環(huán)境化學(xué)工程 課件 第4-3 活性污泥.ppt

1、4.3 活性污泥法,一、基本原理 活性污泥與活性污泥法 有機(jī)廢水經(jīng)過(guò)一段時(shí)間曝氣后，水中會(huì)產(chǎn)生一種褐色絮凝體，其中含有大量的活性微生物，這種污泥絮體就是活性污泥?；钚晕勰嗍且源罅康幕钚晕⑸餅橹黧w，主要由菌膠團(tuán)細(xì)菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物民組成，此外，還有一些無(wú)機(jī)物，未被微生物分解的有機(jī)物和微生物自身代謝的殘留物。活性污泥結(jié)構(gòu)疏松，表面積很大，對(duì)有機(jī)污染物有著強(qiáng)烈的吸附凝聚和氧化分解能力，在條件適宜的時(shí)候，活性污泥又具有良好的自身凝聚和沉降性能。從廢水處理角度看，這些特點(diǎn)都是十分可貴的。 活性污泥法就是以含于廢水中的有機(jī)污染物為培養(yǎng)基，在有溶解氧的條件下，連續(xù)地培養(yǎng)活性污泥，再利用其吸附凝聚和氧化

2、分解作用交貨廢水中有機(jī)污染物。 普通活性污泥法處理流程由以下幾個(gè)部分組成。 初次沉淀池用以除去水中原生懸浮物。懸浮物少時(shí)，也可不設(shè)。 曝氣池使廢水中有機(jī)污染物與活性污泥充分接觸，并吸附和氧化分解有機(jī)污染物。 曝氣系統(tǒng)供給曝氣池生物反應(yīng)所必需的氧氣，并起混合攪拌作用。 二交沉淀池用以分離曝氣池出水中的活性污泥。 污泥回收系統(tǒng)把二次沉淀池中的一部分沉淀污泥再回流到曝氣池，以保證曝氣池有足夠的微生物濃度。 剩余污泥排放系統(tǒng)在曝氣池內(nèi)，污泥不斷繁殖，這部分凈增的污泥量構(gòu)成所謂剩余污泥，通過(guò)排入系統(tǒng)將其排放。 活性污泥法具有以下特點(diǎn)： 凈化效率高，占地面積較少，臭味輕微；產(chǎn)生剩余污泥量大。 對(duì)水質(zhì)水量的

3、變動(dòng)比較敏感，緩沖能力弱。 活性污泥中的微生物及其變化規(guī)律。 活性污泥是由細(xì)菌、真菌、原子動(dòng)物和后生動(dòng)物等不同種屬的微生物組成的。在凈化廢水時(shí)，它們與廢水中的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物形成了極為復(fù)雜的食物鏈。最先擔(dān)當(dāng)交貨任務(wù)的是異養(yǎng)型細(xì)菌和腐生性真菌，其中細(xì)菌無(wú)論從組成還是功能上，都是極重要的萬(wàn)分。在一定能量條件下，大部分細(xì)菌形成菌膠團(tuán)。而真菌由于多呈絲狀，對(duì)形成具有良好沉淀性能的絮凝體有妨礙，一般并不希望更多的真菌出現(xiàn)。當(dāng)條件合適時(shí)，會(huì)促進(jìn)真菌生長(zhǎng)繁殖。 原生動(dòng)物吞食活的細(xì)菌，是細(xì)菌的一次捕食者?；钚晕勰嘀谐Ｒ?jiàn)的原生動(dòng)物有鞭毛蟲(chóng)類，肉足蟲(chóng)類、纖毛蟲(chóng)類和吸管蟲(chóng)類。但這些原子動(dòng)物長(zhǎng)非同時(shí)出現(xiàn)，而是隨條件及水質(zhì)的

