活性污泥丝状膨胀的防止和克服方法

活性污泥丝状膨胀是采用活性污泥法的污水处理厂运行中经常出现的严重问题．通过大量的试验和调查证实，导致活性污泥丝状膨胀的主要因素是进入曝气池的污水水质（如含大量溶解性易降解合联有机物及硫化物等）促使丝状细菌过度生长所致，而污泥负荷率、曝气池的运行方式、溶解氧浓度和污水的碳氮比等是提供丝状菌生长的环境条件，防止和克服污泥丝状膨胀的有效方法是改变进入曝气池的污水水质．通过调整工艺采用简单、有效的方法改变水质，如：①取消初沉淀池或采用短停留时间的初沉池；②采用两级活性污泥法（例如A－B法等）；③在曝气池的前端设置部分填料，将曝气池的一部分改为生物接触氧化池；④采用序批式间歇活性污泥（SBR）法，以上措施可防止和克服活性污泥丝状膨胀．

活性污泥丝状膨胀的模拟试验与控制对策研究

以新鲜的生活污水作为水样,采用同步培菌法,在培养活性污泥的基础上,模拟一定的条件促进丝状菌生长直至形成丝状膨胀,并探索消除丝状膨胀的控制措施,同时通过对丝状菌进行分析鉴定及生活特性显微观察,确定产生丝状膨胀的丝状菌的种类。因为实验能够较好地接近污水厂的实际情况,其结论对污水厂曝气池的正常运行具有实际指导作用。

活性污泥丝状膨胀早期预警的研究进展

活性污泥法是目前处理污水的一种有效方法,在应用过程中,频频发生的污泥膨胀现象成为影响污水处理效率的难题,对污泥膨胀进行早期预警调控研究,已成为该领域关注的热点问题.本文阐述了丝状菌引起的污泥膨胀预警研究的进展情况,从污泥常规指标测定、形态观察和分子生态学3个方面对丝状污泥膨胀的预警方法进行了综述,对各种方法的优点与不足展开讨论,并在此基础上归纳出一些改进的措施,展望了丝状污泥膨胀预警的应用前景.

连续流反应器好氧颗粒污泥解体与丝状菌膨胀研究

好氧颗粒污泥难以在连续流反应器中稳定运行是限制其在实际应用的主要挑战。本文研究了在连续流反应器中接种好氧颗粒污泥后,探讨了好氧颗粒污泥在连续流反应器中发生污泥解体的原因。分析认为,低负荷冲击是造成大量颗粒污泥解体及丝状菌过度繁殖的直接原因,根本原因在于低高径比条件下曝气所提供的水力剪切力不足,影响颗粒污泥内部传质,导致颗粒污泥解体。应用响应面法确定硅藻土、活性炭、PAC控制丝状菌的最优投加配比。结果表明,硅藻土1.5 g/L,活性炭150 mg/L,PAC 150 mg/L条件下颗粒污泥SVI30为255 mL/g,与预测结果值260 m L/g相近,污泥沉降性能得到大幅改善。为控制丝状菌膨胀导致的好氧颗粒污泥解体提供了参考方法。

SBR工艺中污泥负荷对丝状菌污泥膨胀的影响

在严格控制ＳＢＲ工艺试验运行条件下，就污泥负荷对丝状菌污泥膨胀的影响规律进行了研究。结果表明，高污泥负荷不仅不是导致污泥膨胀的因素，而且对污泥膨胀有抑制作用；在污泥负荷降低到一定程度（“临界负荷”）后，ＳＶＩ迅速升高，加速污泥膨胀的发生。还发现，进水底物浓度与“临界负荷”及低于“临界负荷”后污泥膨胀的最大程度ＳＶＩｍａｘ之间呈负相关关系，且都可用微生物的选择性理论来解释。

氮缺乏引起的非丝状菌活性污泥膨胀

采用SBR法处理啤酒废水 ,研究了进水中不同有机物与总氮的比值 (以BOD/N计 )条件对活性污泥膨胀的影响 .结果表明 ,在进水BOD/N为 1 0 0 / 4的条件下 ,污泥的沉降性能良好 ;在进水BOD/N分别为 1 0 0 / 3和1 0 0 / 2时 ,均发生由高含水率的粘性菌胶团过量生长引起的非丝状菌膨胀 .在进水BOD/N为 1 0 0 / 0 94的条件下 ,发生的非丝状菌膨胀最为严重 .

