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活性污泥的培養(yǎng)與馴化2 轉(zhuǎn)載：環(huán)境技術(shù)論壇的一片文章 查詢 活性污泥的培養(yǎng)與馴化 1、活性污泥的培養(yǎng) （1）引生活污水調(diào)節(jié)BOD5至200～300mg／L，在曝氣池內(nèi)進行連續(xù)曝氣，一般在15～20℃下經(jīng)一周，出現(xiàn)活性污泥絮體，掌握換水和排放剩余污泥，以補充營養(yǎng)和排除代謝產(chǎn)物。當(dāng)出現(xiàn)大量絮體時停止曝氣，靜止沉淀1～l.5h，排放約占總體積60～70％，調(diào)節(jié)生活污水進水量，繼續(xù)曝氣，當(dāng)沉降比接近30％時，說明池中混合液污泥濃度已滿足要求。從引水—暴氣—暴氣—污泥成熟—具良好凝聚和沉降性。一般7～10天為周期，BOD5去除率達(dá)95%左右。（2）擴大培養(yǎng)。連續(xù)換水—暴氣—投入使用，回流50%，兩周成熟，投入正常運行。 2、活性污泥的馴化 如果進行工業(yè)廢水處理，則在培養(yǎng)成熟的活性污泥中逐漸增加工業(yè)廢水的比例，直到滿負(fù)荷，活性污泥正常運行為正。 活性污泥洛運行中常見的問題 1、污泥膨脹 正常的活性污泥沉降性能好，其SVI約為50—150之間為正常。 SVI=活性污泥體積/MLSS，當(dāng)SVI>200并繼續(xù)上升時，稱為污泥膨脹 （1）絲狀菌繁殖引起的膨脹 原因：污泥中絲狀菌過渡增長繁殖的結(jié)果，絲狀菌作為菌膠團的骨架，細(xì)菌分泌的外酶通過絲狀菌的架橋作用將千萬個細(xì)菌凝結(jié)成菌膠團吸附有機物形成活性污泥的生態(tài)系統(tǒng)。但當(dāng)絲狀菌大量生長繁殖，活性菌膠團結(jié)構(gòu)受到破壞，形成大量絮體而漂浮于水面，難于沉降。這種現(xiàn)象稱為絲狀菌繁殖膨脹。 絲狀菌增長過快的原因： a、溶解氧過低，<0.7—2.0mg/l b、沖擊負(fù)荷——有機物超出正常負(fù)荷，引起污泥膨脹 c、進水化學(xué)條件變化： 一是營養(yǎng)條件變化，一般細(xì)菌在營養(yǎng)為BOD5：N：P＝100：5：1的條件下生長，但若磷含量不足，C／N升高，這種營養(yǎng)情況適宜絲狀菌生活。 二是硫化物的影響，過多的化糞池的腐化水及糞便廢水進入活性污泥設(shè)備，會造成污泥膨脹。含硫化物的造紙廢水，也會產(chǎn)生同樣的問題。一般是加5～10mL/L氯加以控制或者用預(yù)曝氣的方法將硫化物氧化成硫酸鹽。 三是碳水化合物過多會造成膨脹。 四是pH值和水溫的影響，pH過低，溫度高于35度易引起絲狀菌生長。 解決辦法： a、保持一定的活性污泥濃度，控制每天排除污泥的凈增量，控制回流比。 b、控制F/M（污泥負(fù)荷） 調(diào)節(jié)進水和回流污泥 c、保持污泥齡不變 ? ?? ? Lo——進水有機物濃度；X——MLSS濃度； Sr——回流污泥濃度；Qw——回流污泥量 d、污泥膨脹嚴(yán)重時投加鐵鹽絮凝劑或有機陽離子凝聚劑。 （2）非絲狀菌膨脹 　　 非絲狀菌膨脹原因是污泥含有大量表面附著水，水質(zhì)含有很高的碳水化合物而含N量低，當(dāng)這些碳水化合物被細(xì)菌降解時形成多糖類物質(zhì)，使代謝產(chǎn)物表面吸附表面水，說明C/N比失調(diào)或水溫過低。 解決辦法：增加N的比例，引進生活污水以增加蛋白質(zhì)的成分，調(diào)節(jié)水溫不低于5度。 