4、變化而變化。一般在曝氣的初期，肉足蟲(chóng)和鞭毛蟲(chóng)占優(yōu)勢(shì)；按著是自由游動(dòng)型的纖毛蟲(chóng)逐漸成熟，固著型的纖毛蟲(chóng)又相繼占優(yōu)勢(shì)，特別是鐘蟲(chóng)出現(xiàn)且較多時(shí)，則說(shuō)明污泥成熟。所以原生動(dòng)力折演替變化，可以用來(lái)評(píng)定活性污泥的質(zhì)量及廢水處理的情況。 后生二次捕食者?；钚晕勰嘀械暮笊鷦?dòng)物象輪蟲(chóng)、線蟲(chóng)等，只能在氧很充足的條件下才出現(xiàn)，所以后生動(dòng)物出現(xiàn)是水質(zhì)處理相當(dāng)好的標(biāo)志。 活性污泥凈化廢水的機(jī)理 活性污泥對(duì)廢水中懸浮或溶解性有機(jī)污染物（少數(shù)無(wú)機(jī)污染物）的凈化，是由活性污泥吸附與凝聚和氧化與合成兩個(gè)活性作用完成的。在廢水處理中，要使活性污泥維持良好的狀態(tài)，吸附凝聚與氧化合成應(yīng)持適當(dāng)?shù)钠胶?。只要條件適當(dāng)，活性污泥在與廢水初期

5、接觸的20-30 min，就可以去除75% 以上的BOD，這種現(xiàn)象稱為活性污泥的初期吸附或生物吸附。初期吸附的基本原因，在于活性污泥具有巨大的表面積，介于2000-10000M2（混合液），且其表面具有多糖類粘液層。如果廢水中懸浮的或膠體的有機(jī)物多，則這種初期吸附去除的比率就大。此外，還與污泥狀態(tài)有關(guān)：如果吸附與氧化分解失去適當(dāng)?shù)钠胶?，原吸附的有機(jī)物未氧化分解完全，則初期吸附量就?。蝗绻接谖廴旧系挠袡C(jī)和代謝徹底，則二次吸附時(shí)的初期吸附量就大。但若回流污泥經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間曝氣，使微生物進(jìn)入了內(nèi)源呼吸期，活性降低，則再吸附能力也降低，所以初期吸附量就低。 活性污泥微生物以溶解的有機(jī)物為營(yíng)養(yǎng)，當(dāng)有

6、機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧充足，則以合成為主。但是在新細(xì)胞全盛的同時(shí)，部分細(xì)胞物質(zhì)的氧化分解還是存在的。在有機(jī)營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)，這種自身分解則成為主要的獲能方式；生物處理的內(nèi)源呼吸也就是指的這種情況。經(jīng)過(guò)活性污泥微生物的降解作用，雖然使一部分有機(jī)物無(wú)機(jī)化了，但是轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)的有機(jī)物僅僅是改變了存在狀態(tài)，就凈化廢水的意義來(lái)講，總是并未完結(jié)。只有將其與水分離，才算打到凈化目的。 菌體一般略在于膠體顆粒，仍能以穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)分散于水中，難以沉淀分離。只有在其變成絮凝體以后，進(jìn)行有效的分離才有可能。 活性污泥中的菌膠團(tuán)以及常見(jiàn)的產(chǎn)堿桿菌、無(wú)色桿菌、黃桿菌、假單胞菌等，都是易于形成絮凝體的。但是在營(yíng)養(yǎng)豐富和能量水平較高

7、的情況下，由于細(xì)菌活力強(qiáng)，難以結(jié)合民絮凝體。只有在營(yíng)養(yǎng)不足和能量水平較低的情況下，細(xì)菌活力低，運(yùn)動(dòng)能量弱，彼此才易結(jié)合成絮凝體。在活性污泥法混合液中，如果營(yíng)養(yǎng)與污泥之間的比值高，微生物處于對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期，其含能水平高，污泥凝聚性差；反之，營(yíng)養(yǎng)與污泥微生物比值降低，致使微生物增長(zhǎng)處于增長(zhǎng)率下降段或其后期，由于含能量低故易于凝聚，普通活性污泥法的曝氣池的末端即呈現(xiàn)后一狀態(tài)。,二、性污泥法降解有機(jī)物的規(guī)律 污染對(duì)有機(jī)物的轉(zhuǎn)化過(guò)程，也就是代謝過(guò)程，它由微生物的合成（活性污泥的增長(zhǎng)），有機(jī)物的氧化分解（包括部分細(xì)胞物質(zhì)的分解），以及溶解氧的消耗所組成。所以基南BOD濃度與其去除速度，污泥的繁殖與BOD去除速

