较大。除投加消泡剂以外，采取水力消泡的 方法。在反应池上方安装喷头，用 MBR 反应器的出水对反应池上部进行喷淋，以控 制膨胀污泥和泡沫对反应器的危害，会取得较好效果。活性污泥膨胀的防治措施 所谓活性污泥膨胀是指活性污泥质量变轻，体积膨大，沉降性能恶化，在二沉池内不能正 常沉池下来，污泥指数异常增高达400 以上。活性污泥膨胀，根据诱因可分为：因丝状菌异 常增殖所导致的丝状菌性膨胀和因粘性物质大量产生积累的非丝状菌膨胀。前者为易发与多 发性膨胀，导致产生丝状菌性污泥膨胀的细菌主要有：球衣菌属，假单胞菌属，黄杆菌属， 酶菌属。污泥膨胀的对策，当在活性污泥系统产生污泥膨胀现象时，可按下图所列程序对污 泥膨胀的类型，诱因与性质进行调查，并采取相应的措施加以消除。具体措施说明如下： 措施A,投药处理，能够杀灭丝状菌的药剂有氯，臭氧，过氧化氢等，有效氯为1020mg/l 时，就能够有效杀灭球衣菌，贝代硫菌：高于20mg/l时，可能对絮凝体形成菌产生危害， 因此，在使用氯时一定要按投加量的允许范围合理投加。而臭氧，过氧化氢等氧化剂只有在 较高的计量条件下才对球衣菌有杀灭效果。措施B，改善，提高活性污泥的絮凝性，在曝气池的入口处投加硫酸铝，三氯化铁，高分 子混凝剂等絮凝剂。措施C,改善，提高活性污泥的沉降性，密实性。在曝气池的入口处投加粘土，消石灰， 生污泥或消化污泥。措施D，加大回流污泥量，通过这一措施，高粘性膨胀的致因物质，即多糖类物降低了， 在多数情况下，能够解脱高粘性膨胀。有条件的地方还可在回流污泥前进行内源呼吸期，提 高了絮凝体形成细菌群摄取有机物的能力和与丝状菌竞争的能力，丝状菌性膨胀也能够得到 抑制。在曝气过程中，可以考虑加入氯，磷等营养物质，这样可以强化污泥活性。措施E,使废水经常处于新鲜状态，防止形成厌氧状态，如有条件采取预曝气措施，使废 水经常处于预曝气状态，吹脱硫化氢等有害气体，并避免贝代硫菌加以利用增殖。措施F,加强曝气，提高混和液DO浓度，防止混和液缺氧或厌氧状态，即或是局部的或 是一时的呈厌氧状态，也不利于絮体形成菌的生理活动，而有利于丝状菌的增殖。措施G，在有利条件下，可以考虑改变水温，水温在15摄氏度以下易于发生高粘性膨胀， 而丝状菌性膨胀则多发生在20摄氏度以上。措施H，降低污泥在二沉池内停留时间，防止形成厌氧状态。措施I,调整污泥负荷，运 行经验表明，如果污泥负荷超过O.35kgBOD/kgMLSS.d易于发生丝状菌性污泥膨胀。措施J,调整混合液中的营养物质平衡，即保证BOD： N： P=10： 5： 1的要求，当混和液 失去营养平衡时，往往会发生高粘性污泥膨胀。措施K,控制丝状菌的增殖，对已产生大量球衣菌属的活性污泥，用浓度为50mg/1的硫 酸铜，保持 5mg/l 的残留浓度，能够抑制球衣菌属的增殖。污泥膨胀解决办法 所谓活性污泥膨胀是指活性污泥质量变轻，体积膨大，沉降性能恶化，在二沉池内不能正常 沉池下来，污泥指数异常增高达400 以上。活性污泥膨胀，根据诱因可分为：因丝状菌异常增殖所导致的丝状菌性膨胀和因粘性物质大 量产生积累的非丝状菌膨胀。前者为易发与多发性膨胀，导致产生丝状菌性污泥膨胀的细菌 主要有：球衣菌属，假单胞菌属，黄杆菌属，酶菌属。污泥膨胀的对策，当在活性污泥系统产生污泥膨胀现象时，可按下图所列程序对污泥膨胀的 类型，诱因与性质进行调查，并采取相应的措施加以消除。具体措施说明如下：1、投药处理，能够杀灭丝状菌的药剂有氯，臭氧，过氧化氢等，有效氯为1020mg/l时， 就能够有效杀灭球衣菌，贝代硫菌：咼于20mg/l时，可能对絮凝体形成菌产生危害，因此， 在使用氯时一定要按投加量的允许范围合理投加。而臭氧，过氧化氢等氧化剂只有在较高的 计量条件下才对球衣菌有杀灭效果。2、改善，提高活性污泥的絮凝性，在曝气池的入口处投加硫酸铝，三氯化铁，高分子混凝 剂等絮凝剂。3、改善，提高活性污泥的沉降性，密实性。在曝气池的入口处投加粘土，消石灰，生污泥 或消化污泥。4、加大回流污泥量，通过这一措施，高粘性膨胀的致因物质，即多糖类物降低了，在多数 情况下，能够解脱高粘性膨胀。有条件的地方还可在回流污泥前进行内源呼吸期，提高了絮 凝体形成细菌群摄取有机物的能力和与丝状菌竞争的能力，丝状菌性膨胀也能够得到抑制。 在曝气过程中，可以考虑加入氯，磷等营养物质，这样可以强化污泥活性。5、使废水经常处于新鲜状态，防止形成厌氧状态，如有条件采取预曝气措施，使废水经常 处于预曝气状态，吹脱硫化氢等有害气体，并避免贝代硫菌加以利用增殖。6、加强曝气，提高混和液 DO 浓度，防止混和液缺氧或厌氧状态，即或是局部的或是一时 的呈厌氧状态，也不利于絮体形成菌的生理活动，而有利于丝状菌的增殖。7、在有利条件下，可以考虑改变水温，水温在15 摄氏度以下易于发生高粘性膨胀，而丝状 菌性膨胀则多发生在20摄氏度以上。8、降低污泥在二沉池内停留时间，防止形成厌氧状态。9、调整污泥负荷，运行经验表明，如果污泥负荷超过0.35kgBOD/kgMLSS.d易于发生丝状 菌性污泥膨胀。10、调整混合液中的营养物质平衡，即保证BOD： N： P=10： 5： 1的要求，当混和液失去 营养平衡时，往往会发生高粘性污泥膨胀。11、控制丝状菌的增殖，对已产生大量球衣菌属的活性污泥，用浓度为50mg/l的硫酸铜, 保持 5mg/l 的残留浓度，能够抑制球衣菌属的增殖。