活性污泥法運行中的異常現(xiàn)象及其防止措施

1、活性污泥法運行中的異?，F(xiàn)象及其防止措施活性污泥法運行中的異?，F(xiàn)象及其防止措施    在運行中，有時會出現(xiàn)異常情況，使污泥隨二沉池出水流失，處理效果降低。下面介紹運行中可能出現(xiàn)的幾種主要異?，F(xiàn)象及其防止措施。1、污泥膨脹    正常的活性污泥沉降性能良好，含水率一般在99%左右。當(dāng)污泥變質(zhì)時，污泥就不易沉降，含水率上升，體積膨脹，澄清液減少，這種現(xiàn)象叫污泥膨脹。污泥膨脹主要是大量絲狀菌（特別是球衣菌）在污泥內(nèi)繁殖，使污泥松散、密度降低所致。其次，真菌的繁殖也會引起污泥膨脹，也有由于污泥中結(jié)合水異常增多導(dǎo)致污泥膨脹。  

2、;  活性污泥的主體是菌膠團(tuán)。與菌膠團(tuán)比較，絲狀菌和真菌生長時需較多的碳素，對氮、磷的要求則較低。它們對氧的要求也和菌膠團(tuán)不同，菌膠團(tuán)要求較多的氧（至少0.5mg/L)才能很好地生長,而真菌和絲菌(如球衣球)在低于0.1mg/L的微氧環(huán)境中，才能較好地生長。所以在供氧不足時，菌膠團(tuán)將減少，絲狀菌、真菌則大量繁殖。對于毒物的抵抗力，絲狀細(xì)菌和菌膠團(tuán)也有差別，如對氯的抵抗力，絲狀菌不及菌膠團(tuán)。菌膠團(tuán)生長適宜的pH值范圍在6-8,而真菌則在pH值等于4.5-6.5之間生長良好,所以pH值稍低時,菌膠團(tuán)生長受到抑制,而真菌的數(shù)量則可能大大增加。根據(jù)上海城市污水廠經(jīng)驗，水溫也是影響污泥膨脹的重

3、要因素。絲狀菌在高溫季節(jié)（水溫在25攝氏度以上）宜于生長繁殖，可引起污泥膨脹。因此，污水中如碳水化合物較多，溶解氧不足，缺乏氮、磷等養(yǎng)料，水溫高或pH值較低情況下，均易引起污泥膨脹。此外，超負(fù)荷、污泥齡過長或有機(jī)物濃度梯度小等，也會引起污泥膨脹。排泥不暢則引起結(jié)合水性污泥膨脹。       由此可見，為防止污泥膨脹后，解決的辦法可針對引起膨脹的原因采取措施。如缺氧、水溫高等加大曝氣量，或降低水溫，減輕負(fù)荷，或適當(dāng)降低MLSS值，使需氧量減少等；如污泥負(fù)荷率過高，可適當(dāng)提高M(jìn)LSS值，以調(diào)整負(fù)荷，必要時還要停止進(jìn)水“悶曝”一段時間；如缺

4、氮、磷等養(yǎng)料，可投加硝化污泥或氮、磷等成分；如pH值過低，可投加石灰等調(diào)節(jié)pH；若污泥大量流失，可投加5-10mg/L氯化鐵，促進(jìn)凝聚，剌激菌膠團(tuán)生長，也可投加漂白粉或液氯（按干污泥的0。3%-0。6投加），抑制絲狀繁殖，特別能控制結(jié)合水污泥膨脹。此外，投加石棉粉末、硅藻土、粘土等物質(zhì)也有一定效果。    污泥膨脹是活性污泥法處理裝置運行中的一個較難解決的問題，污泥膨脹的原因很多，甚至有些原因還未認(rèn)識，尚待研究，以上介紹只是污泥膨脹的一般原因及其處理措施，供參考。2、污泥解體    處理水質(zhì)渾濁、污泥絮凝體微細(xì)化，處理效果變壞等則是污