2、污泥上浮 (1)污泥脫氮上浮 污水在二沉池中經(jīng)過長時間造成缺氧(DO在0.5mg／L以下)，則反硝化菌會使硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氨和氮氣，在氨和氮逸出時，污泥吸附氨和氮而上浮使污泥沉降性降低。 解決辦法：減少在二沉池中的停留時間，及時排泥，增加回流比。 (2)污泥腐化上浮 在沉淀池內(nèi)污泥由于缺氧而引起厭氧分解，產(chǎn)生甲烷及二氧化碳?xì)怏w，污泥吸附氣體上浮。 解決辦法：加大曝氣池供氧量，提高出水溶解氧，減少污泥在二沉池中的停留時間，及時排走剩余污泥。 3、產(chǎn)生泡沫 廢水中含洗滌劑等表面活性物質(zhì) 解決辦法：曝氣池安噴灑清水管網(wǎng)或適當(dāng)噴灑酸、堿等除泡劑。 引起活性污泥膨脹、上浮的主要因素有如下幾方面的原因： a)、進水水質(zhì)有過量的表面活性物質(zhì)和油脂類化合物； PH值的被動，當(dāng)PH值的增加超過一定范圍后，絮凝作用下降，形起活性污泥脫絮； c)、堿度的偏高，由于進水堿性而調(diào)PH值，雖具中和堿性物質(zhì)，但也產(chǎn)生了鹽，鹽溶液濃度增大形成滲透壓發(fā)生突變，就會使其細(xì)胞脫水而死或脹破而亡而工程經(jīng)驗當(dāng)活性污泥反應(yīng)池內(nèi)堿度超過通常數(shù)倍時，多時情況下就會發(fā)生污泥上?。? d)、溫度對活性污泥中微生物的影響幅度。一般好氧活性污泥適宜溫度范圍在15-35℃,,超過45℃大部分活性污泥就要殘廢而上浮； e)、致毒性底物包括CODcr濃度驟然升高、含酚及其衍生物，醇、醛和某些有機酚、硫化物、重金屬及鹵化物過高等； f)、Do（溶解氧）過高，短期內(nèi)污泥活性可能很好，因為新陳代謝快，有機物分解也塊，但時間一久，污泥被打得又輕又碎（但天氣論），象霧花片似風(fēng)飄滿池面，隨水流走。 Do甚低，污泥缺氧呈灰色，若缺氧過久則呈黑色，并常常有小氣泡； g)、反硝化引起的污泥上浮，當(dāng)廢水中總氮或氨氮高時，在適宜條件下可被硝酸菌和亞硝酸菌氧化為NO3-，如二沉池厭氧，NO3-就會還原為N2，N2被活性污泥絮凝體所吸附，使得活性污泥比重<1而上??； h)、池底積泥引起的污泥上浮，污泥腐化產(chǎn)生CH4，H2S后上??； i)、由于廢水運行工況的水溫和污泥負(fù)荷不能衡定，水質(zhì)微生物菌種營養(yǎng)源缺鐵，會引起菌種兌變成微絲菌，一般稱絲狀菌繁生而引起活性污泥上浮。3、其它方面對污泥膨脹的影響 1) 污水種類 污水種類對污泥膨脹有著明顯的影響。通常來說，那些含有易生物降解和溶解的有機成份，特別是低分子量的烴類、糖類和有機酸類等類型基質(zhì)的污水易引起污泥膨脹，例如釀酒、乳品、石化和造紙廢水等。 2) 營養(yǎng)成分的不3) 均衡 當(dāng)污水中N、P不足時，易引起污泥膨脹的發(fā)生。通宵認(rèn)為，N、P的合適比例為BOD5：N：P=100：5：1。很多研究表明許多絲狀菌對營養(yǎng)物質(zhì)N、P有著較強的親和力，這可能就是缺乏營養(yǎng)物質(zhì)導(dǎo)致污泥膨脹的原因。 4) pH值與溫度 一般認(rèn)為pH偏低易引起絲狀菌的大量繁殖。而溫度的對絲狀菌的影響也是很普遍的。例如，冬天Microthix parvicella在絲狀菌群中占優(yōu)勢，而溫暖季節(jié)時Nocardia form，0041型或Nostocoida limnicda較易大量繁殖。 另外污水在進水處理系統(tǒng)前的早期厭氧消化產(chǎn)生的有機酸和硫化氫也可能導(dǎo)致污泥膨脹的發(fā)生。硫磺菌的的貝氏硫菌、硫絲菌等能從硫化氫氧化中獲取能量。而這么細(xì)菌以非常長的絲狀性增殖，有時能長達(dá)1厘米，從而導(dǎo)致污泥膨脹的發(fā)生。 