丝状菌污泥膨胀理论分析
污泥膨胀详细解答
污泥膨胀正常的活性污泥结构较稠密，沉降性能好，当丝状菌生长繁殖过多时，菌胶团的生长繁殖受到抑制，众多的丝状菌伸出菌胶团表面以外，使污泥体积膨胀，发生丝状菌污泥膨胀。
根据丝状微生物对环境条件和基质种类要求的不同，可将丝状菌污泥膨胀划分为5种类型:低基质浓度型、低DO浓度型、营养缺乏型和高硫化物型和pH平衡型。
这5种类型的污泥膨胀占目前所存在的污泥膨胀问题的绝大部分。
针对这些污泥膨胀问题，较多的研究者提出了一系列的假说。
如：表面积/容积比(A/V)假说、积累/再生(AC/SC)假说、饥饿假说等，其中最被广泛接受的假说是表面积/容积比(A/V)假说。
丝状菌污泥膨胀的成因为系统综合环境，它有利于丝状菌的生长，但不利于菌胶团的生长，会导致丝状菌成为优势菌种而大量繁殖。
下面从污泥丝状菌膨胀的几个重要影响因素分析污泥膨胀的原因。
1、根据A/V假说，伸展于活性污泥絮体之外的丝状菌的比表面积要大大超过菌胶团微生物的比表面积。
当微生物处于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能力方面强于菌胶团微生物，结果在曝气池内丝状菌的生长占优势，而菌胶团微生物的生长则将受到限制。
2、研究资料表明，从H2S对不同微生物的毒性及丝状菌和菌胶团细菌生长条件的差异来看，S2-主要在2个方面对污泥膨胀产生影响：①H2S对菌胶团细菌的抑制毒害作用大于对丝状菌的。
S2-的抑制作用主要取决于水中游离H2S的浓度，因为细胞一般带负电，只有电中性的H2S才能接近并穿透细菌的细胞壁进入细菌体内发生毒害作用。
而丝状菌一般对毒性物质具有更高的承受能力，因而H2S的大量存在会造成丝状菌在与菌胶团细菌的生长竞争中占据优势；②还原态S2-的存在为丝状菌的繁殖提供能源。
例如：嗜硫菌基本都是丝状菌，在硫底质丰富时，此类丝状菌大量繁殖，易引起污泥膨胀。
3、活性污泥在溶解氧（DO）低的条件下大部分好氧菌几乎不能继续生长繁殖，而具有较长菌丝，比表面积大的丝状菌更易夺得DO 进行生长繁殖，所以 DO质量浓度太低容易发生污泥膨胀。
污泥丝状菌的成因及相关理论
污泥丝状菌的成因及相关理论（一）．污泥膨胀的成因活性污泥膨胀的诱因很多，从目前已有的研究成果来看，可归纳如下：（1）废水水质成分1．有机物类型1）废水中碳源有机物含量多且以糖类为主时，容易产生污泥膨胀。
2）废水中可溶性有机物含量多和悬浮物固体含量低时也易于发生污泥膨胀。
3）废水中含有有毒物质和重金属时也会诱发污泥膨胀。
2．氮和磷营养物质的缺乏也会诱发污泥膨胀。
为了进行正常生长，繁殖，活性污泥微生物除了需要碳源外，还需要氮和磷等营养物质。
氮，磷和碳之间应该有适当的比例，一般经验提出的比例通常是BOD：N：P=100：5：1。
当废水中的氮和磷含量不足时容易产生污泥膨胀。
在活性污泥中丝状菌的比表面积相对其他微生物来说要大些，易于获取底物，仍能正常代谢活动生长繁殖。
而活性污泥中的其他微生物，由于氮和磷得不到满足，以至逐渐衰退，由于菌胶团细菌和丝状菌的比例失衡，发生了丝状菌污泥膨胀。
另外，当废水中的氮和磷含量不足，相对而言就是碳源较多，在这种情况下，如果糖类物质较多，代谢产物多糖类高粘性物质增加，使得活性污泥也易于发生非丝状菌污泥膨胀。
3.微量金属元素的缺乏也会诱发污泥膨胀。
4.废水中硫化氢含量高也会发生污泥膨胀。
（2）水温温度是影响微生物生长与生存的重要因素之一，每种微生物都有各自的适宜生长温度。
如球衣菌的适宜生长温度在30度左右，在15度以下生长不良。
（3）溶解氧曝气池中若DO浓度太低则容易发生污泥膨胀。