8、度、耗氧速度與BOD去除速度之間的關(guān)系，是研究?jī)艋碚摰暮诵摹?1. 基質(zhì)濃度及其去除速度的關(guān)系 單位污泥降解有機(jī)物的速度（V），根據(jù)米一門(mén)氏酶反應(yīng)關(guān)系，可用下式表示： 式中：以Vss表示的活性污泥濃度，mgVss/l 以BOD表示的基質(zhì)濃度，mgBOD/l； 最大反應(yīng)速度常數(shù)； 米氏常數(shù)，其值等于基質(zhì)去除速度為最大值的一半時(shí)的基質(zhì)濃度。 由此式可知，基質(zhì)濃度很高時(shí)LLKm，基質(zhì)去除速度與其濃度無(wú)關(guān)，即V=K，達(dá)最大值。當(dāng)基質(zhì)濃度很低時(shí)，LKm，基質(zhì)去除速度為一（級(jí)）次反應(yīng)。當(dāng)活性污泥濃度不同時(shí)，Km越小，即1/Km越大，去除速度大，可將1/Km視為恬性污泥與基質(zhì)結(jié)合的親合力。由式可變換為1/

9、V和1/L的直線式，按各時(shí)刻其質(zhì)平衡濃度L和單位污泥反應(yīng)速度V的一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用圖解法求得K和Km，Echenfelder等人則將基質(zhì)降解按高濃度相與低濃度相分別予以表示。在高基質(zhì)濃度下，即BOD5/Vss為以上時(shí)，少性污泥的增長(zhǎng)速度與BOD濃度無(wú)關(guān)，僅與活性污泥微生物量一級(jí)關(guān)系： 式中s為t時(shí)刻的污泥濃度，時(shí)的活性污泥微生物a為去每公斤BOD所產(chǎn)生的污泥量，LR為去除的BOD量(kg)，K1為高基質(zhì)濃度時(shí)的污泥增長(zhǎng)常數(shù)。積分式，并代入S與S0的關(guān)系，得 由式可知，在BOD基質(zhì)濃度高的時(shí)候，BOD去除濃度Lr和BOD殘余L余并無(wú)關(guān)系。在活性污泥法中，BOD基質(zhì)濃度高，則污泥絮體分散，所以這種

10、情況僅用于預(yù)處理，使其濃度降低，以適于正常的活性污泥法的處理。在低基質(zhì)BOD濃度(L0300mg/l)下，BOD去除速度與殘留有機(jī)物濃度呈一次反應(yīng)關(guān)系。加上污泥S泥的影響，則有： 式中：K2是低基質(zhì)BOD濃度時(shí)的速度常數(shù)， 由此看出，基質(zhì)BOD濃度低時(shí)，在s、t一定的情況下，BOD去除濃度與殘留BOD濃度L成正比。 從式的講座可以看出，對(duì)米一門(mén)氏的理論引入適當(dāng)條件，則和Echenfelder等人的理論是一致的。 活性污泥的增長(zhǎng)與BOD去除的關(guān)系。 活性污泥法處理過(guò)程中，微生物量的增加是同化合成和內(nèi)源分解兩種作用的共同結(jié)果，活性污泥的增長(zhǎng)和BOD去除之間的動(dòng)力學(xué)關(guān)系為： 式中：ds/dt為活性污

11、泥增殖速度，即單位時(shí)間內(nèi)單位體積中所增殖的微生物量（kgVss/m3）；a為產(chǎn)率系數(shù)，即平均去除單位重量的BOD所增殖的微生物量(kgVss/kgBOD)；dlR/dt為活性污泥去除BOD的速度(kgBOD/m3日)；b為活懷污泥自身分解系數(shù)（1/日）；s為活性污泥濃度(kgVss/m3)，。ds/sdt為活性污泥比增殖速度(kgVss/kgVss日)，常以表示。 由兩公式可知，污泥增殖是微生物去除基質(zhì)BOD的必然結(jié)果，增殖的速度一民營(yíng)養(yǎng)的豐富程度有關(guān)，確定污泥增殖量對(duì)控制曝氣池的污泥量以及確定污泥處理設(shè)施是極為重要的。由公式可以得出氣池每日污泥增量 式中：為處理水量（m3/日）；為曝氣池容積