2、 污泥膨脹的一般解決辦法 第一類：應(yīng)急措施 適用于臨時應(yīng)急，主要方法是投加藥物增強污泥沉降性能或是直接殺死絲狀菌。投加鐵鹽鋁鹽等混凝劑可以直接提高污泥的壓密性保證沉淀出水。另外，投加一些化學(xué)藥劑，如氯氣，加在回流污泥中也可以達(dá)到消除污泥膨脹現(xiàn)象。投加過氧化氫和臭氧也可以起到破壞絲狀菌的效果。 采用這種方法一般能較快降低SVI值，但這些方法并沒有從根本上控制絲狀菌的繁殖，一旦停止加藥，污泥膨脹現(xiàn)象可以又會卷土重來。而且投藥有可能破壞生化系統(tǒng)的微生物生長環(huán)境，導(dǎo)致處理效果降低，所以，這種辦法只能做為臨時應(yīng)急時用。 第二類：改善生化環(huán)境 污水廠發(fā)生污泥膨脹的時候，一般無法從工藝流程、池型和曝氣方式的改變來解決，只能在正在運行的流程基礎(chǔ)上通過改變生化池內(nèi)的微生物生長環(huán)境來抑制或消除絲狀菌的過度繁殖。在不同的工藝和水質(zhì)的情況下，很難有一個放之四海而皆準(zhǔn)的解決方案。但生化工藝常遇見的幾種應(yīng)該注意的問題必須加以注意。 1) 污水性質(zhì)的控制 首先應(yīng)該檢查和調(diào)整pH值，當(dāng)pH值低于5以下時，不僅對污泥膨脹會有利，而且對正常的生化反應(yīng)也會有一定的危害，所以當(dāng)pH值偏低時應(yīng)及時調(diào)整。另外在北方寒冷地區(qū)一定應(yīng)注意冬季時的水溫，若水溫偏低應(yīng)加熱，因為低溫也會導(dǎo)致污泥膨脹的發(fā)生。采用鼓風(fēng)曝氣能有效的在冬季較高的水溫。 當(dāng)污水中營養(yǎng)成份不足或失衡時，應(yīng)補充投加。N、P含量應(yīng)控制在BOD：N：P=100：5：1左右。 若污水處理生化系統(tǒng)前已有消化現(xiàn)象的發(fā)生，產(chǎn)生的低分子有機酸將有利于絲狀菌的生長，這時可以對廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)預(yù)曝氣來加以改善。一般采用空氣擴散器向3-5米有效水深的調(diào)節(jié)池曝氣，供氣量可以控制在0.5-1.0m3/廢水米3·小時。它能使調(diào)節(jié)池的廢水保持新鮮，并有效防止由于厭氧所會帶來的臭氣。 2) 保持池內(nèi)足夠的溶解氧對于高負(fù)荷的生化系統(tǒng)特別重要，3) 一般至少應(yīng)控制DO>2毫克/L。 4) 沉淀池內(nèi)的污泥應(yīng)及時排出或回流，5) 防止其發(fā)生厭氧現(xiàn)象。若發(fā)生厭氧現(xiàn)象，6) 產(chǎn)生的各種氣體吸附在污泥上，7) 也會使污泥上浮，8) 沉降性能變差。而9) 且發(fā)生厭氧的污泥回流也會引發(fā)絲狀菌的大量繁殖。這種情況時除排泥和清除沉淀池內(nèi)的死角，10) 并縮短污泥在池內(nèi)的停留時間外，11) 還應(yīng)提高曝氣池DO值，12) 使出入沉淀池的水保持較的溶解氧，13) 或者在污泥回流進入生化池前曝氣再生。如左圖所示。 在解決了以上問題后，如果污泥膨脹現(xiàn)象仍得不到控制，就得根據(jù)實際情況加以分析，下面針對幾中常見的工藝提出一些指導(dǎo)性的方法，供污水處理工作者參考。 A. 高負(fù)荷活性污泥工藝 目前國內(nèi)對活性污泥工藝的設(shè)計通常采用中等負(fù)荷（0.3KgBOD5/(kgMLSS·d)），而在實際中人們從經(jīng)濟角度考慮總是采用較高的負(fù)荷，所以高負(fù)荷下的污泥膨脹在中國具體較為廣泛的意義。