污泥膨胀的形成条件、影响因素和解决方案

污泥膨胀（sludgebulking）指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。基本上目前各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀。

污泥膨胀不但发生率高，发生普遍，而且一旦发生难以控制，通常都需要很长的时间来调整。一般来说，活性污泥的SVI值在100左右时，其沉降性能佳，当SVI值超过150时，预示着活性污泥即将或已经处于膨胀状态，应立即予以重视。

导致污泥膨胀的因素盘点

1、温度

低温有利于丝状菌生长，Daigger等人发现10℃容易导致丝状菌性污泥膨胀，而污水温度提高到22℃则不容易产生污泥膨胀现象;

2、pH

活性污泥微生物适宜pH范围为6.5~8.5，pH小于6时，菌胶团活性减弱，生长受到抑制，但丝状菌能大量繁殖，取代菌胶团成为优势种群，污泥的沉降性能明显变差并发生污泥膨胀。pH值低于4.5时，真菌完全占优势。

3、DO

低DO是引起丝状菌污泥膨胀的主要原因之一

若DO成为限制因子，菌胶团生长受抑制，而丝状菌因具有巨大的比表面积，更易获得溶解氧进行生长繁殖，在竞争中处于优势地位。具有低Ks的丝状菌在低基质浓度下，具有比菌胶团高的比生长速率，这可以解释基质限制、溶解氧限制和营养物质限制引起的污泥膨胀现象。只要溶解氧成为限制，任何负荷下都会发生污泥膨胀。污水处理中DO控制在2左右，太高太低都容易引起污泥膨胀。

4、F/M

低负荷情况下，由于丝状菌具有巨大的比表面积，低Ks，其对碳源有较强的亲和力，优先利用碳源，造成竞争优势。

低F/M经常出现在完全混合式曝气池、大回流比的氧化沟(如卡鲁萨尔氧化沟)、沿程分散进水曝气池中;低负荷容易引发丝状菌污泥膨胀，高负荷容易引发污泥粘性膨胀。负荷分布不均，好氧区一直处于低负荷运行状态易造成丝状菌大量增殖。Li等人对膜生物反应器内污泥负荷参数的影响研究表明，当F/M<0.2kg kg·d时，容易引发污泥膨胀。an和su等人将污水通过好氧选择器进入膜生物反应器，将f="" m调整到0.4kg="" kg·d，有效的控制了污泥膨胀;而laitinen和luonis等人则是利用缺氧选择器，加强反硝化除磷作用，有效解决了污泥膨胀。

由于研究者的研究背景和研究条件不尽相同，研究结果也很不一致。尤其是关于有机负荷与污泥膨胀关系的说法也比较混乱。高低有机负荷都可能引起污泥膨胀，Ford和Eckenfeilder等人发现高低负荷下都可能发生污泥膨胀，Palm等人认为根据负荷不同，在任何DO浓度条件下都可能发生膨胀，Chudoba等人认为即使对于推流式曝气池，虽然沿吃长方向存在着高的浓度梯度，但在高负荷下也会发生污泥膨胀。

5、N、P营养物质

通常认为污水中BOD5：N=100:5:1为微生物的适宜比例。

N、P含量不均衡的废水，会引发丝状菌与非丝状菌膨胀，丝状菌膨胀：R.E.Sheder等人发现在缺N的情况下，由于丝状菌具有巨大的比表面积，低Ks，其对N、P等营养物质有较强的亲和力，优先利用营养物质，造成竞争优势;非丝状菌污泥膨胀：BOD5/N为100:3时，菌胶团未能有充分的N完成代谢，于是把有机物以高亲水性的多糖胞外聚合物(EPS)的形式贮存在胞外。因此要降低进水C/N比。

6、微量元素

完全混合活性污泥法会助长丝状菌的过量生长，

完这可用痕量金属缺乏症理论分析。由于丝状菌具有比菌胶团更大的比表面积，其在痕量金属含量不足时比后者具有更大的对痕量金属的吸附能力，从而抑制了菌胶团的生长。

7、有毒物质

当有毒工业废水进入污水厂时，活性污泥中的微生物要出现中毒现象，Novak在对非丝状菌膨胀的研究中发现，菌胶团吸收污水中的有毒物质后，粘性物质分泌减少，生理活动出现异常，可能引起污泥膨胀。

8 、其他污泥膨胀原因

1、一般认为悬浮固体少而溶解性和易降解的有机物较多，特别是含低分子量的烃类、糖类和有机酸等容易发生丝状菌膨胀，例如啤酒、食品、乳品、造纸废水;丝状菌对高分子物质的水解能力弱，较难吸收不溶性物质，对低分子有机物可直接作为能源加以利用，有代表性的丝状菌是球衣菌属，它能将葡萄糖、蔗糖、乳糖等糖类物质直接利用，当废水中含有可溶性有机物多时，易诱发丝状菌膨胀，而不溶性有机物作为去除对象的废水则不易产生污泥膨胀。Van等发现葡萄糖、乙酸盐这些低分子可溶性有机物容易引起污泥膨胀，而大分子淀粉不易引起污泥膨胀;