再低DO 条件下大部分好氧菌几乎不能继续生长繁殖时，丝状菌虽然是好氧菌，但因其具有较长的菌丝，比表面积大，在低DO 的条件下比菌胶团细菌更易得到DO进行繁殖生长，（丝状菌对DO的亲和力约为菌胶团细菌的3.7倍），故在低氧环境中它们仍可在竞争中取得优势，从而使得丝状菌性污泥膨胀易于发生。
而且即使保持在相当时间的厌氧状态下，丝状菌也不会失去活力，一旦恢复好氧状态，他们就会重新生长繁殖。
（4）PH值为了使活性污泥正常发育，生长，曝气池混合液的PH 值应保持6.5-8.5范围内，国内外研究报道，曝气池混合液的PH值低于6.0，有利于丝状菌的生长，而菌胶团细菌的生长则受到抑制。
活性污泥膨胀的原因和对策
活性污泥膨胀的原因和对策在污水运营过程中经常会遇到污泥膨胀的问题，可以看到的现象就是污泥结构松散，泥水分离困难，上清液浑浊等，从指标上分析就是出水COD氨氮均有上升趋势。
污泥膨胀分为丝状菌污泥膨胀和非丝状菌污泥膨胀。
一、丝状菌污泥膨胀引发丝状菌污泥膨胀的原因就是字面意思由于丝状菌的过量繁殖引发的污泥膨胀。
主要判断依据有:（1）沉降比很高，污泥指数（SV30/污泥浓度*10）＞200。
（2）镜检菌胶团周边丝状线条很多。
（3）长时间观测，做沉降比时发现泥层厚度逐渐升高（可到90%以上），上清液比较清澈，无大量悬浮物存在，污泥浓度没有多大变化。
（4）好氧池溶解氧长期处在2mg/L以下甚至1以下。
引发丝状菌污泥膨胀的原因目前比较公认的就是溶解氧不足，来水PH长期偏低，或水温长期偏高，在个别案例中，由于特殊有机物的存在也可以引发丝状菌的膨胀。
应对方法:（1）提高溶解氧至2mg/L以上，调整初期可以控制溶解氧至4mg/L左右，后续在慢慢降低。
还有一点就是出现这种情况查看要查看曝气是否均匀，溶解氧的检测要多点位进行。
（2）若PH较低，调至7.5-8（3）若水温高，需增加冷却系统。
二、非丝状菌污泥膨胀就是镜检比你未发现丝状菌的存在，但是沉降比很高污泥浓度变化不大。
主要判断依据有:（1）污泥感官比较细碎，悬浮碎污泥较多，甚至污泥中有气泡夹杂。
（2）沉降比泥层高，上清液浑浊。
（3）镜检污泥絮体较小，菌胶团内部分泌出很多粘性较高的糖类物质。
引发非丝状菌污泥膨胀的原因:（1）营养比失衡，造成活性污泥中菌胶团内部活性降低。
（2）有毒物质混入，造成菌胶团结构瓦解。
（3）大量无机不溶物混入系统，也容易诱发非丝状菌污泥膨胀。
应对措施:（1）检测原水氮磷含量，对于缺少的微量元素按照COD:N:P=100:5:1进行补充，或者补充生活污水量。
（2）补充新的活性污泥，对系统进行闷曝。
（3）查找原水是否存在有毒物质混入。
若长期存在有毒物质过去，需增加高级氧化工艺。
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50—150（70—120）之间为正常。
SVI=活性污泥体积/MLSS，当SVI>200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，<0.7—2.0mg/lb、冲击负荷——有机物超出正常负荷，引起污泥膨胀c、进水化学条件变化：一是营养条件变化，一般细菌在营养为BOD5：N：P＝100：5：1的条件下生长，但若磷含量不足，C／N升高，这种营养情况适宜丝状菌生活。
二是硫化物的影响，过多的化粪池的腐化水及粪便废水进入活性污泥设备，会造成污泥膨胀。
含硫化物的造纸废水，也会产生同样的问题。
一般是加5～10mL/L氯加以控制或者用预曝气的方法将硫化物氧化成硫酸盐。
