摘要:系統(tǒng)介紹了活性污泥膨脹的概念、 類(lèi)型和相關(guān)理論。從碳水化合物含量高的廢水、 陳腐或腐化的廢水、 含有毒物質(zhì)的廢水、 N、 P含量不平衡的廢水、 低 PH值的廢水等方面論述進(jìn)水水質(zhì)對(duì)污泥膨脹的影響;從水流流態(tài)及運(yùn)轉(zhuǎn)方式、 流量和水質(zhì)變化、 其他環(huán)境因子 ( PH,溫度 ,營(yíng)養(yǎng)成分 )等環(huán)境條件論述其對(duì)污泥膨脹的影響;和從負(fù)荷、溶解氧、 污泥齡等運(yùn)轉(zhuǎn)條件來(lái)論述其對(duì)污泥膨脹的影響。提出了應(yīng)急調(diào)控措施、 環(huán)境調(diào)控措施和工藝運(yùn)行調(diào)控措施來(lái)控制污泥膨脹。

關(guān)鍵詞:活性污泥膨脹; 絲狀菌; 非絲狀菌; 調(diào)控措施

自從 1914年 Aldern和 Lockett首次發(fā)明活性污泥法處理污水技術(shù)以后 ,至今 ,活性污泥工藝得到了廣泛的應(yīng)用 ,并產(chǎn)生一系列變形工藝 ,如階段曝氣、 漸減曝氣、 吸附再生、 完全混合式、 序批式等。且純氧曝氣、 深井曝氣、 粉末碳活性污泥法、 AB工藝和 A /O、 A2/O等脫氮除磷工藝以及氧化溝[ 1 ]等工藝也得到進(jìn)一步發(fā)展。但是 ,不論是哪一種改進(jìn)的活性污泥工藝 ,污泥膨脹是活性污泥法問(wèn)世以來(lái)在運(yùn)行管理中一直困擾人們的最大難題之一�；钚晕勰喾ǖ年P(guān)鍵技術(shù)就是活性污泥沉降性能的好壞,它直接影響出水水質(zhì)。污泥膨脹發(fā)生很普遍 ,據(jù)報(bào)道 ,在美國(guó) 60% ,德國(guó) 50% ,意大利50%的污水廠(chǎng)存在污泥膨脹問(wèn)題。我國(guó)的絕大多數(shù)活性污泥法工藝的污水廠(chǎng) ,也不同程度地存在污泥膨脹問(wèn)題。

1　 污泥膨脹的概念及理論

1 . 1　 污泥膨脹的概念

污泥膨脹是活性污泥系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的異�，F(xiàn)象之一 ,定義為:由于某種原因活性污泥沉降性能惡化 ( SV I值不斷上升 ) ,造成二沉池中泥水分離效果差 ,污泥易隨出水流失 ,影響出水水質(zhì) ,從而破壞處理

工藝的正常運(yùn)行的現(xiàn)象。

1 . 2　 污泥膨脹的理論

由于污泥膨脹成因的多樣性 ,在一定程度上給人們研究污泥膨脹造成了困難。雖然有關(guān)污泥膨脹的假說(shuō)很多 ,但是有些假說(shuō)只能解釋特定條件下的污泥膨脹問(wèn)題。自從 Chudoba于 1973年提出了選擇性理論后 ,該理論為學(xué)者們廣為接受并成為污泥膨脹研究領(lǐng)域中的主要理論。它是基于不同的微生物的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的不同而提出的。微生物的動(dòng)力學(xué)參數(shù)可根據(jù)Monod方程式 (式 1)來(lái)確定。

μ =μ max S / ( KS + S ) (1)

式中:μ 、 μ max分別為微生物的實(shí)際和最大比生長(zhǎng)速率( d- 1) ; S為限制性基質(zhì)濃度, mg/L; KS為半飽和常數(shù),mg/L。