12、（m3）。,a與b由下式通過(guò)實(shí)驗(yàn)求得： 式中：S/VS是污泥微生物平均停留時(shí)間的倒數(shù)，即l/ts（ts為污泥令）；Olr/VS是以去除的基質(zhì)為基礎(chǔ)的污泥負(fù)荷。以O(shè)lr/VS為摸坐標(biāo)，lr/VS為縱坐標(biāo)，可用圖解法求得a和b。 此外，有機(jī)物負(fù)荷，基質(zhì)濃度，曝氣時(shí)間，處理水的濕度等，對(duì)污泥增 也有影響。在冬季水溫低時(shí)，雖然污泥轉(zhuǎn)換率低，但由于非常小，所以污泥量可能會(huì)有增加。 實(shí)際曝氣池的污泥增加量，比上述計(jì)算值要大，它是因?yàn)槌芙庑缘腂OD轉(zhuǎn)換而增殖的污泥量外，廢水中的其它是懸浮固體被吸附后，也構(gòu)成增值污泥的一部分。如果廢水中諸如無(wú)機(jī)物，纖維等無(wú)活性的SS具有相當(dāng)比例，則比較接近實(shí)際的計(jì)算應(yīng)考慮上

13、述兩方面的因素。有的學(xué)者認(rèn)為，采用兩者之和偏大，采用前者加后者的下半比較切合實(shí)際。 3耗氧速度與BOD去除的關(guān)系 活性污泥法是好氣過(guò)程，微生物降解有機(jī)物的重要條件是充分地供給溶解氧。被去除的BOD中，一部分被氧化分解以取得能量，另一部分能化為新的原生質(zhì)和貯藏物質(zhì)。前者消耗溶解氧，后者在內(nèi)源呼吸時(shí)也消耗溶解氧，由此可得曝氣地需氧量： 式中：R0為曝氣地每日平均需氧量（kg氧/日）；a為平均轉(zhuǎn)化1kgBOD的需氧量（kg/氧kgBOD）；b為微生物自身氧化的需氧量（kg/氧lgVSS日）。 式中R0/VS為氧的比耗速度，即每kg活性污泥平均每天的耗氧量（kg氧/kgVSS日），常用Kr表示。R0/

14、QLr為比需氧量，即去除1kg基質(zhì)的需氧量（kg氧/kgBODr）。 當(dāng)廢水進(jìn)行包括硝化在內(nèi)的完全氧化處理時(shí)，NH3變成HNO3尚需氧，故曝氣池需氧量為： 式中Nr為被轉(zhuǎn)化的氧氮量（kg/日），4.6為1kg氨氮轉(zhuǎn)化成硝酸鹽所需氧量（kg）。 4凈化理論在活性污泥法中的應(yīng)用 在推流式曝氣池內(nèi)，BOD去除率按下式計(jì)算，Le/Lo值可由公式積分而得： 例題：流量為5000m3/日的廢水，擬用活性污泥法處理，廢水的質(zhì)為 今若取曝氣時(shí)間為4h，污泥回流率為25%，MLVSS為S=2000mg/l，求BOD去除率。若要求曝氣池，二沉池去除90SS，問(wèn)污泥生成量為多少？ 解，活性污泥曝氣池用推流式，根據(jù)公

15、式 BOD卻除率為 通過(guò)曝氣池的廢水總量包括廢水量和污泥回流量，由此得曝氣池參積為 可根據(jù)DOD去除量計(jì)算污泥量為 a、b均為實(shí)驗(yàn)求得。 按流入懸浮物去除量計(jì)算的污泥增量為 則污泥增量最大為,三、活性污泥法運(yùn)行的重要參數(shù) 1混事液懸浮固體（MLSS）mixed liquor suspended solid 混合液懸浮固體是指曝氣池中廢水和活性污泥的混合液的懸浮固體濃度（mg/l）。它主要包括活性微生物，還有微生物自身氧化的殘留物，吸附在活性污泥上的不能被微生物降解的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物。工程上往往MLSS作為間接計(jì)量活性污泥微生物量的指標(biāo)。 在混合液懸浮固體中的有機(jī)物的量，常被稱為混合液揮發(fā)性懸浮固