三是碳水化合物过多会造成膨胀。
四是pH值和水温的影响，pH过低，温度高于35度易引起丝状菌生长。
解决办法：a、保持一定的活性污泥浓度，控制每天排除污泥的净增量，控制回流比。
b、控制F/M（污泥负荷）调节进水和回流污泥c、保持污泥龄不变d、污泥膨胀严重时投加铁盐絮凝剂或有机阳离子凝聚剂。
活性污泥膨胀的控制摘要：从污泥膨胀产生的内在因素着手，分析丝状菌过量繁殖的原因，针对几种常见的活性污泥工艺提出解决方案和思路。
关键词：丝状菌污泥膨胀选择池活性污泥工艺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。
污水处理厂丝状菌污泥膨胀的分类和解释假说
污水处理厂丝状菌污泥膨胀的分类和解释假说丝状菌引起污泥膨胀是在污泥膨胀诱因诱发下导致丝状菌在同菌胶团的竞争中能够强势增长造成。
目前可辨识的丝状污泥膨胀絮体有两种类型：第一类是长丝状菌从絮体中伸出，将各个絮体连接，形成丝状菌和絮体网；第二类是具有更开放 ( 或扩散 ) 的结构，由细菌沿丝状菌凝聚，形成细长的絮体。
丝状菌在解释丝状污泥膨胀现象上，有多种解释方法：1、 (A/V) 假说。
当混合液中基质受到限制或控制时，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，丝状菌能够大量繁殖，占据主导地位，最终导致污泥膨胀。
2、选择性理论。
该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生长速率和饱和常数分析丝状菌与菌胶团细菌的竞争情况。
丝状菌具有低的最大生长速率和饱和常数，在低基质浓度、DO值时具有较高的生长速率，而菌胶团则刚好相反。
污水处理厂丝状菌污泥膨胀的分类和解释假说丝状菌3、饥饿假说。
该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的丝状菌，在低基质浓度下，基质浓度小于某值时，第二类微生物将占优势；当基质浓度大于该值时，只要溶解氧的传递不是限制因素，第一类微生物将占优势；在高基质低溶解氧情况下，第三类微生物将占优势。
污水处理厂丝状菌污泥膨胀的分类和解释假说丝状菌污泥膨胀4、积累 / 再生 (AC/RG) 假说。
在高负荷条件下，菌胶团微生物累积有机基质的能力强，丝状菌较差。
但此时微生物受溶解氧限制和控制，由于丝状菌需氧较少，完成积累 / 再生的循环较快，生长较快，形成污泥膨胀。
污泥膨胀原因分析和解决办法
污泥膨胀原因分析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。
一、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。
A2O工艺系统丝状菌膨胀原因分析及对策
A2O工艺系统丝状菌膨胀原因分析及对策A2O工艺系统丝状菌膨胀原因分析及对策引言：A2O（Anaerobic/Anoxic/Oxic）工艺系统是一种常见的污水处理工艺，广泛应用于城市污水处理厂。
然而，有时候在A2O工艺系统中，会出现丝状菌膨胀的现象，给处理效果和系统稳定性带来了一些问题。
因此，本文将对A2O工艺系统中丝状菌膨胀的原因进行分析，并提出相应的对策措施，以期解决这一问题。
一、丝状菌膨胀的原因分析1. 有机物负荷过高：在A2O工艺系统中，如果有机物负荷过高，容易导致污泥中的丝状菌数量增多，从而引发丝状菌膨胀的问题。
2. 气液氧浓度不平衡：A2O工艺系统中的三个环节分别为厌氧、缺氧和好氧条件。
