0609.CASS变型工艺污泥膨胀原因分析及控制
污泥膨胀的控制与预防
污泥膨胀的控制与预防摘要由于活性污泥法在技术上比较成熟和先进，在运行费用上也较其他方法低廉，故而它已成为国内外应用最为广泛的一种工艺。
当然，活性污泥法也有一些不足之处。
其中，“污泥膨胀”就是一个重大的难题。
虽然活性污泥法的许多改进工艺，如三沟式氧化沟、UNITANK等，都在一定程度上能够抑制污泥膨胀，但是对于我国已建成的大量采用传统活性污泥法的城市污水处理厂来说，如何应对污泥膨胀仍是一个必须面对的问题。
关键词活性污泥法污泥膨胀控制预防一、污泥膨胀及其分类正常的活性污泥沉降性能良好，含水率在99%左右。
当污泥变质时，污泥不易沉淀，SVI值增高，污泥的结构松散和体积膨胀，含水率上升，澄清液稀少（但较清澈），颜色也有异变，这就是“污泥膨胀”。
污泥膨胀可分为丝状菌性污泥膨胀和非丝状菌性（水涨性）污泥膨胀。
在大多数情况下几乎都属于前者，即丝状菌生长繁殖占优势的结果。
这些丝状菌互相缠绕在一起，妨碍污泥沉淀与浓缩。
典型的丝状菌是球衣细菌属，此外如芽孢杆菌属、贝氏硫细菌属、丝硫细菌属、枝丝细菌属以及大肠杆菌等也能引起丝状菌性污泥膨胀。
二、污泥膨胀的成因1、溶解氧的影响曝气池内的溶解氧浓度过低或过高都可能引起污泥膨胀。
当曝气池内溶解氧浓度过低时，因为菌胶团菌是严格的好氧菌，所以它的数量和活性都会受到抑制。
而丝状菌是兼性菌，能够很好地适应低溶解氧环境。
这样就使丝状菌在低溶解氧状态下占了优势，进而引发污泥膨胀。
但是，在溶解氧浓度过高时也会发生污泥膨胀。
根据国外的研究资料，当溶解氧浓度高达8~9mg/l时，发现了丝状菌性污泥膨胀。
2、冲击负荷的影响当曝气池受到高浓度污染物冲击时，往往在一定时间内造成溶解氧浓度偏低，从而引发丝状菌性污泥膨胀。
同时，高浓度污水进入曝气池后，也使得菌胶团菌和丝状菌的生存环境发生其他方面的变化，而丝状菌对环境的适应能力远远大于菌胶团菌，所以就进一步造成了丝状菌在活性污泥中的优势地位。
3、污泥负荷率的影响污泥膨胀与污泥负荷率有着重要的关系。
污泥膨胀的原因
产生活性污泥膨胀的主要原因丝状菌性膨胀：成因：在不正常的情况下，活性污泥中菌胶团受破坏，而丝状菌大量出现。
泥中有大量丝状菌时，大量具有一定强度的丝状体相互支撑、交错，大大恶化了污泥的沉降、压缩性能，形成污泥膨胀。
调查研究表明：膨胀污泥中的丝状菌，主要是以浮游球衣细菌为代表的有鞘细菌和以丝硫细菌为代表的硫细菌。
造成污泥丝状膨胀的主要因素：（1）污水水质：研究结果表明，污水水质是造成污泥膨胀的最主要因素。
含溶解性碳水化合物高的污水往往发生由浮游球衣细菌引起的丝状膨胀，含硫化物高的污水往往发生由硫细菌引起的丝状膨胀。
污水的水温和pH值也对污泥膨胀有明显的影响。
水温低于15℃时，一般不会膨胀。
pH低时，容易产生膨胀。
（2）运行条件：曝气池的负荷和溶解氧浓度都会影响污泥膨胀。
但结论也往往有矛盾。
试验证实，对于含硫化物高的污水，不论曝气池中的溶解氧浓度低或高都会产生由硫细菌过度繁殖引起的污泥膨胀。
（3）工艺方法：研究表明：完全混合的工艺方法比传统的推流方式较易发生污泥膨胀；叶轮式机械曝气比鼓风曝气易于发生。
不易发生污泥膨胀的系统：间歇运行的曝气池；不设初次沉淀池的活性污泥法；射流曝气的供氧方式。
非丝状菌性膨胀：主要发生在污水水温较低而污泥负荷太高时。
原因：微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物，但由于温度低，代谢速度较慢，就积贮起大量高粘性的多糖类物质。