5、泥解體現(xiàn)象。導(dǎo)致這種異?，F(xiàn)象的原因有運行中的問題，也有由于污水中混入了有毒物質(zhì)所致。  運行不當(dāng)（如曝氣過量），會使活性污泥生物營養(yǎng)的平衡遭到破壞，使微生物量減少且失去活性，吸附能力降低，絮凝體縮小質(zhì)密，一部分則成為不易沉淀的羽毛狀污泥，處理水質(zhì)混濁，SV%值降低等。當(dāng)污水中存在有毒物質(zhì)時，微生物會受到抑制傷害，凈化能力下降，或完全停止，從而使污泥失去活性。一般可通過顯微鏡觀察來判別產(chǎn)生的原因。當(dāng)鑒別出是運行方面的問題時，應(yīng)對污水量、回流污泥量、空氣量和排泥狀態(tài)以及SV%、MLSS、DO、NS5等多項指標(biāo)進(jìn)行檢查，加以調(diào)整。當(dāng)確定是污水中混入有毒物質(zhì)時，應(yīng)考慮這是新的工業(yè)廢

6、水混入的結(jié)果，需查明來源，責(zé)成其按國家排放標(biāo)準(zhǔn)加以局處理。3、污泥脫氮（反硝化）    污泥在二沉池呈塊狀上浮的現(xiàn)象，并不是由于腐敗所造成的，而是由于在曝氣池內(nèi)污泥齡過長，硝化過程進(jìn)行充分（N035mg/L)，在沉淀池內(nèi)產(chǎn)生反硝化，硝酸鹽的氧被利用，氮即呈氣體脫出附于污泥上，從而比重降低，整塊上浮。所謂反硝化是指硝酸鹽被反硝化菌還原成氨或氮的作用。反硝化作用一般溶解氧低于0.5mg/L時發(fā)生。試驗表明，如果讓硝酸鹽含量高的混合液靜止沉淀，在開始的30-90mm左右污泥可以沉淀得很好，但不久就可以看到，由于反硝化作用所產(chǎn)生的氮氣，在泥中形成小氣泡，使污泥整塊地浮至水

7、面。在做污泥沉降比試驗，只檢查污泥30mm的沉降性能。因此，往往會忽視污泥的反硝化作用。這是在活性污泥法的運行中應(yīng)當(dāng)注意的現(xiàn)象，為防止這一異?，F(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)采取增加污泥回流量或及時排除剩余污泥，或降低混合液污泥濃度，縮短污泥齡和降低溶解氧濃度等措施，使之不進(jìn)行到硝化階段。4、污泥腐化    在二沉池有可能由于污泥長期滯留而進(jìn)行厭氣發(fā)酵，生成氣體（H2S、CH4等），從而發(fā)生大塊污泥上浮的現(xiàn)象。它與污泥脫氮上浮所不同的是，污泥腐敗變黑，產(chǎn)生惡臭。此時也不是全部污泥上浮，大部分污泥都是正常地排出或回流，只有沉積死角長期滯留的污泥才腐化上浮。防止的措施有：（1）安設(shè)不使

8、污泥外溢的浮渣設(shè)備；（2）消除沉淀池的死角；（3）加大池底坡度或改進(jìn)池底刮泥設(shè)備，不使污泥滯留于池底    此外，如曝氣池內(nèi)曝氣過度，使污泥攪拌過于激烈，生成大量小氣泡附聚于絮凝體上，也容易產(chǎn)生這種現(xiàn)象。防止措施是將供氣控制在攪拌所需的限度內(nèi)，而脂肪和油則應(yīng)在進(jìn)入曝氣池之前加以去除。5、泡沫問題   曝氣池中產(chǎn)生泡沫的主要原因是，污水中含有大量合成洗滌劑或其他起泡物質(zhì)。泡沫會生產(chǎn)操作帶來一定困難，如影響操作環(huán)境，帶走大量污泥。當(dāng)采用機(jī)械曝氣時，還會影響葉輪的充氧能力。消除泡沫的措施有：分段注水以提高混合液濃度；進(jìn)行噴水或投加除沫劑等。據(jù)國外一些