16、體（MLVSS）。用MLVSS表示的活性污泥微生物量比起MLSS來(lái)更為切合實(shí)際。對(duì)不同廢水而言，MLVSS與MLSS有一定比值，生活污水的MLVSS與MLSS比值為0.7左右。 2BOD負(fù)荷 BOD負(fù)荷有污泥負(fù)荷和容積負(fù)荷兩種不同的表示法： （1）污泥負(fù)荷Ls（BOD-SS負(fù)荷）即為單位重量的活性污泥，在單位時(shí)間內(nèi)所能承受的有機(jī)污染物量，單位是kgMLSS日； （2）容積負(fù)荷Lu即單位曝氣池有效容積在單位時(shí)間內(nèi)所承受的有機(jī)污染物量，單位是kgBOD 5/m3（曝氣區(qū)）日，Ls和Lv及其相關(guān)系如下。 式中：L0為曝氣池入流廢水的有機(jī)污染物濃度（kgBOD5/m3）； V為曝氣區(qū)容積（m3）；Sa

17、為曝氣池混合液懸浮固體濃度（kgMLSS/m3）；Q為廢水流量（m3/Q）。 污泥負(fù)荷也叫F/Meb，F(xiàn)為營(yíng)養(yǎng)料，M為微生物量。實(shí)踐證明，它是影響活性污泥增長(zhǎng)速率，有機(jī)物去除速率，氧的利用速率以及污泥吸附凝聚性能的重要因素。在F/M2.2時(shí)，活性污泥微物生處在對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期，豐富的營(yíng)養(yǎng)有機(jī)物以最大的速度被去除；但由于污泥微生物活力強(qiáng)，故分散而不易凝聚沉降。通常而生曝氣系統(tǒng)處在減速增長(zhǎng)期，以營(yíng)養(yǎng)控制污泥的增長(zhǎng)，因?yàn)檫@時(shí)細(xì)菌互相接觸時(shí)，會(huì)因活力小而結(jié)合在一起，形成 狀物。當(dāng)曝氣池中營(yíng)養(yǎng)物幾乎耗盡，F(xiàn)/M達(dá)到很小值，并維持一常數(shù)值時(shí)，即進(jìn)入內(nèi)源呼吸期。此時(shí)微生物明顯地代謝自身細(xì)胞物質(zhì)。在維持生命的過(guò)程中

18、逐漸死亡。同樣由于活力甚低，形成絮凝體的速度劇增，吸附有機(jī)物能力顯著，加之溶解水平高，原生動(dòng)物大量吞食細(xì)菌，故可沒(méi)澄清的處理水，可見(jiàn)，欲沒(méi)良好的處理結(jié)果，就應(yīng)很好地控制BOD貢荷。在完全混合式曝氣池中BOD負(fù)荷Ls與去除率及出水濃度Le關(guān)系數(shù)： 在曝氣時(shí)間（t）和BOD去除率（）一定時(shí)，可根據(jù)要求凈化水的BOD濃度（Le）和活性污泥懸浮固體濃度Sa，求得適宜的BOD貢荷。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，在處理生活污水的推流式曝氣池內(nèi)，BOD負(fù)荷Ls和凈化水BOD濃度Le之間存在以下關(guān)系： 式中：k=0.01295,n=1.1918。但當(dāng)采用活性污泥法處理特殊的有存廢水時(shí)，應(yīng)首先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以確定Ls與Le之間的關(guān)

19、系。 3污泥令（ts） 污泥令是指活性污泥在曝氣池中的平均停留時(shí)間，可用下式表示： 活泥令=曝氣池內(nèi)活性污泥微生物量 每天從系統(tǒng)中排出的活性污泥微生物量 式中：V（m3）、S0(mg/l)、Q（m3/Q）的意義同前，Qw為剩余污泥排出量（m3/日）；Se為凈化水的MLSS濃度（mg/l）；Sr為回流污泥濃度（mg/l）。由于Se很小，SrSe，QwSrQse所以： 這說(shuō)明污泥令和增殖之間有密切關(guān)系，用污泥令控制剩余污泥量，已是一個(gè)重要方法。污泥令還有助于說(shuō)明微生物的組成；世代時(shí)間比污泥令長(zhǎng)的微生物在系統(tǒng)中的逐漸淘汰。所以要達(dá)到預(yù)期的處理效果，必須使污泥令適當(dāng)，使活性污泥中凈化微物生得到充分的增