这些多糖类物质的积贮，使活性污泥的表面附着水大大增加，使污泥的SVI值很高，形成膨胀污泥。
抑制的措施：①控制曝气量，保持曝气池中适量的溶解氧(不低于1~2mg/L，不超过4mg/L)；②调整pH值；③调整氮、磷比例的失调，适量投加氮和磷化合物；④投加一些化学药剂。
但投加药剂费用较贵，停止加药后又会恢复膨胀，而且并不是对各类膨胀都是有效的；⑤城市污水厂的污水在经过沉砂池后，跳越初沉池，直接进入曝气池。
污泥膨胀的控制措施有哪些
污泥膨胀的控制措施有哪些控制污泥膨胀措施大体可分成三类。
一类是临时控制措施，第二类是工艺运行控制措施，第三类是永久性控制措施。
临时控制措施有哪些?答：临时控制措施主要用于控制由于临时原因造成的污泥膨胀，防止污泥流失，导致出水SS超标或污泥的大量流失。
临时控制措施包括絮凝剂助沉法和杀菌剂杀菌法两种。
絮凝剂助沉法一般用于非丝状菌引起的污泥膨胀，而杀菌法适用丝状菌引起的污泥膨胀。
(1)絮凝剂助沉法是指向发生污泥膨胀的曝气池中投加絮凝剂，增强活性污泥的凝聚性能，使之容易在二沉池实现泥水分离。
混凝处理中的絮凝剂一般都可以在此时应用，常用的絮凝剂有聚合氯化铝、聚合氯化铁等无机絮凝剂和聚丙烯酰胺等有机高分子絮凝剂。
絮凝剂可加在曝气池的进口，也可投在曝气池的出口，但投加量不可太多，否则有可能破坏细菌的生物活性降低处理效果。
使用絮凝剂时，药剂投加量折合三氧化二铝为l0mg/L左右即可。
(2)杀菌法是指向发生膨胀的曝气池中投加化学药剂，杀死或抑制丝状菌的繁殖。
从而达到控制丝状菌污泥膨胀的目的。
常用的杀菌剂如液氯、二氧化氯、次氯酸钠、漂白粉、过氧化氢等都可以使用。
实际加氯过程中，应由小剂量到大剂量逐渐进行，并随时观察生物相和测定SVI值，一般加氯是为污泥干固体重的0.3%~0.6%，当发现SVI值低于最大允许值或镜检观察到丝状菌菌丝溶解，应当立即停止加药。
投加过氧化氢对丝状菌有持续的抑制作用，过低不起作用，过高会导致污泥氧化解体。
调节运行工艺措施有哪些?答：调节运行工艺控制措施对工艺条件控制不当产生的污泥膨胀非常有效。
具体方法如下：(1)在曝气池的进口加黏土、消石灰、生污泥或消化污泥等，以提高活性污泥的沉降性能和密实性。
(2)使进入曝气池的污水处于新鲜状态，如采取预曝气措施，使污水尽早处于好氧状态，避免形成厌氧状态，同时吹脱硫化氢等有害气体。
(3)加强曝气强度，提高混合液溶解氧浓度，防止混合液局部缺氧或厌氧。
(4)补充氮、磷等营养盐，保持混合液中碳、氮、磷等营养物质的平衡。
污水处理中导致污泥膨胀的原因及解决方案
污水处理中导致污泥膨胀的原因及解决方案污泥膨胀是活性污泥处理工艺中常见的一种异常现象，是指活性污泥沉降性能恶化，随二沉池出水流失。
发生污泥膨胀时，活性污泥SVI值（1g干污泥所占体积，mL/g）超过150时，预示着活性污泥即将或已经为膨胀状态，应当立即采取控制措施。
污泥膨胀可以分为丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀两大类。
前者是因为污泥中丝状菌过度繁殖，后者是因为菌胶团的细菌本身生理活动异常。