低溶解氧和磷缺乏引发的非丝状菌污泥膨胀及控制

针对污泥培养过程中出现的非丝状菌污泥膨胀,分析了发生膨胀后污泥的特征、性状及其降解污染物性能.反应器中低溶解氧浓度(0～0.7mg/L)和低P/BOD5值(0.78/100)2种因素共同作用导致污泥膨胀.污泥胞外多聚糖含量越高,污泥憎水性越小,SVI也越高.通过提高溶解氧浓度和P/BOD5值,可使污泥沉降性能得到恢复.此外,向膨胀污泥中投加多孔填料,在不降低处理效能的情况下,很快使系统免受污泥沉降性能恶化的困扰,而向膨胀污泥中投加强氧化剂NaClO并不能有效控制污泥膨胀.

磷缺乏引起的非丝状菌活性污泥膨胀

以啤酒废水为研究对象,用SBR法研究了进水中不同有机物与总磷浓度的比值(以BOD/P计)对活性污泥膨胀的影响.结果表明,在进水中BOD/P为100/0.8以上的条件下,污泥的沉降性能良好;当进水中BOD/P分别为100/0.6和100/0.3时,出现高含水率的黏性菌胶团过量生长的现象,发生非丝状菌膨胀;在进水中BOD/P为100/0.4的条件下,发生更严重的非丝状菌膨胀.试验中还研究了磷缺乏条件下微生物对氮源和磷源利用率的变化.

低DO协同负荷引发的黏性膨胀和丝状菌膨胀

为了研究低DO下负荷对污泥膨胀的影响,采用SBR反应器,在DO〈0.5 mg.L-1,pH 7.2~8.0,温度（23±0.5）℃,MLSS 3000~3500 mg.L-1,负荷分别为0.22、0.44、0.66 g COD.（g MLSS）-1.d-1的条件下,研究不同负荷下的SVI变化趋势、污泥膨胀类型、引发原因、耗氧速率、脱氮除磷效果与同步硝化反硝化率。结果显示,低DO下（〈0.5 mg.L-1）,负荷0.22 g COD.（g MLSS）-1.d-1时未发生污泥膨胀,随着负荷升高,污泥沉降性恶化加快。并且不同负荷引发的污泥膨胀类型不同,在负荷0.66 g COD.（g MLSS）-1.d-1时发生黏性膨胀,而负荷0.44 g COD.（g MLSS）-1.d-1时发生丝状菌微膨胀。黏性膨胀时出水氨氮及磷去除效果变差,但丝状菌膨胀时出水水质并没有受到影响,且比吸磷速率更快,出水SS更低。未发生污泥膨胀时同步硝化反硝化率最大,丝状菌膨胀时次之,黏性膨胀时最小。SOUR过高时,很可能伴随着污泥沉降性变差和出水水质恶化。

底物种类和浓度对好氧颗粒污泥丝状菌膨胀的影响

在序批式反应器（sequencing batch reactor，SBR）内以蔗糖为底物培养好氧颗粒污泥（aerobic granular sludge，AGS），考察了底物种类和浓度对AGS培养和稳定维持的影响．在反应器运行的最初阶段，以蔗糖为唯一碳源，进水P（COD）为60Q-900mg／L，10d后形成了结构较为密实的AGS，平均粒径为1．15±0．14mm，污泥指数SVI在90mL／g左右；AGS稳定维持23d后，p（COD）由900mg／L增加到1200mg／L，AGS表面出现了大量丝状菌，AGS平均丝状化程度△值最大达到了1．69±0．23mm，SVI增加至175mL／g．为克服AGS丝状菌膨胀，以蔗糖＋蛋白胨（1：1）的混合底物代替单一底物，AGS表面的丝状菌逐渐减少，34d后AGS表面“光滑”，AGS丝状菌膨胀得到抑制，△值逐步下降至1．00±0．01mm．P（COD）从600mg／L增加至1200mg／L，AGS依旧保持稳定，未出现丝状菌大量繁殖的现象．本研究表明，单一底物培养AGS在负荷较高时容易出现丝状菌膨胀，而混合底物可以抑制AGS丝状菌膨胀，有利于AGS的稳定维持．