9、城市污水廠的報道，消泡劑（如機(jī)油、煤油等）用量約為0.5-1.5mg/l。過多的油類物質(zhì)將污染水體，因此，為了節(jié)約油的用量和減少油類進(jìn)入水體污染水質(zhì)，應(yīng)盡量少投加油類物質(zhì)。關(guān)于活性污泥微生物 通過顯微鏡觀察水樣中活性污泥的結(jié)構(gòu)（是否松散）、狀態(tài)（是否正常）和顏色（褐色最佳），同時觀察污泥中微生物的數(shù)量（多少）、活性（活躍與否）和狀態(tài)（年輕、正?；蚶希?。一般當(dāng)活性污泥狀態(tài)良好時，鐘蟲、累枝蟲、輪蟲和線蟲較多，活動性很強(qiáng)，體積過小為年輕，過大為老，均不利于污泥性能。    （1）活性污泥凈化性能良好時出現(xiàn)的微生物有鐘蟲、等枝蟲、楯纖蟲、蓋纖蟲、聚縮蟲及各種后

10、生動物及吸管蟲類等固著性生物或匍匐型生物，當(dāng)這些生物的隔數(shù)達(dá)到1000個/mL以上，占整個生物個體數(shù)80%以上時，可以斷定這種活性污泥具有較高的凈化效果。    （2）活性污泥凈化性能惡化時出現(xiàn)的生物有多波蟲、側(cè)滴蟲、屋滴蟲、豆形蟲等快速游泳的生物。這時絮體很碎約100um大笑。嚴(yán)重惡化時只出現(xiàn)多波蟲、屋滴蟲。極端惡化時原生動物和后生動物都不出現(xiàn)。    （3）活性污泥由惡化狀態(tài)進(jìn)行恢復(fù)時出現(xiàn)的生物為漫泳蟲、斜葉蟲、斜管蟲、尖毛蟲等緩慢游泳型或匍匐型生物。曾觀察到這些微生物成為優(yōu)勢生物繼續(xù)一個月左右。 &

11、#160;  （4）活性污泥分?jǐn)?shù)解體時出現(xiàn)的生物為蛞蝓簡變蟲、輻射變形蟲等肉足類。這些生物出現(xiàn)數(shù)萬個以上時絮體變小，使處理水渾濁。當(dāng)發(fā)現(xiàn)這些生物劇增時可通過減少回流污泥量和送氣量，能在某種程度上抑制這種現(xiàn)象。    （5）活性污泥膨脹時出現(xiàn)的微生物為球衣菌、各種霉菌等，這些絲狀微生物引起污泥膨脹，當(dāng)SVI在200以上時，這些絲狀微生物呈絲屑狀。膨脹污泥中的微型動物比正常污泥少。    （6）溶解氧不足時出現(xiàn)的微生物為貝氏硫黃細(xì)菌等。這些微生物適于溶解氧濃度低時生存。這些微生物出現(xiàn)是，活性污泥呈黑

12、色、腐敗發(fā)臭。    （7）曝氣過量時出現(xiàn)的微生物，若過曝氣時間持續(xù)很長時，各種變形蟲和輪蟲為優(yōu)勢生物。    （8）廢水濃度過低時大量出現(xiàn)的微生物為游仆蟲等。    （9）BOD負(fù)荷低時出現(xiàn)的微生物。表殼蟲、鱗殼蟲、輪蟲、寡毛蟲等為優(yōu)勢生物，這些生物多時也是硝化進(jìn)行的指標(biāo)。    （10）沖擊負(fù)荷和毒物流入時出現(xiàn)的生物。因為原生動物對環(huán)境條件的變化反應(yīng)比細(xì)菌為快，所以可通過觀察原生動物的變化情況來看沖擊負(fù)荷和毒物對活性污泥的影響。原生

13、動物中對沖擊負(fù)荷和毒物反映最靈敏的楯纖蟲，當(dāng)楯纖蟲急劇減少時，說明發(fā)生了沖擊負(fù)荷和流入少量毒物活性污泥中絲狀菌與絮體結(jié)構(gòu)的關(guān)系研究絲狀微生物是一大類菌體相連而形成絲狀的微生物的統(tǒng)稱，其中包括絲狀細(xì)菌、絲狀真菌、絲狀藻類等1。荷蘭學(xué)者Eikelboom將絲狀微生物分為29個類型、7個群，并制成了活性污泥絲狀微生物檢索表。 絲狀微生物的功能與結(jié)構(gòu)形態(tài)密切相關(guān)，長絲狀形態(tài)有利于其在固相上附著生長，保持一定的細(xì)胞密度，防止單個細(xì)胞狀態(tài)時被微型動物吞食；細(xì)絲狀形態(tài)的比表面積大，有利于攝取低濃度底物，在底物濃度相對較低的條件下比膠團(tuán)菌增殖速度快，在底物濃度較高時則比膠團(tuán)菌增殖速度慢。許多絲狀微生物表面具有