两类污泥膨胀的各自成因分析正常环境下，菌胶团的生长率远大于丝状菌，不会出现丝状菌过度繁殖的情况，但出现下列情况时，会引起丝状菌膨胀：01 进水有机物太少，导致微生物食料不足；02 进水中氮、磷等营养物质不足；03 pH偏低；04 曝气池溶解氧含量太低；05 进水水质或水量波动大，对微生物造成冲击；06 进入曝气池的污水因“腐化”产生较多的H₂S(超过2mg/L)时，导致丝状硫黄菌过度繁殖；07 丝状菌大量繁殖适宜温度为25~30℃，故而夏季容易发生丝状膨胀。
而非丝状菌膨胀本质是由于菌胶团细菌本身生理活动异常，原因有以下两条：01 进水含有大量溶解性有机物，但缺乏足够的氮、磷等营养物，此时菌胶团表现为“吃坏了”，分泌大量多聚糖类代谢物(含大量亲水羟基，使活性污泥呈凝胶状，表现为黏性膨胀02 进水中含有大量有毒物质，菌落中毒，不能分泌足够的粘性物质，无法形成絮体，不能在二沉池分离或者浓缩，此时活性污泥表现为离散型膨胀。
曝气池污泥膨胀的解决办法解决办法分为三类：临时控制、工艺运行控制、永久性控制。
临时控制法该法主要用于临时原因（水量与水质波动等）造成的污泥膨胀，分为絮凝剂法和杀菌剂法。
絮凝剂法用于非丝状菌引起的膨胀，药剂投加量折合Al₂O₃为10mg/L左右。
杀菌剂法用于丝状菌引起的膨胀，常用的杀菌剂有二氧化氯、次氯酸钠、漂白粉，加氯量为污泥干固体重的0.3%~0.6%，加药时要观察生物相并测定SVI 值，当SVI值在最大允许范围内时，应停止加药。
污泥膨胀概述及控制方法
128城市地理污泥膨胀概述及控制方法李倩李宾祥刘振超（青岛理工大学，山东青岛266033）摘要：污泥膨胀是采用活性污泥法的城镇污水处理厂普遍存在的问题，污水处理系统受污水水质条件、环境因素以及运行条件的影响，如污水的种类、成分、浓度、水温、负荷、溶解氧、pH值等因素都可能引起污泥膨胀；然后根据引起活性污泥污泥膨胀的因素选择恰当的控制方法，主要包括投加药剂法和环境调控和代谢机制控制法。
关键词：活性污泥法；污泥膨胀；水质条件；环境条件1．污泥膨胀定义活性污泥膨胀主要包括丝状菌和非丝状菌两种类型的膨胀。
其中，丝状菌膨胀由于活性污泥中丝状菌的大量生长，大量的菌丝从活性污泥絮凝体结构中伸出，导致污泥絮体结构异常松散，活性污泥沉降性能恶化，严重时导致二沉池活性污泥的大量流失，生物降解过程无法正常进行，出水水质恶化［1］。
非丝状菌膨胀又称粘性膨胀，活性污泥在负荷较高的条件下，菌胶团摄取了大量营养物质，活性污泥来不及分解代谢，在微生物细胞外积累了大量高粘性的多糖，使得活性污泥中结合水含量不断增加，进而引起污泥比重的逐渐下降，最终导致污泥沉降性能恶化［1］。
2．污泥膨胀的影响因素活性污泥系统运行过程中，影响污泥膨胀的因素很多，大体分为废水水质、环境因素和运行条件等方面。
2．1污水水质（1）碳水化合物丝状菌相比于菌胶团细菌而言可以利用大分子物质，当废水中可溶性有机物含量较高时，会促进丝状菌的繁殖最终导致丝状菌膨胀；而当污水中悬浮固体少，溶解性和易降解的有机物组分较多，细菌利用后会产生更多的高粘性多糖类物质而引发非丝状菌膨胀［2］。
（2）氮和磷营养物质若相对BOD5，N、P的含量不足时，丝状菌摄取营养物质能力强于胶团菌，丝状菌繁殖生长导致系统污泥膨胀。
此外，如果污水中小分子的烃类、糖类、有机酸等基质含量较高，活性污泥微生物代谢产物中高粘性物质如多糖含量就会增加，导致非丝状菌膨胀的发生［2－3］。
（3）废水水质如果废水在储存或排水管道、初沉池中停留时间过长，一方面由于长时间贮存的废水，废水中的微生物使得难溶解性物质转变为可溶性物质，大分子变为小分子物质，这样的废水更容易引起污泥膨胀；另一方面，废水中的含硫物质在厌氧条件下被微生物分解产生硫化氢，易引起丝状菌膨胀［3］。