SBR法处理生活污水时非丝状菌污泥膨胀的发生与控制

采用序批式活性污泥法(SBR)处理实际生活污水.研究了低溶解氧条件下,有机负荷对污泥膨胀的影响和突然降温对污泥沉降性能的影响.低溶解氧条件下,当有机负荷为0 20kg·(kg·d)-1和0 26kg·(kg·d)-1时,活性污泥中虽然有丝状菌存在,但并没有发生污泥膨胀.有机负荷达到0 57kg·(kg·d)-1时,菌胶团过量生长,发生非丝状菌污泥膨胀.提高溶解氧,降低有机负荷可使污泥沉降性能恢复正常.突然降温,也会导致非丝状菌污泥膨胀.恢复温度后,膨胀现象可得到控制.非丝状菌污泥膨胀除了没有丝状菌过量增殖外,还具有污泥有粘性,泥水混合液难过滤的特点.

丝状菌污泥膨胀的微观研究方法进展

污泥膨胀是一个世界难题。尽管各国科学家们对污泥膨胀问题做了大量的研究,但却至今还没有一种较为彻底的解决方法。由于存在缺陷,药剂法只适合临时应急使用。控制污泥膨胀通用方法的缺乏,使研究者开始关注丝状菌的微观研究。目前,研究丝状菌污泥膨胀的热点之一是鉴别出引起污泥膨胀的特定丝状菌,然后应用PCR扩增技术、原位杂交技术以及微电子自动射线照相等技术研究这些特定丝状菌的生理生态特征,试图找到可以避免这些特定丝状菌引起膨胀的方法,采取一定的措施来限制这些丝状菌过度生长。

低氧丝状菌污泥微膨胀节能方法

为了节省活性污泥法污水处理的运行费用，降低供氧能耗，通过小试试验研究低溶解氧丝状菌污泥微膨胀节能方法．采用缺氧／好氧（A／O）工艺处理实际生活污水，溶解氧pDO维持在0．5～0．7mg·L^-1时。丝状菌污泥微膨胀状态可维持长期稳定，污泥容积指数在130～180mL·g^-1之间．低溶解氧丝状菌污泥微膨胀期间。沉淀池没有发生污泥流失，系统处理效果稳定．与pDO=2．5mg·L^-1，污泥沉降性能良好时相比，出水变得更清澈。出水悬浮物pSS低于5mg·Ls^-1；化学需氧量和总氮的去除率不受影响；在现有试验设备条件下，曝气量平均从0．75m^3·h^-1下降到0．28m^3·h^-1，曝气量节约了60％．

丝状菌污泥膨胀理论分析

对丝状菌污泥膨胀现象进行了综合分析 ,并在广义Monod方程的基础上基本统一了污泥膨胀理论和建立了相关的数学模型。该模型可以很好地解释由基质限制、DO限制、营养物缺乏、pH和H2 S等因素引起的丝状菌污泥膨胀。利用广义Monod方程采用双基质限制 (碳源和溶解氧 )模型和系统动力学方程进行了计算机模拟研究 ,对有机负荷、DO、水质和水量变化等因素对菌胶团细菌和丝状菌的竞争影响进行了深入的探讨 。

膜生物反应器中的非丝状菌污泥膨胀

研究了膜生物反应器中非丝状茵膨胀的原因以及此类膨胀对污泥混合液过滤性能的影响和通过污泥黏度、胞外聚合物和污泥颗粒粒径三方面对膜生物反应器中的污泥混合液进行了分析;运用死端过滤实验方法,研究了非丝状茵膨胀对污泥混合液过滤性能的影响．实验结果表明,污泥沉降性能与污泥黏度有较好的相关性,活性污泥中的胞外聚合物是引起非丝状茵膨胀的关键因素;膜生物反应器中污泥非丝状茵膨胀主要因反应器中累积的高浓度胞外聚合物所致;非丝状茵污泥膨胀极大影响了污泥混合液的过滤性能,污泥膨胀后过滤阻力急剧增大．