在高負(fù)荷情況下，最常見的是DO不足，所以先采取提高氣水比，強化曝氣，在推流式曝氣池內(nèi)首端采用射流曝氣等方式，觀察一段時間，找出問題的所在。 如果在以上措施采取后一段時間情況仍無好轉(zhuǎn)，則可考慮在曝氣池頭部加設(shè)軟填料。這一部份對于有機酸去除率很高，從而去除絲狀菌的生長促進因素，幫助絮狀菌生長。這個方法比較有效，但造價較高，且對以后的維修管理造成不便?；蛘咴谄貧獬厍霸O(shè)置一個水力停留時間約為15min的選擇器，一般能很有效的抑制絲狀菌的生長。 對于間歇式進水的SBR工藝來說，反應(yīng)器本身是完全混合式的，而且在時間上其污染物的基質(zhì)就存在濃度梯度，所以無需再另設(shè)選擇器。通常間歇式SBR工藝產(chǎn)生污泥膨脹的原因是，污泥濃度過高，而進水有機物濃度偏低或水量偏小而導(dǎo)致污泥負(fù)荷偏低。對于這種情況，降低排出比，提高基質(zhì)初始濃度，并對SBR強制排泥，一般就能夠?qū)ξ勰嗯蛎洭F(xiàn)象進行有效的控制。而對于連續(xù)進水的SBR如ICEAS和CASS等工藝如果發(fā)生污泥膨脹的話，就有必要在進水端設(shè)置一個預(yù)反應(yīng)區(qū)或生物反應(yīng)器了。 B. 低負(fù)荷活性污泥工藝 低負(fù)荷活性污泥工藝曝氣池內(nèi)基質(zhì)濃度較低，絲狀菌容易獲得較高的增長效率，所以是最容易產(chǎn)生污泥膨脹。除了在水質(zhì)和曝氣上想辦法外，最根本和有效的是將曝氣池分成多格且以推流方式運行，或增設(shè)一個分格設(shè)置的小型預(yù)曝氣池作為生物選擇器，在這個選擇器內(nèi)采用高污泥負(fù)荷，吸附部分有機物并消除有機酸。這個辦法不但有助于抑制污泥膨脹，并能有效的改善生化處理效果。在曝氣池內(nèi)增加填料的方法也同樣在低負(fù)荷完全混合工藝中適用。 對于A/O和A2/O工藝可通過在在好氧段前設(shè)置缺氧段和厭氧段以及污泥回流系統(tǒng)，使混合菌群交替處于缺氧和好氧狀態(tài)，并使有機物濃度發(fā)生周期性變化，這既控制了污泥膨脹又改善了污泥的沉降性能。而交替工作式氧化溝和UNITANK工藝等連續(xù)進水的系統(tǒng)因為其本身在時間和空間上就有了實際上的“選擇器”，所以對污泥膨脹有著效強的控制能力。如果這兩種工藝發(fā)生污泥膨脹，則可通過調(diào)整曝氣控制溶氧量和控制回流污泥量來調(diào)節(jié)池內(nèi)的污泥負(fù)荷及DO，通過一段時間的改善，一般能夠控制住污泥膨脹現(xiàn)象。 3、 總結(jié) 總的來說，污泥膨脹由于絲狀菌的種類繁多，且生長適宜的環(huán)境也不盡相同。在不同工藝不同水質(zhì)的情況下，微生物的生長環(huán)境非常微妙，這就要求發(fā)生污泥膨脹時，需要水處理工作者根據(jù)實際情況作大量切實的實驗和分析，大膽實踐，才能解決污泥膨脹問題。這里對本文觀點作一個總結(jié)。 絲狀菌是生長處理微生物中不可缺少的一部份。污泥膨脹現(xiàn)象在于絲狀菌的過度生長，消除污泥膨脹的根本在于使絲狀菌與活性污泥菌膠團平衡生長；完全混合式較推流式更產(chǎn)生污泥膨脹，低污泥負(fù)荷較高污泥負(fù)荷易易產(chǎn)生污泥膨脹；進水水質(zhì)在水溫、pH、營養(yǎng)成份及是否有處理前的消化反應(yīng)等方面是處理污泥膨脹應(yīng)該首先考察的問題；高負(fù)荷下的污泥膨脹一般在于溶氧不足；低負(fù)荷下的污泥膨脹采用生物選擇器是行之有效的辦法。由于絲狀菌的多樣性，關(guān)于污泥膨脹的理論解釋和實際報道仍有很多不盡一致，引起活性污泥上浮的主要因素 進水水質(zhì) 過量的表面活性物質(zhì)和油脂類化合物 這類物質(zhì)可以影響細(xì)胞質(zhì)膜的穩(wěn)定性和通透性，使細(xì)胞的某些必要成分流失而導(dǎo)致微生物生長停滯和死亡。