生化系统污泥膨胀原因分析

生化系统污泥膨胀原因分析

在废水的处理工艺中，生化处理工艺以其处理费用低廉、处理效果良好、工艺安全环保等特点而被广泛应用，成为目前废水处理的主流处理工艺，但该工艺通常容易发生污泥膨胀问题。一旦发生污泥膨胀，生化系统将出现活性污泥结构松散、沉降性变差、出水悬浮物增加、污泥流失、水质恶化等问题，严重时可导致生化系统崩溃。那么污泥膨胀是如何发生的呢？

1 污泥膨胀的类型

污泥膨胀主要分为丝状微生物引起的丝状菌膨胀和非丝状菌引起的粘性膨胀两种类型。丝状菌膨胀是由于丝状菌繁殖过多，抑制了菌胶团的生长繁殖，众多的丝状菌伸出污泥表面之外，使得絮体松散，造成污泥体积膨胀，导致沉淀性能下降。引起污泥膨胀主要丝状菌为球衣菌属、发硫菌属、诺卡氏菌属以及各种霉菌等。据报道，约有90% 的污泥膨胀问题是由活性污泥中丝状菌的大量生长而引起的，因此丝状菌膨胀是目前较为普遍的系统膨胀类型。非丝状菌性污泥膨胀是由于菌胶团细菌体内大量积累高粘性多糖类物质而引起的，主要发生在C/N比失调或废水水温较低而污泥负荷过高时，此时细菌吸附了大量有机物，代谢不及时，在胞外积贮大量高黏性葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖、脱氧核糖等形成的多糖物质。这些多糖类物质的积存，使得细菌表面附着物大量增加，很难沉淀压缩，SVI升高，但镜检时只有极少短丝状菌或镜检不到丝状菌。

2 污泥膨胀的原因

在好氧活性污泥培养过程中，低温、低pH、污泥龄偏长、溶解氧（DO）偏低、基质浓度偏低、氮磷缺乏、进水有机物和营养物质浓度等因素均可导致活性污泥膨胀。

2.1温度

研究表明，较低温度有利于丝状菌的生长。冬季来临时，很多污水厂都较易出现污泥膨胀情况，而夏季则相对较少。

2.2营养比例

研究表明，废水中m（COD）/m（N）＝100：5时适宜微生物生长，当污水中各营养成分不能满足该比例时则可能导致污泥膨胀。在缺氮的情况下，由于丝状菌对氮元素有较强的亲和力，在该类营养物质浓度较低的情况下仍对其有累积能力，而其它微生物则受到氮元素缺乏的限制无法生长，逐渐被丝状菌所替代，造成活性污泥丝状菌膨胀。近年来有学者研究发现，营养物质缺乏程度较轻时不会引起颗粒污泥的膨胀，当m(COD)/m(N)的比例严重失衡后，营养物质的极端缺乏即会引起活性污泥膨胀。

2.3 污泥负荷

多数研究结果表明，污泥负荷较低时容易造成污泥膨胀。在低负荷情况下，菌胶团细菌对营养物质的吸收受到限制，而丝状菌比菌胶团细菌有更大的比表面积，在低负荷情况下具有更强的捕食能力。但也有研究结果证明只有污泥负荷保持在某个范围内才不易引起污泥膨胀现象。有报道称当污泥负荷在0.25～0.45kg（BOD₅）/kg（MLSS）·d范围内才不易引发污泥膨胀，低于或高于这个范国都可能导致污泥膨胀。

2.4 溶解氧

溶解氧(DO)也是导致污泥膨胀的因素之一。多数研究结果表明当溶解氧浓度过低，由于丝状菌比菌胶团细菌有更高的溶解氧亲合力和忍耐力，因此在低氧条件下丝状菌比菌胶团细菌有更强的竞争力和存活能力，容易在活性污泥中形成优势，造成丝状菌污泥膨胀。

2.5 pH值

适宜菌胶团生长的pH值范围是6.5~8.5，当pH值低于6.0时，其生长受到抑制，而在该pH范围内有利于真菌的繁殖，当降低到4.5时真菌则完全占据优势，菌胶团原生动物消失，污泥絮体遭到破坏，最终导致污泥膨胀现象。

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