污泥膨胀是什么？应该怎么预防？
污泥膨胀是什么？应该怎么预防？最近，经常有刚入行的新盆友在群里询问污泥膨胀的问题，鉴于很多人都遇到过这个麻烦，我今天就来为萌新们科普下污泥膨胀的知识以及解决污泥膨胀的办法。
污泥膨胀是污水厂一个家常便饭的问题，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污泥膨胀现象。
但处理起来着实让人脑瓜疼。
第一，发生膨胀的原因太多；第二，调节周期较长非常让人恼火。
污泥膨胀会导致你辛苦培养的污泥流失、BOD去除率降低、出水悬浮物、COD、氨氮超标，处理不好的可能导致整个污水处理系统瘫痪····那么污泥膨胀是什么呢？很简单，大家平时看到的活性污泥突然体积增大，结构松散不密实，浮在二沉池的表面，不能正常沉淀的现象就是污泥膨胀了。
此时SVI>200mL/g（SVI=活性污泥体积/混合液悬浮固体浓度(MLSS)）并且继续上升，而正常的活性污泥SVI为50~150mL/g。
（记住这个值）污泥膨胀有几种呢？也很简单，可以分为丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀。
丝状菌膨胀是真·膨胀，因为它自己吃的太多。
而非丝状菌膨胀是因为微生物生病了。
这时就要考虑进水是否有有毒有害物质。
丝状菌膨胀是由什么原因引起的呢？这就不得不提起丝状菌和活性胶团菌了。
首先解释一下，活性污泥的核心成分是以丝状菌为骨架，胶团菌附着在丝状菌上面组成的菌胶团（简单理解为微生物抱团）。
如果这个结构会破坏，就会导致污泥膨胀，也就是说不管是丝状菌还是胶团菌一方出了问题，情况都不妙。
丝状菌作为活性污泥的骨架，本来是和万千细菌所组成的胶团菌系统相互制衡，和平共处的，并且二者都兢兢业业的为水处理事业效劳。
可是有一天，四周的环境实在是太适合丝状菌繁殖，于是渐渐丝状菌变得强大起来，实力碾压活性胶团菌。
当两家处于你强我弱的态势时，活性污泥这个平衡的系统遭到破坏，就导致了污泥膨胀。
还有一种就是非丝状菌膨胀，是菌胶团细菌生理活动异常导致活性污泥沉降性能的恶化｡这类污泥膨胀又可分为两种：一种是由于进水中溶解性有机物太多，使污泥负荷F/M 太高，而氮､磷等营养物质又太少，或者混合液内溶解氧不足｡另一种非丝状菌是进水中含有较多的毒性物质,导致活性污泥中毒，细菌不能分泌出足够量的粘性物质基础，形不成絮体，从而也无法在二沉池进行泥水分离最终导致污泥解体｡事实上，90%以上的污泥膨胀是由丝状菌引起，只有不到10%的是由非丝状菌引起的｡然而是什么原因导致丝状菌的过度繁殖呢？一、有机负荷过高。
高负荷造成污泥膨胀机理、原因与控制方法
高负荷造成污泥膨胀机理、原因与控制方法1、高负荷污泥膨胀机理对于运行条件对膨胀的影响，人们的认识很不一致。
在实际生产的报道中负荷低会引起膨胀，负荷高也会引起膨胀；低溶解氧会引起膨胀，高溶解氧也会引起膨胀；完全混合曝气池会发生膨胀，推流式曝气池也会发生膨胀；低C∶N 比(或C∶P比)引起膨胀，高C∶N比(或C∶P 比)也会引起膨胀等等。
由于很多因素会造成污泥膨胀，对膨胀的报道众说纷纭，使得人们对于污泥膨胀问题望而生畏。
污泥膨胀问题是污水处理工艺中相对比较复杂的一个问题。
造成这种现象的原因是多方面的，首先，引起污泥膨胀的丝状菌达30多种，所以实际活性污泥膨胀问题异常复杂。
高负荷膨胀也叫非丝状菌膨胀，因为不是丝状菌过量繁殖导致的膨胀，但是膨胀表现却和丝状菌膨胀的情形差不多，都具有沉淀性能严重下降，二沉池跑泥严重，SV最高可达90%。