如果在好氧环节中，氧浓度不均匀分布，某些区域的氧浓度过高，会诱发丝状菌的大量生长和膨胀。
3. 过度搅拌：某些情况下，过度搅拌会破坏污泥中菌群的平衡，使之倾向于丝状菌的生长，进而导致膨胀问题。
4. 断流操作不当：断流操作是A2O工艺系统的一项重要环节。
如果断流操作不当，比如过度断流或连续断流，会干扰到污泥中微生物的生长和代谢，使丝状菌的生长条件得到满足，产生膨胀现象。
二、对策措施1. 控制有机物负荷：合理调节A2O工艺系统中的有机物负荷，避免负荷过高，可以通过调整进水流量和浓度、改变操作模式等方式来降低有机物负荷。
2. 平衡气液氧浓度：加强好氧环节氧气的均匀分布，避免氧浓度过高，可以采取合理的曝气方式和调节曝气量等手段来实现。
3. 控制搅拌强度：适度减小搅拌强度，维持污泥中微生物的平衡，防止丝状菌过度生长。
可以通过调节搅拌时间和频率等方式来实现。
4. 优化断流操作：合理安排断流操作的时间和频率，避免过度断流或连续断流。
同时，要加强对断流操作的监控和调控，确保操作准确和稳定。
结论：通过对A2O工艺系统中丝状菌膨胀的原因进行分析，可以发现其产生与有机物负荷过高、气液氧浓度不平衡、过度搅拌和断流操作不当等因素有关。
丝状菌污泥膨胀
丝状菌污泥膨胀这篇文章介绍了活性污泥中长期存在的污泥膨胀问题。
虽然污泥膨胀是由一些特定的菌类引起的，但是到目前为止尚未研究出一种统一的解决污泥膨胀的方法。
一些污泥膨胀理论被提出，基于这些理论一些专家和学者将其应用于污泥膨胀的控制与防治，但是污泥膨胀仍然是一个开放的问题。
活性污泥法污水处理方法是最常用的污水处理技术，其处理过程包括两个阶段：1生化处理阶段（生化反应池）；2物理沉降阶段（二沉池）。
在第一阶段，污水中的有机碳、氨氮、磷等通过活性污泥降解并除去。
活性污泥拥有巨大的生物群——细菌、真菌、原生动物、复细胞动物、藻类等，而在这些生物群中，95%的菌类对污水处理过程起到关键的作用。
因此，在污水处理过程中，保证这些菌类的活性条件关系到污水处理过程中有机物和营养物质的去除。
同时，二沉池中好的分离和和沉降特性是保证最终出水水质的必要条件。
在活性污泥中由延长的丝状菌所引起的体积膨胀问题可以处理变小。
尽管很多研究表明污泥膨胀在污水处理操作过程中是一个持续的问题，但这是由几个因素共同引起的。
由于在纯培养基中无法直接得到丝状菌，这限制了对有机物的详细研究。
无法找到通用的污泥膨胀处理方法的问题之一是污泥膨胀的原因至今还没有统一的认识。
现在占优势的研究方法是通过研究丝状菌的特性，从细菌的新陈代谢特征的角度去分析污泥膨胀，从而避免污泥膨胀的方式；另一种方法是通过研究生物种群的形态特征，从而获得污泥膨胀的控制，该方法不需要对特定的细菌种类特征进行研究。
但是实际上这两种方法可以有效的结合，以达到更好的防治和控制污泥膨胀的效果。
研究全部的活性污泥系统的历史和发展不是我们最初的目标，我们在这里只强调一些重要的历史事实，它们能够促进对污泥膨胀问题的理解。
解决污泥膨胀问题首先使用的是半连续系统，后来为了改善其沉降性能，逐渐转变为连续沉降系统，通过添加二沉池和固体回收，模式转变为连续氧化沟，此模式有了更好的沉降性能。
是否存在一个普遍机制能够解释丝状菌的生长和它们种类的识别以及它们的生理学，动力学以便于可以有更好的策略可以控制污泥膨胀？从微生物种群和丝状细菌来找膨胀发生原因，下一步是找到丝状菌的生理性能和可操作环境之间的关系。
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M
倍时采用计算机模拟的结果 ∀
果是在相对高的负荷下的模拟结果 低负荷下的结 论相反 ∀