當(dāng)曝氣池進水中含有大量這類物質(zhì)時，會產(chǎn)生大量泡沫（氣泡），這些氣泡很容易附聚在菌膠團上，使活性污泥的比重降低而上浮。另外，當(dāng)進水含油脂量過高時，經(jīng)過曝氣與混合，油脂會附聚在菌膠團表面，使細(xì)菌缺氧死亡，導(dǎo)致比重降低而上浮[1-3]。 2 pH值沖擊 過高或過低的pH值會影響活性污泥微生物胞外酶及存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞壁里酶的催化作用以及微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。當(dāng)連續(xù)流曝氣反應(yīng)池內(nèi)pH＜4.0或pH＞11.0時，多數(shù)情況下活性污泥中微生物活性受到抑制，或失去活性，甚至死亡，以致發(fā)生污泥上浮[4]。用SBR法處理啤酒廢水和化工廢水的實驗結(jié)果表明：當(dāng)進水pH值為2.5－5.0和10.0－12.0時，pH值越低（或越高），污泥活性受抑制越嚴(yán)重，上浮污泥量越多?？刂频蚿H值（3.5-7.0）的反應(yīng)周期內(nèi)pH值不變，兩種廢水的活性污泥在pH≤5.5時就開始出現(xiàn)污泥上浮[5-6]。另一方面，隨著pH值的增加，由于胞外聚合物（Extra Celluar　Polymer）的電離官能團增加，活性污泥絮凝作用增加（盡管帶的負(fù)電性增加），但當(dāng)pH值超過一定范圍后，絮凝作用下降?？梢?，這時的電排斥作用增加，也會造成活性污泥脫絮（懸浮、不絮凝、反絮凝（deflocculation）和上浮[6]。 3 鹽含量的影響 對進水的pH值調(diào)整不能消除堿度對活性污泥的影響。對堿性進水調(diào)pH值，雖然中和了堿性物質(zhì)，但產(chǎn)生了鹽。鹽溶液濃度不同其滲透壓也不同，滲透壓是影響微生物生存的重要因素之一[7]。如微生物所處的溶液滲透壓發(fā)生突變，就會導(dǎo)致細(xì)胞死亡。 4 水溫過熱 組成活性污泥的微生物適合的溫度范圍一般為15－35℃，超過45℃時會使活性污泥中大部分微生物死亡而上?。ń?jīng)過長期馴化的或特殊微生物除外）[8]。另外，Klaus Kriebitzsch等在用SBR工藝測定溫度對細(xì)胞內(nèi)酶活性影響的試驗中也發(fā)現(xiàn)，溫度在20、30和40℃時酶活性較好，大于50℃之后，酶的活性明顯下降。 5 致毒性底物 對好氧活性污泥微生物有致毒作用的底物主要包括：含量過高的COD、有機物（酚及其衍生物，醇，醛和某些有機酸等）、硫化物、重金屬及鹵化物。高底物濃度可與細(xì)胞酶活動中心形成穩(wěn)定的化合物，導(dǎo)致基質(zhì)不能接近，無法被降解，甚至使細(xì)胞中毒死亡。重金屬離子進人細(xì)胞后主要與酶或蛋白質(zhì)上的-SH基結(jié)合而使之失活或變性。微量的重金屬離子還能在細(xì)胞內(nèi)不斷積累最終對微生物發(fā)生毒害作用（微動作用）。鹵化物最常見的是碘和氯，碘不可逆地與菌體蛋白質(zhì)（或酶）的酪氨酸結(jié)合，生成二碘酪氨酸，使菌體失活。氯與水合成次氯酸，其分解產(chǎn)生強氧化劑。而且廢水中有機物的突變，使原被馴化好的并能降解有機毒物的微生物減少或消失。 2 工藝運行 1 過量曝氣 微生物處于饑餓狀態(tài)而引起自身氧化進人衰老期，池中溶解氧濃度（DO）上升；或者由于污泥活性差，曝氣葉輪線速度過高，供氧過多?？傊?