20、殖。 4污泥沉降比（Pv） 污泥沉降比是指曝氣池混合液在100ml量筒中，靜置沉降3min后，沉降污泥與混合液之體積比（%）。正常污泥在靜置30min后，一般可達(dá)到它的最大密度。所以沉降比可反映曝氣池正常運(yùn)行的污泥數(shù)量，可以用于控制剩余污泥的排放，還能反映出污泥膨脹等異常情況。由于測(cè)定簡(jiǎn)單，便于說(shuō)明問(wèn)題，所以是評(píng)定活性污泥特性的重要指示之一。,5污泥體積指數(shù)與污泥密度指數(shù) （1）污泥體積指數(shù)（SVI或Iv）曝氣池出口混合液在靜置30min情況下，1克活性污泥懸浮固體所占的體積（ml）稱為污泥體積指數(shù)（SVI） 例題：某曝氣池污泥沉降比Pv=30%，混事液活性污泥濃度為3000mg/l，求污泥指

21、數(shù) （2）污泥密度指數(shù)（SDI或Ld） 曝氣池混合液在靜置30min的情況下，含于100ml沉降污泥中的活性污泥中的活性污泥懸浮固體的克數(shù)，稱為污泥密度指數(shù)（SDI）： （污泥密度指數(shù)） 上例中的SDI=3000/10030=1 Sa活性污泥懸浮固體濃度 污泥沉降比，當(dāng)局泥指數(shù)都是表示活性污泥的凝聚沉降和濃縮性能的指標(biāo)。一般應(yīng)用污泥指數(shù)，它對(duì)曝氣池的運(yùn)行具有指導(dǎo)意義。SVI低時(shí)，沉長(zhǎng)性能好，但吸附性能較差。SVI 高時(shí)，沉降性能不好，即使具有良好的吸附性能，也不能很好控制泥水分離。一般認(rèn)為： （污泥體積指數(shù)）SVI100 污泥沉降性能好 100SVI200 污泥沉降性能一般 SVI200污泥沉

22、降性能不好 BOD-SS負(fù)荷在0.2-0.5kgBODMLSS日（混合液懸浮固體）范圍內(nèi)時(shí)，SVI在100左右比較合適。在曝氣系統(tǒng)盍中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)污泥指數(shù)增高和污泥膨脹的現(xiàn)象。，其原因很多，但主要與污泥負(fù)荷有關(guān)，處理這業(yè)廢水時(shí)，還與水質(zhì)特性有關(guān)。奧福特（0rford）認(rèn)為，當(dāng)BOD-SS（ss為懸浮固體成懸浮物）負(fù)荷在0.17-.05kgBOD/kgMLSS日范圍時(shí)，Ls與SVI的關(guān)系為：SVU=353Ls0.983 在廢水處理的設(shè)計(jì)與運(yùn)行中，一般采用BOD負(fù)荷為0.2-0.5，延時(shí)曝氣法為0.03-0.05效率較低而負(fù)荷較高的方法如改良曝氣法為2.0以上各種工業(yè)廢水的污泥負(fù)荷和SVI的關(guān)系曲

23、線應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)求得。 溫度對(duì)污泥負(fù)荷與SVI的關(guān)系的影響甚大，即溫度高時(shí)，相應(yīng)的負(fù)荷區(qū)間向污泥負(fù)荷值高的一側(cè)移動(dòng)。原因是溫度影響微生物增殖速度。,四、運(yùn)行中常見(jiàn)的問(wèn)題： 污泥膨脹 在二次沉淀池或加速曝氣池的沉淀區(qū)，有時(shí)出現(xiàn)污泥的膨脹與上浮現(xiàn)象。膨脹了的污泥結(jié)構(gòu)松散，沉降性差，造成污泥上升而隨水流失。這樣不僅影響出水水質(zhì)，而且由于污泥大量流失，使曝氣池中混合液濃度不斷降低，嚴(yán)重時(shí)，甚至破壞整個(gè)生化處理過(guò)程。 廣義地把活性污泥的凝聚性和沉降性惡化，以及處理水混濁的現(xiàn)象總稱為活性污泥的膨脹。就字面看，活性污泥的膨脹是指污泥體積增大而密度下降的現(xiàn)象。描述污泥膨脹程度的指標(biāo)有30min沉降比Pv、污泥體積