14、膠質(zhì)的鞘，能分泌粘液，粘液層能夠保證一定的胞外酶濃度，并減少水流對細(xì)胞的沖刷，其中還含有特定的抗體，以防止其他生物附著。 絲狀微生物種類繁多，對生長環(huán)境要求低。其本身生理生長特性很特別：增殖速率快、吸附能力強(qiáng)、耐供氧不足能力以及在低基質(zhì)濃度條件下的生活能力都很強(qiáng)，因此在廢水生物處理生態(tài)系統(tǒng)中存活的種類多，數(shù)量大。如何使絲狀微生物相互聚集，使之在廢水處理中達(dá)到較好的泥水分離效果，如何確定絲狀微生物同其他微生物的相互作用，以及不同絲狀微生物的最適需氧量等，都是需要進(jìn)一步研究的問題。 1試驗設(shè)計及過程 試驗分別在本院給水排水實驗室、重慶市唐家橋污水處理廠、重慶市渝北區(qū)城南污水處理廠進(jìn)行?；钚晕勰嗖蓸?/p>

15、自本實驗室活性污泥法小試反應(yīng)器、唐家橋污水處理廠和城南污水處理廠的曝氣池、初沉池和二沉池。通過鏡檢觀察記錄活性污泥絮體大小、形態(tài)和結(jié)構(gòu)，對不同反應(yīng)器的絲狀微生物進(jìn)行鑒定，從而尋找絲狀微生物與絮體形態(tài)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。試驗歷時5個月。 絲狀微生物鑒定采用Eikelboom法，鏡檢觀察以下八項特征：是否存在衣鞘；滑行運動；真、假分枝；絲狀體長度、形狀、性質(zhì)；細(xì)胞直徑、長度、性質(zhì)；革蘭氏染色反應(yīng)；納氏染色反應(yīng)；有無胞含體(聚-羥基丁酸PHB、硫粒、多聚磷酸鹽等)。染色采用石炭酸復(fù)紅染色法、革蘭氏染色法、納氏染色法和積硫試驗法。通過目微尺測定污泥絮體直徑，記錄各種大小、形狀和結(jié)構(gòu)的絮體數(shù)量，歸納污泥絮體

16、的主要類型及特征。通過大量觀察，尋找絲狀微生物種類、濃度與污泥絮體大小、形狀、結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 2試驗結(jié)果 2.1絮體結(jié)構(gòu)形態(tài)類型 通過大量的觀察發(fā)現(xiàn)，活性污泥在正常運行和膨脹時呈現(xiàn)不同的結(jié)構(gòu)形態(tài)和種類。正常運行時活性污泥結(jié)構(gòu)形態(tài)可分為四類，型：致密、細(xì)小，看不到絲狀菌為骨架的污泥；型：有明顯絲狀骨架、呈長條形的污泥；型：厚實、具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的巨型污泥；型：有孔洞結(jié)構(gòu)的巨型污泥。污泥膨脹時其結(jié)構(gòu)形態(tài)可分為兩類，型：結(jié)構(gòu)絲狀菌大量生長、伸長，絮體結(jié)構(gòu)松散；型：非結(jié)構(gòu)絲狀菌大量生長，不形成絮體。 試驗過程中發(fā)現(xiàn)，型污泥在兩污水廠正常運行的曝氣池中所占比例較低，城南污水廠為10%左右，唐家橋污水廠更低，而