境 种群的动态是由其微环境中的营养物条件所决 定的 ∀ 传统的选择器仅仅考虑低基质浓度型污泥
结论
通过分析 将丝状菌污泥膨胀概括为 类型 即 低基质浓度 低 ∆ Ο 营养物 影响和 引起的膨胀 ∀ 采用广义 种 方程 缺乏
曝气池中菌胶团菌
ρ ∆ Ξ Ξ Ξ
Λ
κ
丝状菌
Ξ τ Ξ ρ ∆ Ξ Ξ
式中
Λ ΚΣ
Κ∆ Ο
最大生长速率 基质亲和力
∆ Ο 亲和力
Λ
κ
碳源基质
Σ τ ρ ∆ Σ Σ
污泥膨胀数学模型的研究
为了简化系统模型 假设 主要受到碳源和 ∆ Ο 限制 活性污泥由两大类 微生物生长
∆Ο
Λ Ξ
Ψ
Λ Ξ
Σ τ
Ψ
微生物群组成 即丝状菌和菌胶团菌
其常数见表
Λι
ON
进水负荷和曝气强度的影响 图 的计算机模拟结果 ∀
试验发现在停留时间分别为
∀图
G.
图
产率系数
进水流量和浓度变化的影响 时 系统的 是流量和
UL W. ZH
图 β
∆ Ο 浓度分别为
基质浓度增加
图
进水负荷对菌胶团和丝状菌的影响
从图 可见 丝状菌和菌胶团细菌的竞争优势 随进水负荷而变化 ∀ 低负荷阶段 ∆ Ο 的供应充分 出现基质限制的情 况 高负荷阶段 基质 浓度比较高 出现 ∆ Ο 限制的情况 而在中间负荷 范围内 丝状菌与菌胶团菌处于合理的比例 系统不 发生污泥膨胀 ∀ 图 是在不同曝气条件下 Κ 的计算机模拟 结果 ∀ 图 表明 即使存在选择器 低负荷和高负荷阶 段仍然会发生污泥膨胀 其限界值与没有选择器的 系统不同 ∀ 对于高负荷系统 曝气强度大可以提高 污泥膨胀发生的上限 同样低负荷系统发生膨胀的 下限也降低 ∀ 对于中间负荷阶段 如果供氧不充分 丝状菌仍有可能大量繁殖并形成污泥膨胀 ∀ 对于不
龙
网
WW
图 α 进水浓度变化对菌胶团和丝状菌生长的影响
筑
在稳定的流量和浓度条件下长期运行的结果是 菌胶团细菌占优势 而流量或基质浓度的变化会造 成丝状菌的过度生长 且丝状菌的生长不是一简单 的可逆过程 会造成污泥沉降性能的改变 ∀ 上述结
CO
曝气强度对菌胶团和丝状菌的影响
进水流量变化对菌胶团和丝状菌生长的影响
的影响 文献报道引起污泥膨胀 的试验发现 即使 浓度达到
UL
也不会发生污泥膨胀 ∀ 事实上 一些厌氧 装置虽然出水含有大量 但是挥发性有机酸浓 度很低时 好氧后处理也不发生污泥膨胀 当挥发性 分子有机酸 乙酸 丙酸 易于降解 因此造成耗氧速 率的增加 膨胀的根本原因 ∀ 而 的出现是污水厌氧发酵
ON
第 ι 种基质浓度 可知 基质限制 ∆ Ο 限制和营养物 根据式 方程来 缺乏型的污泥膨胀问题都可用广义 加以解释 当氮严重缺乏时的污泥膨胀不能归入这 一理论 原因在于若缺乏氮 微生物便不能充分利用 碳源合成细胞物质 过量的碳源将被转变为多糖类 胞外贮存物 这种贮存物是高度亲水型化合物 易形 成结合水 影响污泥的沉降性能 从而产生高粘性膨 胀 其不属于丝状菌污泥膨胀范畴 ∀ 关于 的影响 可在动力学方程参数的基础 上 以动力学常数的乘积因子的形式进行耦合 或者 单独列出其动力学方程 从而统一在广义 程之下 ∀ 关于 的 向污水中添加 浓度很低 一般是在
微生物生长的动力学
ρ ∆
Σ
Σ
Κ
Σ
Σ
中国给水排水
Σ
Λ Ξ
Ψ
Λ Ξ
Ψ
同的曝气强度 两种微生物竞争优势发生转变的限 界值是不同的 这就是双基质动力学方程与传统的 单一碳源基质限制动力学方程描述污泥膨胀现象的 本质区别 ∀ 试验的结果也表明 完全混合曝气池在 不同负荷下维持稳定的沉降性能所需要的 ∆ Ο 浓 度是不一样的 而不是象文献报道的维持在固定的
王凯军 活性污泥膨胀机理与控制
G.