具体说下两者的区别，非丝状菌膨胀是因为过高的碳源进入系统，在高基质下，细菌吸附的碳源代谢不了，并在细菌表面分泌出亲水性多糖，并部分进入系统，细菌处于对数期，这时候细菌具有最强的活性，导致菌胶团解体。
丝状菌膨胀是因为丝状菌的过渡繁殖，丝状菌伸出菌胶团，并与其相邻的丝状菌形成松散的絮团，导致絮团密度减少严重影响沉降性能。
其中最明显的表观区别是：丝状菌膨胀和非丝膨胀在曝气池区别是一个是浮泥，一个是泡沫！2、高负荷污泥膨胀的控制①、负荷和溶解氧的影响。
采用城市污水负荷为0.4kgBOD5/(kgMLSS·d)～0.8kgBOD5/(kgMLSS·d)，溶解氧浓度1.0mg/L～2.0mg/L，污泥龄为20天的完全混合曝气池(截面积1.0m2，高3.0m)。
第一阶段由于丝状菌的过度增殖，SVI从280mL/g上升到800mL/g，污泥浓度下降至0.68g/L，二沉池中污泥不断流失。
一般认为在溶解氧为1.0mg/L～2.0mg/L条件下运行的曝气池不会发生污泥膨胀，而试验中溶解氧浓度一直维持在这一水平，仍然发生了污泥膨胀。
污泥膨胀原因
1）、在采用活性污泥法处理各种废水的运行管理中，由于各种原因引起怕曝气池活性污泥致毒、活性受到抑制产生的微生物性质和类群的改变，有些微生物（如丝状菌）的过量增长形成泡沫或浮渣，以及运行时机械应力、挟裹气论等出现活性污泥比重降低而上浮。
上浮污泥随处理水流失，不仅增加了出水的悬浮物固体量，使出水水质严重恶化。
从而大大降低了活性污泥的活性和数量（MVSS ）。
引起活性污泥膨胀、上浮的主要因素有如下几方面的原因：a)、进水水质有过量的表面活性物质和油脂类化合物；、PH 值的被动，当PH 值的增加超过一定范围后，絮凝作用下降，形起活性污泥脱絮；c)、碱度的偏高，由于进水碱性而调PH 值，虽具中和碱性物质，但也产生了盐，盐溶液浓度增大形成渗透压发生突变，就会使其细胞脱水而死或胀破而亡而工程经验当活性污泥反应池内碱度超过通常数倍时，多时情况下就会发生污泥上浮；d)、温度对活性污泥中微生物的影响幅度。
一般好氧活性污泥适宜温度范围在15-35℃,,超过45℃大部分活性污泥就要残废而上浮；e)、致毒性底物包括CODcr 浓度骤然升高、含酚及其衍生物，醇、醛和某些有机酚、硫化物、重金属及卤化物过高等；f)、Do （溶解氧）过高，短期内污泥活性可能很好，因为新陈代谢快，有机物分解也块，但时间一久，污泥被打得又轻又碎（但天气论），象雾花片似风飘满池面，随水流走。
Do 甚低，污泥缺氧呈灰色，若缺氧过久则呈黑色，并常常有小气泡；g)、反硝化引起的污泥上浮，当废水中总氮或氨氮高时，在适宜条件下可被硝酸菌和亚硝酸菌氧化为NO3-，如二沉池厌氧，NO3-就会还原为N2，N2被活性污泥絮凝体所吸附，使得活性污泥比重<1而上浮；h)、池底积泥引起的污泥上浮，污泥腐化产生CH4，H2S 后上浮；i)、由于废水运行工况的水温和污泥负荷不能衡定，水质微生物菌种营养源缺铁，会引起菌种兑变成微丝菌，一般称丝状菌繁生而引起活性污泥上浮。
述氧化沟工艺的污水处理厂具有管理方便,流程简单,处理水质良好及工艺稳定可靠等优点,因此近几年来得到迅速发展,被越来越多的城市和地区所采用。
污水处理_CASS_CAST_SBR_工艺_活性污泥控制
排泥量与沉降比（SV）：
