论文导读：根据其诱因可以分为丝状菌异常增殖导致的丝状菌膨胀和因黏性物质大量产生积累导致的非丝状菌膨胀。
关键词：活性污泥膨胀，丝状菌，污水处理
自从1914年Aldern和Lockett首次发明利用活性污泥处理污水技术的方法以来，由于其经济、高效及可靠的优点得到广泛的应用，并在此基础上衍生出一系列工艺，如A/O法、A2/O法、AB法、氧化沟及SBR法等。但无论是哪一种方法，其中活性污泥的沉降性能好坏直接影响到出水水质，在实际运行过程这些工艺都会发生污泥膨胀。因此，污泥膨胀已成为活性污泥法处理污水亟待解决的问题之一。
1.污泥膨胀理论
由于某种原因，活性污泥质量变轻、体积膨大、沉降性能恶化，造成二沉池中泥水分离效果差，污泥随出水流失，影响出水水质，从而破坏工艺正常运行的现象称为污泥膨胀。根据其诱因可以分为丝状菌异常增殖导致的丝状菌膨胀和因黏性物质大量产生积累导致的非丝状菌膨胀。
1.1 丝状菌污泥膨胀
目前可辨识的丝状污泥膨胀絮体有两种类型:①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;②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。目前在膨胀污泥中发现的丝状菌有三十余种，常出现的有：微丝菌、0092 型、0961 型、软发菌、浮游球衣菌、发硫菌等。事实上，所有污泥膨胀现象都是由多种有机体的过度繁殖造成的。
现在主要有下面几种假设解释丝状菌污泥膨胀现象：（1）表面积/容积假说：当微生物处于基质浓度限制时，表面积大的丝状菌比表面积小的絮凝体菌胶团微生物更易获取底物中的营养物质和氧，因而丝状菌占优势，导致丝状菌污泥膨胀。（2）积累-再生假说:认为基质被微生物利用要经过细胞内积累、储存和代谢3个阶段。当微生物处于溶解氧限制时，菌胶团积累的大量有机基质得不到氧化，而丝状菌需要的氧较少，完成积累—再生的循环快，所以再生较快，易形成丝状菌污泥膨胀。（3）选择性理论:以Monod方程为理论基础。当有机物底物的浓度较低时，丝状菌的生长速率较大，占优势；反之，有机物底物浓度较高时，菌胶团细菌生长的速率较大，占优势。另外，Palm认为该理论对于溶解氧对菌胶团和丝状菌的生长速率影响同样适用。（4）饥饿假说：进一步将丝状菌分为两类：第一类是具有高基质亲和力、生长缓慢的耐饥饿的丝状菌；第二类是对溶解氧有较高的亲和力、对饥饿高度敏感的快速生长的丝状菌。在低基质浓度下，第一类丝状菌生长占优势；在高基质低溶解氧情况下，第二类丝状菌生长占优势；只有基质浓度适中，溶解氧不是限制因素时，菌胶团细菌才占优势。（5）广义Monod方程：进一步提出有机物、溶解氧、营养物及微量物质和环境因素都可以成为控制丝状菌和菌胶团生长的因素。广义Monod方程在一定程度上很好地统一了污泥膨胀的理论。
1.2 非丝状菌污泥膨胀
主要发生在水温较低而污泥负荷较高时。由于污泥负荷高，细菌吸取了大量的营养物质，但低温下代谢速度慢，所以在微生物表面积贮大量的高黏性多糖类物质，此类物质具有很强亲水性，所以使活性污泥表面附着水大大增加，导致污泥的SVI 值升高，形成污泥膨胀。
2.污泥膨胀的影响因素
2.1 污水性质
2.1.1营养物质
进水有机底物浓度低，丝状菌的生长占优势，易导致污泥膨胀；有机底物浓度太高，DO受限制，同样容易导致污泥丝状膨胀。Wagnet 研究发现，丝状菌对N、P等营养物质有较强的亲和力,在该类营养物质浓度较低的情况下对其有累积能力，Sawyer通过试验确定N和P的最少需要量是BOD:N=32:1和BOD:P=150:1。
2.1.2 pH值和温度
适宜菌胶团生长的pH值范围是6.5~8.5，当pH值低于6.5时，有利于真菌的繁殖。Daigger等人的研究表明，低温有利于丝状菌的生长，这也是大多数活性污泥在冬季会产生污泥膨胀的原因之一。
2.1.3早期消化
污水在预处理区停留时间过长，易发生消化反应,生成H2S，当H2S浓度超过1~2mg/L时易引起硫丝菌的过量增殖，从而导致污泥膨胀。
2.2 运行条件
2.2.1 污泥负荷
由于丝状菌比菌胶团细菌有更大的比表面积，在低负荷下具有更强的捕食能力，更容易生长繁殖。Pipes发现污泥负荷在BOD5/MLSS为0.25~0.45 kg/ kg·d-1范围内才不易引发污泥膨胀。
2.2.2 溶解氧浓度
一般认为，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，因此在溶解氧浓度低的情况下易造成污泥膨胀。但Benefield等人的试验表明DO在8~9mg/L之间也会发生污泥膨胀。Palm等人在研究中找到了对应F/M值下的“安全溶解氧浓度值”，这一研究结果表明，只要DO成为限制，在任何负荷下都能发生膨胀，同样在任何DO的条件下，只要负荷足够高也可能发生膨胀。
2.2.3 工艺方法
不同的工艺方法对污泥膨胀现象的影响也不同。完全混合的工艺方法比传统的推流式处理方法更易发生污泥膨胀；而间歇运行的曝气池最不易发生污泥膨胀；不设初沉池的活性污泥法不易发生污泥膨胀；叶轮式机械曝气较鼓风曝气易发生污泥膨胀等。
3.污泥膨胀的防治方法
由于产生膨胀的原因不同，因此在防治污泥膨胀时，可按膨胀类型、诱因与性质采取相应的措施加以消除。论文参考网。目前主要有以下几种防治和消除污泥膨胀的方法：（1）投药处理：投加能杀灭丝状菌的药剂如氯、臭氧、过氧化氢等。对已产生大量球衣菌属的活性污泥，用浓度为50 mg/L 的硫酸铜，保持5 mg/L的残留浓度，能够抑制球衣菌属的繁殖。论文参考网。（2）改善、提高活性污泥的絮凝、沉降性：在曝气池的入口处投加硫酸铝、三氯化铁、粘土、消石灰、生污泥、高分子混凝剂等絮凝剂提高污泥絮凝能力。（3）避免高黏性膨胀：通过加大回流污泥量，降低高黏性膨胀的致因物质—多糖类物质，另外可考虑改变水温，水温在15℃以下易发生高黏性膨胀，丝状菌膨胀则多发生在20 ℃以上。保证BOD:N:P=100:5:1的要求，当失去营养平衡时，往往会发生高黏性膨胀。论文参考网。（4）防治H2S积累：采取预曝气，吹脱硫化氢等有害气体，防止形成厌氧状态，避免贝代硫菌的增殖。另外可降低污泥在二沉池内停留时间，防止形成厌氧状态。（5）调整污泥负荷：运行经验表明，如果污泥负荷超过0.35 kg BOD/kg MLSS·d，易发生丝状菌性污泥膨胀。
4.结论
泥膨胀现象是自活性污泥法问世以来一直困扰人们的难题。由于原因复杂，没有一种解释适用于所有膨胀现象，因此只能结合不同的水质和运行条件，做出有针对性的解释和采取有效的控制措施。随着活性污泥法进一步发展，对污泥膨胀的研究必将进一步深入。
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