，DO上升，短期內(nèi)污泥活性可能很好，因為新陳代謝快，有機物分解也快，但時間一久，污泥被打得又輕又碎（但無氣泡），象霧花片似的飄滿沉淀池表面，隨水流走。這種污泥色淺，活性差，耗氧速率下降，污泥體積和污泥指數(shù)增高，處理效果明顯降低。 2 缺氧引起的污泥上浮 污泥呈灰色，若缺氧過久則呈黑色，并常帶有小氣泡。 3 反硝化引起的污泥上浮 當(dāng)廢水中有機氨化合物含量高或氨氮高時，在適宜條件下可被硝酸菌和亞硝酸菌氧化為NO3-，如二沉池積泥或停留時間過長，NO3-還原產(chǎn)生的N2會被活性污泥絮凝體所吸附，使得活性污泥上浮。 4 回流量太大引起的污泥上浮 回流量突增，會使氣水分離不徹底，曝氣池中的氣泡帶到沉淀區(qū)上浮，這種污泥呈顆粒狀，顏色不變，上翻的方向是從導(dǎo)流區(qū)壁直向沉淀區(qū)壁成湍流翻動。 5 二沉池池底積泥引起的污泥上浮 如果二沉池底泥發(fā)酵，產(chǎn)生的CO2和H2也會附聚在活性污泥上，使污泥比重降低而上浮。污泥腐化產(chǎn)生CH4、H2S后卜浮，首先是一個個小氣泡逸出水面，緊接著有黑色污泥上浮。 3 活性污泥絲狀菌過量生長及其控制產(chǎn)生的污泥上浮 1 溫度與負(fù)荷 微絲菌（Mocrothrix patvicella）的最佳生長條件是溫度在12－15℃，污泥負(fù)荷小于0.1kg/（kg·d）。它的天然疏水性會引起活性污泥的脫水性差，最高為490mL/g。在溫度高于20℃后、即使污泥負(fù)荷是0.2kg/(kg·d)，M.parvicella也不增值。它打碎成30－80μm的碎片，成浮渣形式而上浮。 2 表面活性物質(zhì)、類脂化合物及機械應(yīng)力作用 引起低負(fù)荷膨脹和污泥上浮的最頻繁的絲狀菌是：微絲菌、0092型、0041型。在進水中表面活性物質(zhì)和類脂化合物濃度的升高、接種和機械應(yīng)力也會引起放線菌（Actinomycetes）的增長。Kappeleretal觀察到機械應(yīng)力（如離心泵）損壞緊密的活性污泥絮凝體并導(dǎo)致微絲菌的過量增長[9]。 3 過量投加絲狀菌抑制劑 在曝氣池流出槽中注人過氧化氫，數(shù)天后，絲狀菌就消失，SVI從580mL/g下降至178mL/g。且過氧化氫也有確保曝氣池DO和去除H2S臭味的效果。但若加人量太多會引起活性污泥的活性抑制及污泥上浮。 2. 活性污泥系統(tǒng)的控制周期問題 處理廠對活性污泥系統(tǒng)很難做到時時刻刻進行調(diào)控。那么每隔多長時間就應(yīng)對工藝進行調(diào)整一次呢？也就是說，工藝控制周期應(yīng)該是多長？ 我們首先討論曝氣系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。對曝氣系統(tǒng)可以進行所謂的實時控制，使曝氣池混合液的DO值時時刻刻維持在所要求的數(shù)值。很多處理廠一般都設(shè)有DO自動控制系統(tǒng)，一旦DO偏離設(shè)定值，通過調(diào)節(jié)曝氣量，可在幾分鐘或十幾分鐘之內(nèi)使DO恢復(fù)到設(shè)定值。對曝氣系統(tǒng)進行實時控制是必要的，因為DO太高，將使能耗增加，DO太低將抑制微生物的活性，降低處理效果。通過實時控制，可使活性污泥時刻處于好氧狀態(tài)，并且不使DO成為限制性因素。 回流的作用是補充曝氣流出的活性污泥。當(dāng)入流水質(zhì)水量變化時，自然也希望能隨時調(diào)整回流比。但污水在活性污泥系統(tǒng)中一般要停留8h以上，以回流比進行某種調(diào)節(jié)之后，其效果可能要幾小時之后才能反映出來。因此，通過回流比調(diào)節(jié)，無法控制污水水質(zhì)水量的隨時變化。