由于污泥自身新陈代谢，微生物数量会增加，为了保持系统中较稳定 的污泥浓度，需要对多于的剩余污泥进行排放。 排泥量过大，会导致系统中污泥浓度不够，影响处理效果；排泥量不 足。又会使污泥老化，同样影响处理效果，所以需要对排泥量加以控 制。 排泥量通过污泥沉降比来控制。 一般的，在温度较低的冬春季节，污泥龄控制在15d；在温度较高的 夏秋季节，污泥龄控制在12d。 排泥量可通过泥龄和沉降比计算。 冬春季节：Q=500SV 夏秋季节：Q=400SV Q—日排泥量（m3） SV—污泥沉降比
ห้องสมุดไป่ตู้
表面活性剂起泡 污水中的表面活性剂和淀粉、蛋白质、油脂等表面活性物质在分子结 构上都表现为含有极性－非极性基团即所谓双亲分子，在曝气的条件 下，非极性基团一端伸入气泡内，而极性基团选择地被亲水物质所吸 附，这样亲水性物质的表面被转化成疏水性物质而粘附在气泡水膜上， 随气泡一起上浮至水面。 各种悬浮物质若混入表面活性剂等产生的泡中，这些物质单独存 在并不能发泡,但是可使泡沫稳定。如造纸工业中的微细纸浆，食品工 业中的纤维质等。另外，如氯化钠、硫酸钠、硫酸铝等盐类的水溶液, 单独存在几乎不产生泡沫,但也有助于泡沫的稳定，使泡沫难以消失。 生物泡沫 目前，普遍认为生物泡沫形成的主要原因是：在各种因素影响下， 造成丝状菌和放线菌等微生物的异样生长，丝状菌的比生长速率高于 了菌胶团细菌，又由于丝状菌的比表面积较大，因此，丝状菌在取得 污水中BOD5物质和氧化BOD5物质所需要的氧气方面都比菌胶团细 菌有利得多，结果曝气池中丝状菌成为优势菌种而大量增值，导致生 物泡沫的产生。再加上这些微生物大都呈丝状或枝状,易形成网,能捕 扫微粒和气泡等,并浮到水面。被丝网包围的气泡,增加了其表面的张 力,使气泡不易破碎,泡沫更加稳定。另外，曝气气泡产生的气浮作用 是泡沫形成的主要动力因素。
污泥膨胀成因的机理及其控制途径演示文稿
含硫化 合物
N、P 营养元 素
微量金 属元素
pH值 和温度
1.污泥负荷
高负 荷理 论 低负 荷理 论
废水的浓度高，微生物在高负 荷下消耗大量氧气，造成水中 呈缺氧或低氧状态，菌胶团的 生长受到抑制
污泥负 荷
进水浓度低，污泥处于低负荷 时，絮凝体中的菌胶团细菌得 不到足够的营养
冲击 负荷 理论
当负荷突增时，活性污泥系统 中原有的正常运行状态遭到破 坏，污泥中原有的生态体系失 去平衡，生物相发生变化
(1)丝状菌的表面积相对较大，易于摄取底物。 当氮、磷含量相对不足时，丝状菌比其他微生物较更易 生长繁殖，逐渐成为活性污泥中的优势种群，导致丝状 菌污泥膨胀。 (2)氮和磷源相对不足，糖类物质较多，代谢产物中 多糖类高粘性物质增加，使得活性污泥易于发生非丝状 菌性膨胀。
4.PH值和温度
4.1 PH值 在活性污泥法反应池中，微生物适宜的pH值范围 为6．5—8．0。混合液的pH值低于6．0，有利于丝状 菌的生长。pH值降至4．5时，真菌占据优势。pH值超 过11，活性污泥会遭到破坏，出水水质恶化。
2.DO
曝气池中若溶解氧浓度过低，易发生丝状菌污
泥膨胀。在低溶解氧条件下活性污泥中大部分好氧 菌几乎不能继续生长繁殖，虽然丝状菌是好氧性 菌，但由于其具有较长的菌丝，比表面积大，更易 夺得溶解氧进行生长繁殖，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。
3.N.P营养元素
3.调整运行参数
3
调整营养比例
如果是氮和磷不足条件下发生的丝状菌污泥膨 胀，则需要另外加入营养，以达到BOD5：N：P=100： 5：1
泥龄控制
4
DO