17、在二沉池上清液中比例較高，因此它是從良好結(jié)構(gòu)的污泥上脫落下來的，在二沉池隨出水流失。正常運行時長條形污泥、網(wǎng)狀污泥和孔洞污泥(、型)占很高比例，兩污水廠中均占90%以上。根據(jù)絮體伸出的部分絲狀菌，可以判斷這些具有良好結(jié)構(gòu)的污泥是以絲狀菌為骨架，膠團(tuán)菌附著于其上而形成的。它們是去除有機(jī)物的主要部分。 在混合液中可見到其他絲狀微生物游離于菌膠團(tuán)之外，見不到附著生長物，三種樣本見到的菌種有：球衣菌、發(fā)硫菌、0803型、0581型、硬發(fā)菌、鏈球菌等，但數(shù)量都十分少。 試驗過程中，城南污水廠由于發(fā)生停電事故時仍保持進(jìn)水流量，發(fā)生了結(jié)構(gòu)絲狀菌大量增殖的現(xiàn)象，污泥結(jié)構(gòu)呈松散狀(型)，SVI達(dá)到142 mL/

18、g干污泥；待供電正常，按正常方式運行一段時間后，污泥結(jié)構(gòu)恢復(fù)正常，SVI回落至90 mL/g干污泥。而活性污泥小試過程中多次出現(xiàn)污泥膨脹，泥水分離困難(型)，SVI高達(dá)500 mL/g干污泥以上，調(diào)節(jié)運行方式仍不能控制，鏡檢發(fā)現(xiàn)球衣菌、發(fā)硫菌大量增殖，最終通過投加漂白粉殺生劑再經(jīng)逐步培養(yǎng)才恢復(fù)正常。 2.2微生物鑒定結(jié)果 根據(jù)Eikelboom法對作為污泥良好結(jié)構(gòu)骨架的絲狀菌進(jìn)行鑒定，發(fā)現(xiàn)各處取樣污泥的結(jié)構(gòu)絲狀菌特征一致：絲狀體直徑1.52 m，絲體長200 m左右，不運動，略彎，在絮體內(nèi)扭曲，細(xì)胞呈柱狀，長0.54 m，直徑0.71.0 m，有鞘，橫隔明顯，常見分枝，有大量附著生長物，無硫粒

19、，革蘭氏染色陰性，納氏染色可見蘭灰色顆粒，呈陽性。 查絲狀微生物鑒定表，找不到特征完全相符的種，比較接近的是Eikelboom1701型。Eikelboom1701的特征是：鏈狀圓柱形細(xì)胞，被鞘緊裹，絲體長100200 m，偶爾超過200 m，雖然絲體正常時稍彎，但可有很強(qiáng)的盤繞性，細(xì)胞長2.53.5 m，直徑0.50.9 m，有鞘，有時可見PHB黑色小顆粒，橫隔和縮縊明顯，偶有假分枝，常有大量附著生長物，無硫粒，革蘭氏染色陰性，納氏染色陽性。 3分析與討論 3.1絮體形成過程 許多絮體可以同時具有型、型、型污泥的多種特征，在絮體中心部分為孔洞結(jié)構(gòu)，向四周伸展的長條形污泥相互搭接形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，

20、最外側(cè)則可見新伸出的骨架絲狀菌。從這種污泥的形態(tài)可以推斷其形成過程為：結(jié)構(gòu)絲狀菌交織生長，膠團(tuán)菌附著其上形成新生污泥，新生污泥逐漸成熟形成條狀、網(wǎng)狀污泥，在氧和營養(yǎng)物充足等條件下，網(wǎng)狀污泥的膠團(tuán)菌增粗，網(wǎng)孔逐漸變小形成孔洞狀，最后孔洞被填實，而結(jié)構(gòu)絲狀菌的伸出為膠團(tuán)菌提供了新的附著面，包裹形成新的條狀污泥，條狀污泥相互交織又形成新的網(wǎng)狀污泥，重復(fù)上述過程，形成更大的污泥絮體。 一些污泥能見到成節(jié)的形態(tài)，大的孔洞結(jié)構(gòu)污泥之間由細(xì)的條狀污泥連接，有的由絲狀微生物連接，這種污泥的形成可能是絮體成長到一定成熟度后，由于內(nèi)部供氧不足，促進(jìn)了包埋于其中的結(jié)構(gòu)絲狀菌的生長，將絮體撐開導(dǎo)致結(jié)構(gòu)松散形成節(jié)狀。