24、指數(shù)SVI、和污泥密度指數(shù)SDI。 污泥膨脹上浮的原因很多，除了理化，生物及生化方面的原因外，還有運(yùn)行管理和構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)型式等方面的因素。 污泥膨脹可大致區(qū)分為絲狀體膨脹和非絲狀體膨脹兩種。絲狀體膨脹是由于比狀微生物大量繁殖，菌膠團(tuán)的繁殖生長(zhǎng)受到抑制的結(jié)果。大多數(shù)污泥膨脹屬于這一類。絲狀體對(duì)活性污泥絮體起骨架作用，如果沒(méi)有足夠的絲狀體，形成的絮不牢固，在曝氣池紊動(dòng)水流的沖擊下容易被破碎成細(xì)小的針點(diǎn)體。這時(shí)污泥沉降快，SVI低，但出水混濁，這叫做非絲狀體膨脹。 當(dāng)絲狀體過(guò)多，長(zhǎng)出一般絮體的邊界面伸入混合液時(shí)，其架橋妨礙了絮體間的密切接觸，致使沉降較慢，密實(shí)性差和SVI（污泥體積指數(shù)）高，但這時(shí)的上

25、清液可能很清。 當(dāng)絲狀體存在的數(shù)目足以形成適宜的絮體骨架而無(wú)顯著分枝伸入溶液時(shí)，絮體大而濃頦，沉降性好，SVI低，上清液清凈，這叫做非膨脹污泥。 以沉淀過(guò)的生活污水為料液的試驗(yàn)表明，絲狀體長(zhǎng)度小于107m/ml者，為非膨脹污泥；反之為膨脹污泥。 導(dǎo)致絲狀體大量繁殖的原因有：溶解氧濃度曝氣池內(nèi)溶解氧在0.7-2.0mg/l范圍內(nèi)，雖然都可能出現(xiàn)絲狀微生物，但在低溶解氧條件下卻能生長(zhǎng)良好，甚至能在厭氧條件下殘存而不受影響。所以城市污水廠的曝氣池溶解氧最低應(yīng)保持在2mg/l左右。沖擊負(fù)荷如果曝氣池內(nèi)有機(jī)物超過(guò)正常負(fù)荷，污泥膨脹程度提高，引起絮體內(nèi)部溶解氧消耗增高，在菌膠團(tuán)內(nèi)部產(chǎn)生了適宜絲狀體生長(zhǎng)的低

26、溶解氧條件，從而促使絲狀微生物的分枝超出絮體，伸入溶液。絲狀體的分枝為細(xì)菌的聚合和較大絮體的形成提供了延伸的骨架，加劇了氧的滲透困難，從而又導(dǎo)致了內(nèi)部絲狀體的發(fā)展。 進(jìn)水化系條件的變化首先是營(yíng)養(yǎng)條件變化，一般細(xì)菌在營(yíng)養(yǎng)為BOD5:N:P=100:5:1的條件下生長(zhǎng)，但若P含量不足，C/N升高，這種營(yíng)養(yǎng)狀況適宜絲狀菌生活。其二是硫化物的影響，過(guò)多的化糞池的腐化水及糞便廢水進(jìn)入活性污泥設(shè)備，會(huì)造成膨脹。含硫化物的造紙廢水，也會(huì)產(chǎn)生同樣的總是一般是加5-10ML/l氧加以控制或者有預(yù)曝氣的方法將硫化物氧化成硫酸鹽。其三是碳水化合物過(guò)多會(huì)造成膨脹。其四是有毒重金屬的沖擊負(fù)荷可抑制絲狀菌，但不能使絲狀菌