Prodct A 保持池内足够的溶解氧对于高负荷的生化系统特 别重要，一般应控制DO>2 mg／L
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1
CASS变型工艺污泥膨胀原因分析及控制
摘要: 在 CASS变型工艺处理啤酒废水的可行性研究阶段, 由于某种原因造成
了污泥膨胀现象, 影响了工艺的正常运行。 通过对可能导致污泥膨胀的各种原
因进行分析, 结合实际运行参数进行对比, 提出了相应的控制对策, 从而确定
了污泥膨胀的控制方案并及时实施, 使本次膨胀得到了有效的控制。
关键词: CASS 变型工艺； 污泥膨胀； 啤酒废水
污泥膨胀是活性污泥处理系统经常遇到的最棘手的问题之一, 虽然有关污泥膨
胀的成因、 机理及控制途径的研究和报道日趋增多, 但是到目前为止仍然没有
一个统一的认识[1-2]。
对于污泥膨胀的控制, Der - fong Juang 等人认为, 除非能够准确的辨认出引
起污泥膨胀的专门的丝状微生物, 否则通过对其中一类微生物进行控制而不影
响其它种类微生物的方式来控制活性污泥膨胀, 这种想法或措施可能会导致失
败[3]。因此, 对于实际污泥膨胀的控制, 最有效的方法仍然是结合现场情况而
采取相应措施, 本次试验的污泥膨胀控制也是如此。
1 试验装置及方法
试验在 CASS 工艺的基础上采用 CASS 变型工艺, 即在生物选择器和主反应区
之间设置厌氧生物膜反应区, 使通过该区的废水发生厌氧降解, 将部分大分子、
高浓度难降解有机物分解为小分子、 低浓度有机物, 提高可生化性, 降低好氧
区污泥负荷和运行费用, 提高出水效果[4]。生物选择区、 厌氧生物膜反应区和
主反应区的体积比为 0.2∶ 1∶ 1, 厌氧生物膜载体采用组合型填料, 试验装
置如图 1 所示。
2
废水取自青岛啤酒 ( 彭城) 有限公司污水处理厂调节池入口处, 利用 NH4Cl
和 K2HPO4、 KH2PO4 为微生物提供氮磷, 废水满足 BOD∶ N∶ P=100∶ 5∶ 1,
进水COD 在 1000～ 1500mg/L 之间, 主反应区 pH 在 6.5～8.5 之间, 水温
为 20～ 30℃, 主反应区 DO>2.0mg/L。
2 污泥膨胀产生过程
污泥取自青岛啤酒 ( 彭城) 有限公司污水处理站二沉池回流污泥,
MLSS=4812mg/L, SV30=30, 周期运行时间为 6h, 采用非限制性曝气形式, 进水
时间为2h, 进水的同时开始连续曝气 5h, 沉淀排水限制时间为 1h。 排水采用
简易自动滗水装置, 边沉淀边排水。 在前 17 个周期的运行过程中, 出水指标
和活性污泥性能发生了明显的变化。
2.1 COD 去除效率和 SV30 的变化情况
从图 2 可以看出, 随着周期的增加, 进水的 COD稍有波动, 最高达到
1500mg/L, 而出水 COD 从高降到低, 继而又上升, 而且上升的幅度较大, 说明
去除效率受到了明显的影响。图 3 的 SV30 的明显升高表明, 污泥的沉降性能
逐渐变差, 菌胶团细菌的活性降低, 有发生污泥膨胀的可能, 或者污泥膨胀已
经出现。
2.2 微生物相变化
通过镜检发现, 青岛啤酒 ( 彭城) 有限公司污水处理站的活性污泥中含有大量
的水蚤和钟虫等后生动物, 说明微生物的活性很高,处理效果非常理想, 到了第
4 个周期时镜检发现大量的水蚤、钟虫和轮虫, 这说明污泥的活性进一步提高,
运行非常正常。在第 6至第 9 个周期时镜检有水蚤、 钟虫、 线虫、 轮虫 ( 小