2、腐化的污水，还有大量***的污水，污水在下水管和初沉池等贮存设施中，停留时间过长，发生早期消化，使pH下降，产生利于丝状菌摄取的低分子溶解性有机物和***，引起硫代谢丝状菌。但是***大部分是厌氧发酵中的副产物，而厌氧发酵会产生大量小分子有机酸，这是污泥膨胀的主要原因;

3、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也不会发生污泥膨胀，当挥发性有机酸达到一1定浓度时，其中主要的低分子有机酸(乙酸、丙酸)易于降解，因此造成耗氧速率的增加，引起DO限制膨胀。

污泥膨胀解决办法

1、应急措施

(1)增加絮凝剂，如投加硅藻土、粘土、厌氧污泥、金属盐类、混凝剂，如投加铁盐(氯化亚铁5~50 mg/L)、铝盐(矾土10~100 mg/L)。

(2)采用消毒氧化剂，如采用回流污泥加氯措施，投加量一般为2~10kg Cl2/1000kg干污泥，既可控制曝气池污泥膨胀也可对二级处理出水消毒，同时使控制污泥膨胀所需要的加氯量少。铜离子浓度在0.75mg/L时或食盐浓度为4g/L时对抑制丝状菌污泥膨胀效果良好。但是此法治标不治本。

2、改变工艺

(1)设置选择器，选择器是曝气池之前或前段设定的高有机负荷区(接触区)，为菌胶团细菌提供高浓度的可吸收的溶解底物，以提高其摄取和贮存能力，使其在与丝状菌的竞争中处于优势。

(2)改变反应器形式，如将完全混合曝气池改为推流式曝气池，连续进水改为间歇进水。丝状菌几乎都不能在完全无分子氧的环境中吸收底物，这使得通过脱氮和除磷过程而利用底物的功能菌迅速增殖，所以A/O和A/A/O系统能有效控制丝状菌污泥膨胀。在A2/O工艺中，厌氧、缺氧区不利于丝状菌增殖，如果在好氧段能旁流一部分进水提供碳源，则丝状菌在整个系统中都处于不利状况。

(3)工艺运行调控：由于污水腐化产生的膨胀，可以对消化污水预曝气，沉淀池中污泥应及时刮除;N、P缺乏的污水，可及时投加尿素、铵盐、化肥或与生活污水混合，使BOD5：N=100:5:1左右;缺氮时可从污泥消化池往曝气池投加高含氮污泥上清液;低溶解氧可以增加供氧，采用表面转刷曝气的氧化沟，欲提高DO，可通过提高出水堰的高度，以提高转刷的吃水深度的方法，强化转刷的曝气能力;低负荷导致的污泥膨胀，可以适当提高F/M;高负荷污泥膨胀，可射流曝气剪切丝状菌，射流高的传质效率提供充足的溶解氧。增加水力剪切力：通过曝气时产生的强水力剪切作用使蓬松污泥自聚、密实，同时使絮团表面不稳定的丝状菌脱落。

(4)在完全混合曝气池中负荷0.1~0.5 kgBOD5/(kgMLSSd)都发生膨胀，而推流式中污泥负荷大于0.5 kgBOD5/(kgMLSS·d)才发生膨胀，而间歇式反应器内没有发现膨胀现象;变化的水力负荷造成SVI上升，具体分析为高负荷、低溶解氧刺激了丝状菌的生长，且丝状菌生长的不可逆性，造成污泥膨胀，特别是当有机物浓度剧增时极易引起污泥膨胀;污泥有机负荷为0.5kg/kg·d，并且DO在2mg/L时，可以有效的控制丝状菌的生长。

(5)低负荷引起污泥膨胀的恢复：加大污泥负荷，利用在高底物浓度的环境条件下，菌胶团的贮存能力与大比生长速率均比丝状菌的高这一特点，在反应器中创造出有利于菌胶团生长繁殖的生态环境，使其取代丝状菌逐渐成为污泥中的优势菌种，从而使发生膨胀的污泥逐渐恢复正常。

(6)增大污泥回流量有利于提高菌胶团细菌摄取有机物的能力，并且增大与丝状菌的竞争力度，抑制丝状菌的膨胀。丝状菌的生长速率小于非丝状菌，长SRT有利于丝状菌的生长，因而增加排泥量，可以有效排除池内过多丝状菌。并且长泥龄情况下，发生污泥老化，老化的污泥活性不够，竞争不过丝状菌，会使丝状菌在竞争中处于优势地位。

3、污泥膨胀自然消除的解释

污泥膨胀导致污泥的大量流失，使MLSS浓度降低，其结果是在其它条件不变时，有机负荷提高，DO上升，OUR减小，这都有利于抑制丝状菌的增殖。