丝状菌污泥膨胀简化机理模型

针对引发丝状菌污泥膨胀的因素较多且其机理模型难以表达的问题,从丝状菌生长动力学角度提出了一种污泥体积指数(SVI)简化机理模型。首先,通过研究丝状菌污泥膨胀的形成过程,分析引发丝状菌污泥膨胀的影响因素,获得了影响因素与SVI之间的关系;其次,确定影响SVI的主要因素,设计出SVI的简化机理模型,并利用数据分析和统计方法校正了模型中的参数;最后,将该简化模型应用于实际污水处理厂,实验结果显示该模型能够较好地反映丝状菌污泥膨胀发生过程,获得较高的SVI预测精度。

营养物质缺乏引起的丝状菌污泥膨胀及其控制

以啤酒废水为研究对象,用SBR法研究了进水中不同有机物与营养物缺乏程度(以BOD/N/P计)对活性污泥膨胀的影响。结果表明,在进水中BOD/N/P为100/4/0.8以上的条件下,污泥的沉降性能良好;当进水中BOD/N/P为100/3/0.6、100/2/0.4及100/0.9/0.3的条件下,均出现丝状菌的过量生长,发生丝状菌污泥膨胀。同时还研究了对这种丝状菌污泥膨胀的控制。

好氧聚磷颗粒污泥的培养与丝状菌膨胀控制

在序批式SBR反应器中接种普通活性污泥，通过厌氧／好氧交替的运行方式，以沉降时间作为选择要素，经过人工配水快速实现污泥颗粒化（阶段I）、实际生活污水稳定维持（阶段Ⅱ）以及提高P（P）／p（COD）强化富集聚磷菌（阶段Ⅲ）3个阶段，成功培养出聚磷能力良好的好氧颗粒污泥，并稳定运行352周期．模拟废水水质成份单一且易降解是造成好氧颗粒污泥在阶段I后期发生膨胀的主要原因，变换水质为实际生活污水可有效控制丝状菌的过度生长，利于维持系统稳定．成熟的好氧颗粒污泥近似为球形，平均粒径0．8mm，平均沉降速率为2．0cm／s，SVI在17～30mL／g，平均除磷效率在90％以上．采用荧光原位杂交技术（FISH）对颗粒污泥种群结构定量分析，结果表明，聚磷菌约占总菌的51．48％．

丝状菌污泥膨胀的工艺控制策略

针对药剂法抑制丝状菌污泥膨胀成本高且停止投加后容易复发,通过调节工艺参数,考察了工艺法抑制丝状菌污泥膨胀的可行性.试验采用SBR反应器,系统地研究了有机负荷、溶解氧和进水方式等常见运行参数对丝状菌污泥膨胀的抑制效果.结果表明,增加有机负荷(>0.40 kgCOD/(kgMLSS.d))难以抑制丝状菌污泥膨胀,且好氧时间和曝气量设置不当还容易引发黏性膨胀;单独提高ρDO(4～6 mg/L)对抑制丝状菌膨胀效果并不明显,并且过度曝气还会对除磷产生负面影响;脉冲进水方式虽然可以强化贮存选择作用,但是对丝状菌膨胀抑制并无明显效果;增设前置缺(厌)氧段是抑制丝状菌污泥膨胀的有效手段.

膜生物反应器污泥培养过程中丝状菌污泥膨胀的控制

针对膜生物反应器污泥培养过程中出现的丝状菌污泥膨胀现象,分析了发生污泥膨胀的原因,认为是反应器中低污泥负荷和低溶解氧浓度共同作用所致。通过提高污泥负荷[>0.25gCOD/(gSS.d)]和溶解氧浓度(DO>2.0mg/L),可使污泥沉降性能得到恢复,但历时较长(需30d左右);而在提高污泥负荷和DO浓度的基础上,向反应器中通入少量的臭氧(0.02g/gSS)可使污泥沉降性能得到快速恢复(仅需10d左右)。在控制污泥膨胀过程中,所采取的各种措施未对膜生物反应器去除COD造成明显影响。