根據(jù) Chudoba提出的理論 ,具有低的 KS 和μ max值的絲狀菌在低基質(zhì)濃度下,具有較高的生長(zhǎng)速率,從而具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì);而在高基質(zhì)濃度下,具有高的 KS 和μ max值的菌交團(tuán)微生物有較高的生長(zhǎng)速率 (如圖 1所示)。該理論可以很好地解釋基質(zhì)限制、 溶解氧限制和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏引起的污泥膨脹現(xiàn)象[ 2 ]。

另外 ,關(guān)于污泥膨脹的理論還有 A /V假說(shuō)、 饑餓假說(shuō)理論和積累 — 再生假說(shuō)理論等等。

2　 污泥膨脹類(lèi)型

活性污泥系統(tǒng)中的微生物處于動(dòng)態(tài)平衡之中,理想的污泥絮體沉降性能良好 ,絲狀菌和菌膠團(tuán)之間相互競(jìng)爭(zhēng) ,相互依存 ,絮體中存在的絲狀菌有利于保護(hù)絮體已經(jīng)形成的結(jié)構(gòu)并能增加其強(qiáng)度。但是在污泥膨脹誘因的誘發(fā)下就容易發(fā)生污泥膨脹。

污泥膨脹可以分為兩大類(lèi):絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹。前者是由于活性污泥中大量絲狀菌繁殖而造成的 ,大量的絲狀菌從污泥絮體中伸出很長(zhǎng)的菌絲體 ,菌絲體之間互相接觸 ,起到架橋作用 ,從而形成了一個(gè)框架結(jié)構(gòu) ,支撐著污泥絮體 ,阻止了絮體的有效沉降。后者是由于菌膠團(tuán)在特定的環(huán)境條件下分泌并積累大量高粘性物質(zhì) ,而高粘性物質(zhì)的結(jié)合水高達(dá) 380%,從而造成污泥比重減輕 ,壓縮性能惡化而引起膨脹[ 3 ]。

3　 污泥膨脹的影響因素

從進(jìn)水水質(zhì)、 環(huán)境條件和運(yùn)轉(zhuǎn)條件三方面來(lái)論述其對(duì)污泥膨脹的影響。

3 . 1進(jìn)水水質(zhì)

在大量的實(shí)踐中總結(jié)出的如下幾種廢水水質(zhì)容易引起污泥膨脹:

1) 碳水化合物含量高的廢水 ,含有大量可溶性有機(jī)物的廢水。廢水水質(zhì)對(duì)污泥膨脹有明顯影響 , 一般認(rèn)為污水中懸浮固體少 , 而溶解性和易降解的有機(jī)物組分較多 ,特別是含低分子量的烴類(lèi)、 糖類(lèi)和有機(jī)酸等類(lèi)型基質(zhì)的污水容易發(fā)生非絲狀菌性污泥膨脹 ,例如啤酒、 食品、 乳品、 石化、 造紙等廢水[ 4 ]。

2) 陳腐或腐化的廢水 ,含有大量 H2 S的廢水。污水在下水管道、 初沉池等貯存設(shè)施中 ,停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng) ,發(fā)生早期消化 , 使 pH值下降 ,產(chǎn)生利于絲狀菌攝取的低分子溶解性有機(jī)物和 H2 S,容易引起硫代謝絲狀菌 ,如 021N型菌、 絲硫細(xì)菌、 貝絲硫菌的過(guò)量增殖[ 5 ]�，F(xiàn)有的資料一致認(rèn)為,含有 H2 S的廢水易引起污泥膨脹。當(dāng)城市污水中的 H2 S濃度超過(guò) 1～2 . 5 mg/L時(shí) ,就可能發(fā)生膨脹。

污水中存在的硫化物 ,大部分是厭氧發(fā)酵過(guò)程中的一個(gè)副產(chǎn)物 ,在污水中厭氧發(fā)酵有大量小分子有機(jī)酸產(chǎn)生 ,它是曝氣池在一定運(yùn)行方式和負(fù)荷情況下造成污泥膨脹的主要原因 ,而 H2 S是次要因素。
 

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