CO
中国环境出版
ON
王凯军 丝状菌型污泥膨胀的统一理论 王凯军 厌氧 水解 处理低浓度污水 境出版社
M
环境科学 北京 中国环
度是更为重要的因素 后者是决定污泥膨胀的微环
W.
筑
龙
网
WW
ZH
UL
电话
收稿日期
∗
图 带选择器的活性污泥系统
其中反应器
根据不同的试验目的 可以分别 是曝气池 ∀ 在没有选
是选择器 曝气池等 反应器
方
∀ 但通过
择器的系统中 回流污泥按虚线所示的途径回流 ∀ 根据以上假设及图 中的物料平衡关系 可给出选 择器和曝气池中基质 碳源和 ∆ Ο 和微生物 菌胶 团和丝状菌 的一组方程 ∀
中国给水排水
综合文札
丝状菌污泥膨胀理论分析
王凯军 许晓鸣
北京
方程的基础上基本统一
北京市环境保护科学研究院
摘 要
对丝状菌污泥膨胀现象进行了综合分析 并在广义
了相应的控制策略 ∀ 关键词 丝状菌污泥膨胀 广义 方程 中图分类号 文献标识码
ON
丝状菌
表 性 质
文章编号
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
∗
式中
状态变量 污泥浓度 其中 ι 或 表示菌胶团菌 表示丝状菌 κ 或 表示选择器 表示曝气池 基质浓度 其中 ϕ 或 Σϕκ 表示碳源 表示 ∆ Ο 碳源基质初始浓度 Σ 饱和 ∆ Ο 浓度 Σ Σ 操作变量 稀释率 ∆κ 回流比 ρ 动力学常数 衰减常数 κδι
Ξικ Ψι Κ
之间
∀
传质系数 比生长速率 是方程
Λ Ξ
∆Ο Σ τ
Λ Ξ
Ψ
ρ ∆ Σ
Κ Ψ
Σ
Σ
Σ
龙
由于城市污水中
和其他营养元素一般不
Λ Ξ
Ξ τ
Ψ
Λ Ξ
筑
缺乏 因此在一般情况下 可只考虑碳源限制和 ∆ Ο 限制两种情况 ∀ 这样 城市污水的丝状菌污泥膨胀 问题就简化为两种主要类型 即基质限制和 ∆ Ο 限 制型 ∀
Λ Λ
Σ ΚΣ ∆Ο Σ Κ∆ Ο ∆ Ο
筑
污泥膨胀的发生即进入环境调控阶段 ∀ 环境调控概
龙
耐饥饿能力及贮存能力 高
通过近年来国内外对活性污泥膨胀问题研究进 展的分析和综合 可以将引起丝状菌污泥膨胀的原 因分为 种类型 即 基质限制 营 ∆ Ο 限制 影响 影响 ∀ 养物缺乏 广义 方程 丝状菌与菌胶团细菌竞争的数学模型遵循多种 基质限制的广义 方程 即 方 程
膨胀 ∀ 选择器是在完全混合或推流曝气池前加一个 停留时间非常短 的小池 在选择器内利用 两类细菌不同的生长速率选择性地培养和发展菌胶 团细菌 使其成为曝气池中的优势菌 ∀ 在以上的理 论分析和研究的基础上 可以对选择器的概念进行 扩展 ∀ 广义的选择器可以包括低 ∆ Ο 型污泥膨胀 可采用不同的选择器的形式如再生池和强化曝气池 等方法 恢复菌胶团细菌的降解能力 提高供氧能力 和降低负荷以控制高负荷型的污泥膨胀 ∀ 参考文献