21、還有極少量的污泥，可以見到極粗大的絲狀骨架，上面附著膠團(tuán)菌，經(jīng)多次對比鑒定，這些絲狀骨架為死亡累枝蟲的桿，由于結(jié)構(gòu)松散，這類污泥易于在二沉池發(fā)生漂浮，因此保持原生動物穩(wěn)定的生長條件可以有效地減少二沉池的污泥上浮。 3.2絲狀微生物與微生態(tài)群落的關(guān)系 試驗表明，膠團(tuán)菌與結(jié)構(gòu)絲狀菌之間相互依存，絲狀微生物形成了絮體骨架，為絮體形成較大顆粒同時保持一定的松散度提供了必要條件。而膠團(tuán)菌的附著使絮體具有一定的沉降性而不易被出水帶走，并且由于膠團(tuán)菌的包附使得結(jié)構(gòu)絲狀菌獲得更加穩(wěn)定、良好的生態(tài)條件，所以這兩大類微生物在活性污泥中形成了特殊的共生體。 根據(jù)生態(tài)學(xué)的觀點，環(huán)境因子對微生物個體的影響首先是影響某些

22、敏感生物，然后通過微生物之間的相互作用逐步傳遞，最終當(dāng)影響超過一定限度時引起結(jié)構(gòu)上的波動。正是因為生態(tài)系統(tǒng)中生物種類多，并按一定結(jié)構(gòu)組成了微生態(tài)群落，環(huán)境壓力在逐級傳遞過程中受到消減，所以生態(tài)系統(tǒng)具備了一定抗沖擊負(fù)荷的能力。與純培養(yǎng)相比，生態(tài)系統(tǒng)能通過優(yōu)勢種群的變化維持良好的結(jié)構(gòu)，而純培養(yǎng)只需輕微刺激就會引起強(qiáng)烈反應(yīng)，直接破壞其脆弱的結(jié)構(gòu)。這也是保證活性污泥微生態(tài)群落穩(wěn)定性的根本原因。 根據(jù)本試驗結(jié)果，可以將活性污泥微生態(tài)群落描述如下：活性污泥微生態(tài)群落由不同大小的群落組成，具有良好沉降性和傳質(zhì)性能的菌膠團(tuán)以結(jié)構(gòu)絲狀菌為骨架，膠團(tuán)菌附著其上而形成，具有不斷生長的特性，增長過程和老化過程中脫落的

23、碎片及其他游離細(xì)菌將由附著或游離生長的原生動物和后生動物捕食清除。而少量以無機(jī)顆粒為核心形成的致密顆粒也可能存在于系統(tǒng)之中，并具有良好的沉降性能。有些死亡的原生動物尸體被膠團(tuán)菌包裹，形成巨型污泥，其內(nèi)部易產(chǎn)生反硝化作用形成氣泡在二沉池漂浮流失。 在正常運行條件下，具有結(jié)構(gòu)絲狀菌的絮體占優(yōu)，非結(jié)構(gòu)絲狀菌的數(shù)量很少，其表面不易為膠團(tuán)菌附著，彼此存在拮抗關(guān)系，這種系統(tǒng)是相對穩(wěn)定不會輕易改變的。所以在兩個污水廠長期運行過程中未發(fā)現(xiàn)非結(jié)構(gòu)絲狀菌膨脹。而活性污泥小試時各種條件不易控制，屢屢造成非結(jié)構(gòu)絲狀菌膨脹，采用改變負(fù)荷等辦法均不能解決，根據(jù)非結(jié)構(gòu)絲狀菌與菌膠團(tuán)的關(guān)系，解決的根本辦法在于徹底將其清除，故只能采用投加殺生劑的辦法使膨脹得到控制，盡管膠團(tuán)菌也會受到影響，但它們相互聚集成團(tuán)，只有表面少量細(xì)菌受到傷害。由于停電事故，城南污水廠曾出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，經(jīng)鏡檢為結(jié)構(gòu)絲狀菌膨脹，大量結(jié)構(gòu)絲狀菌從絮體中伸出，根據(jù)結(jié)構(gòu)絲狀菌與膠團(tuán)菌的共生關(guān)系，只需創(chuàng)造有利于膠團(tuán)菌增長的條件就能使污泥沉降性能改善，實踐中采用適當(dāng)排泥增加曝氣量的辦法，污泥指數(shù)很快恢復(fù)