27、消失并產(chǎn)生針點(diǎn)絮體，造成出水懸浮的提高和SVI降低。還有PH值和水溫的影響，絲狀菌宜在高溫下生長(zhǎng)繁殖，而菌膠團(tuán)則要求溫度適中；絲狀菌宜在酸性環(huán)境（PH值=4.5-6.5）中生長(zhǎng)，菌膠團(tuán)宜在PH=6-8的環(huán)境中生長(zhǎng)。 解決污泥膨脹的辦法因產(chǎn)生原因而異，概括起來(lái)就是預(yù)防和抑制預(yù)防污泥膨脹的措施如下： 保持一定的活性污泥懸浮物濃度：控制每天排除的活性污泥凈增量，以得到沉淀性能和出水水質(zhì)都好的混合液污泥并將其控制為定值。這種方法僅以活性污泥懸浮物質(zhì)來(lái)控制，忽視了F/M作用，因而不能控制出水水質(zhì)和污泥沉淀性。 控制F/M：經(jīng)常測(cè)定進(jìn)水的BOD量，及時(shí)調(diào)整混合液懸浮固體S，固體但缺點(diǎn)是必須連續(xù)測(cè)定時(shí)進(jìn)水的

28、BOD和調(diào)整回流污泥量Qr，這樣的操作復(fù)雜又費(fèi)功，有時(shí)甚至出現(xiàn)有差的情況。例如，增大 Qr時(shí)，一般也是進(jìn)水量Q比較大的時(shí)候，曝氣池出水量亦特別大，會(huì)嚴(yán)懲沖擊二沉池，影響出水水質(zhì)。 保持污泥會(huì)不變：在公式ts=vs/Qwsr(回流污泥濃度)中，如維持Qw不變，讓排出污泥固體自動(dòng)調(diào)節(jié)，使之適應(yīng)F/M的變化。當(dāng)曝氣池進(jìn)水量BOD量高時(shí)，二沉池由于曝氣池進(jìn)水BOD5低時(shí)的影響，所以污泥量小，排出污泥濃度低；當(dāng)BOD5高峰結(jié)束時(shí)，二沉池泥面升高，濃度增大，所在QW雖未變，由于濃度的變化，因而污泥排出量也是變的，這樣正好是要MLSS高時(shí)，排出量少，不要求時(shí)排出量少，不要求時(shí)排出量大。 也可以采用Qr不變的

29、方法，依靠系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)節(jié)，以適應(yīng)BOD5的變化，由于污泥令和Qr有如下關(guān)系： 當(dāng)廢水量Q處于低潮，由于r不變，因則二沉池污泥向曝氣池轉(zhuǎn)移（流入曝氣池的污泥多，而流出的少），自動(dòng)升高；當(dāng)廢水量處于高峰時(shí)，曝氣池污泥量也在高峰這時(shí)流流出的污泥多于流入的，污泥由曝氣池向二次沉淀池轉(zhuǎn)移，開(kāi)始下降，到低潮再次來(lái)臨，處在最低水平。這種方法事實(shí)上是用生物自身調(diào)節(jié)能力來(lái)適應(yīng)F/M的變化的方法。 當(dāng)然應(yīng)該按進(jìn)水有機(jī)物量和出水處理的效果，及時(shí)改變供氧量，使曝氣池混合保持有氧狀態(tài)。 污泥膨脹后，要針對(duì)發(fā)生膨脹的原因，采取相應(yīng)的措施以制止之，當(dāng)進(jìn)水濃度大和出水水質(zhì)差時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)曝氣，提高供氧量；最好保持曝氣池溶解氧在2.0mg/l以上；加大排泥量，提高進(jìn)水濃度，促進(jìn)微生物新陳代謝過(guò)程，以新的污泥置換老化污泥；曝氣池中含碳高而使碳、氮比失調(diào)時(shí)，投加含氮化合物；加氮可以起凝聚和殺菌雙重作用，在回流污泥中投加白粉或液氧可抑制絲狀菌生長(zhǎng)，加氯量按干污泥的0.2-0.3%計(jì)，調(diào)整PH值。,污泥上浮 污泥脫氮上?。涸谄?/p>