CO
了污泥膨胀理论和建立了相关的数学模型 ∀ 该模型可以很好地解释由基质限制 ∆ Ο 限制 营养物 缺乏 和 等因素引起的丝状菌污泥膨胀 ∀ 利用广义 方程采用双基质限制 碳源和溶
M
最大生长速率
中国给水排水
Κι Σι
第 ι 种基质亲和力
可用同一基本模型来描述 模型所描述的系统如图
曝气池是完全混合式 ∀ 所示 ∀
WW
最大生长速率 Λ 基质亲合力 Κ
∆ Ο 亲合力 Κ
网
内源代谢率 Κ 产率系数 Ψ 积累能力 Α
池中的生长环境调整丝状菌的比例 从而达到控制 念的使用是人们在污泥膨胀控制技术和实践上的一 大进步 其主要出发点是使曝气池中的生态环境有 利于选择性地发展菌胶团细菌 利用生物竞争机制 抑制丝状菌的过度生长和繁殖 将丝状菌数量控制 在一个合理的范围之内 从而控制污泥膨胀的发生 和发展 同时利用丝状菌的特性净化污水 稳定处理 工艺 ∀ 近年来选择器理论得到充分的发展和应用就 是这一概念的具体体现 ∀
Ξ τ
选择器中菌胶团菌
Λ
κ
G.
Ξ τ Σ τ
CO
Λ
∆κ Σ
M
κ
Η Ξ
有机酸达到一定浓度时需引起注意 其中主要的低
ZH
丝状菌
Η Ξ
W.
碳源基质
ρΣ Ψ ρ ∆ Σ
引起氧的限制型膨胀 这是造成污泥
WW
好地统一污泥膨胀的理论 ∀
网
的一个伴随现象 也可归为 ∆ Ο 限制型的膨胀 从 而广义的 动力学模型可以在一定程度上很 双基质 方程
W.
ZH
早期控制丝状菌污泥膨胀 简称污泥膨胀 的主
UL
表 ∀
当丝状菌生长超过菌胶团细菌时 才会出现污泥膨 胀 ∀ 丝状菌和菌胶团细菌的生理和生化性质差异见
丝状菌与菌胶团细菌的差异 菌胶 团菌 高 低 低 高 高 高 参考值 丝状菌 低 高 高 低 低 低 非常低 参考值
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
社
可解释大部分类型的污泥膨胀问题 这在一定程度 上统一了污泥膨胀理论 ∀ 由于城市污水中 和 其他营养元素一般不缺乏 因此在一般情况下 只考 虑碳源和 ∆ Ο 限制两种情况 ∀ 在双基质限制下 低负荷的完全混合曝气 池不利于污泥沉淀性能的改善 但中 高负荷下的污 泥膨胀则在完全混合曝气池中有所缓解 ∀ 对于中 高负荷系统 由于首端缺氧对污泥沉降不利 所以在 推流式曝气池需采取措施避免供氧不足 反之 推流 式曝气池有利于克服低负荷的污泥膨胀 即高负荷 与低负荷是两种类型完全相反的污泥膨胀现象 ∀ 对活性污泥膨胀 既要从宏观角度考虑 也 要从微观角度去考虑 ∀ 就活性污泥工艺的运转条件 而言 负荷 基质浓度和 ∆ Ο 浓度的水平是宏观条 件 但曝气池首端的实际负荷 基质浓度和 ∆ Ο 浓