粗颈轮虫) 、 吸管纲类原生动物 ( 足吸管虫和壳吸管虫)[5- 6]。
3
但是到第 12 个周期镜检时发现少量丝状菌生长。第14 周期丝状菌大量生长,
沉降性能变差, 但出水仍较清彻透明。第 17 个周期时, 丝状菌完全占优势, 沉
降速度非常慢, 已经影响工艺的正常运行。
3 丝状菌膨胀原因分析
通过镜检发现, CASS 变型工艺好氧区丝状菌大量生长, 属于典型的丝状菌型膨
胀。尽管相关报道表明有新的导致污泥膨胀的丝状微生物种类被分离出来, 但是
目前许多导致污泥膨胀的常见丝状微生物已经进行了分类 ( Jenkins et
al)[3]。而每一种丝状微生物的存在, 都能反映出发生活性污泥膨胀的特定的环
境条件 ( Jenkins et al. , 1986)[3]。因此, 根据丝状微生物对环境条件和基
质种类要求的不同, 可将污泥丝状菌膨胀分为低基质浓度型、低 DO 浓度型、营
养缺乏型、 高硫化物型的、 pH 不平衡型等五种类型[5- 7]。鉴于此, 若要找
到本次污泥膨胀的原因, 只有将试验出现的各种情况与这五种类型进行逐一的
对比。
由于试验过程中进水 COD 始终维持在 900～1200mg/L 之间, 主反应区活性污
泥负荷 Ns>0.1kg-COD/kgMLSS·d, 主反应区 DO>2.0mg/L, 废水严格按照 BOD∶
N∶ P=100∶ 5∶ 1 进行供给； 因此前三种原因导致的膨胀可能性极小[7]。 另
外, 微生物所需营养利用 NH4Cl、 K2HPO4 和 KH2PO4 配置而成, 通过监测, 废
水中含硫成分极少, 远低于硫细菌膨胀时所达到的硫含量。考虑到 CASS 变型工
艺在生物选择器和主反应区之间增设厌氧生物膜反应区, 高浓度有机废水在此
反应区内经过 12h 的厌氧发酵, 可能产生了低分子有机酸, 在对厌氧生物膜区
进行 pH 监测时也证明其 pH<5.5, 酸度较大[4]。综合各种原因分析, CASS 变
型工艺发生丝状菌膨胀的最可能原因是 pH 不平衡因素引起。
4 丝状菌膨胀控制及效果
好氧区丝状菌已经大量生长和繁殖, 此时只提高主反应区的 pH 对于抑制污泥
膨胀可能速度太慢, 所以在用 NaOH 稀溶液调节 pH 的同时, 连续加入定量的
高氯精 ( C3O3N3Cl3 ) 水溶液, 同步杀死和抑制丝状菌, 在控制污泥膨胀的 14
个周期内, 其 pH、 SV30 和出水 COD 发生了明显的变化, 如图 4～ 6 所示。
至第 14 个周期, 丝状菌膨胀基本得到有效控制, 虽然 SV30 仍然高达 50 左
右, 但系统运行开始正常； 从第 15 个周期开始, 停止加入高氯精水溶液, 只
4
是调节每个周期的 pH>8.0, 进一步抑制丝状菌的生长,使其慢慢萎缩、 折断,
最终随剩余污泥或出水排出。
5 结论
对于 CASS 变型工艺处理啤酒废水出现的膨胀问题, 通过理论分析和实际验证,
证明是由于 pH 太低所引起。通过调节 pH 和加入 C3O3N3Cl3, 系统逐渐恢复正
常。 在系统正常运行之后, 始终对 pH 进行及时的监测和调节, 以防止厌氧区
的低 pH 值废水进入主反应区得不到及时的调节而再次发生膨胀。另外, 污泥膨
胀的控制不可急于求成, 在进行物理和化学方法控制的同时, 应通过改变环境
因素, 利用环境条件控制和防止污泥膨胀。
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