一般情況下，每月之內(nèi)可保持恒定的回流比。在運行管理中，回流比作為應(yīng)付突發(fā)情況的一種暫時手段是很有用的。例如當(dāng)發(fā)現(xiàn)二沉池泥水界面突然升至很高時，可迅速增大回流比，將水界面降下來，保證不造成污泥流失。然后再分析原因，尋找其他措施，待問題解決之后，再將回流比調(diào)回原值?；亓鞅入m可長期保持恒定，但必須每天檢查其是否合理，如不合理，可隨時作調(diào)整。 排泥操作對活性污泥系統(tǒng)的功能及處理效果影響很大，但這種影響很慢。例如，通過調(diào)節(jié)排泥量控制活性污泥中絲狀微生物的過度繁殖，其效果一般要經(jīng)過2～3倍泥齡之后才能看出來。也就是說，當(dāng)泥齡5d時，要經(jīng)過10～15d之后才能觀察到調(diào)節(jié)排泥量所帶來的控制效果。因此，也無法通過排泥量操作來控制入流水質(zhì)水量的日變化，當(dāng)排泥量調(diào)節(jié)見效時，發(fā)生變化的那股污水早已流出系統(tǒng)。但排泥量的多少，應(yīng)利用F/M或SRT值每天進行核算。 環(huán)境技術(shù)網(wǎng)! 綜上所述，曝氣系統(tǒng)應(yīng)實時控制；回流比可在較長的時間內(nèi)維持恒定，但應(yīng)每天檢查核算；排泥量亦可在j較長的時段內(nèi)維持恒定，但應(yīng)每天核算。當(dāng)進入污水流量發(fā)生變化或水質(zhì)突變時，應(yīng)隨時采取控制對策，或重新進行運行調(diào)度。 二、異常問題對策 由于工藝控制不當(dāng)，進水水質(zhì)變化以及環(huán)境因素變化等原因會導(dǎo)致污泥膨脹、生物相異常、污泥上浮、生物泡沫出現(xiàn)等生物異常現(xiàn)象，這些問題如不立即解決，最終都會導(dǎo)致出水質(zhì)量的降低。 1.污泥膨脹及其控制 污泥膨脹是活性污泥常見的一種異常現(xiàn)象，系指活性污泥由于某種因素的改變，產(chǎn)生沉降性能惡化，不能在二沉池內(nèi)進行正常的泥水分離，污泥隨出水流失。發(fā)生污泥膨脹以后，流出的污泥會使出水SS超標(biāo)，如不立即采取控制措施，污泥繼續(xù)流失會使曝氣池的微生物量銳減，不能滿足分解污染物的需要，從而最終導(dǎo)致出水BOD5也超標(biāo)。活性污泥的SVI值在100左右時，其沉降性能最佳，當(dāng)SVI超過150時，預(yù)示著活性污泥即將或已經(jīng)處于膨脹狀態(tài)，應(yīng)立即予以重視。在沉降試驗中，如發(fā)現(xiàn)區(qū)域沉降速度低于0.6m/h，也應(yīng)引起重視。在活性污泥鏡檢中，如發(fā)現(xiàn)絲狀菌的豐度逐漸增大，至（d）級時，應(yīng)予以重視，至（e）級時，污泥處于膨脹狀態(tài)。絲狀菌豐度至（f）級，說明污泥處于嚴(yán)重膨脹狀態(tài)。 污泥膨脹總體上分為兩大類：絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹。前者系活性污泥續(xù)絮體中的絲狀菌過度繁殖，導(dǎo)致的膨脹；后者系菌膠團細(xì)菌本身生理活動異常產(chǎn)生的膨脹。 （1）絲狀菌膨脹的存在條件及成因 正常的活性污泥中都含有一定量的絲狀菌，它是形成活性污泥絮體的骨架材料。活性污泥中絲狀菌數(shù)量太少或沒有，則形不成大的絮體，沉降性能不好；絲狀菌過度繁殖，則形成絲狀菌污泥膨脹。在正常的環(huán)境中，菌膠團的生長速率大于絲狀菌，不會出現(xiàn)絲狀菌過度繁殖；如果環(huán)境條件發(fā)生變化，絲狀菌由于其表面積較大，抵抗環(huán)境變化的能力比菌膠團細(xì)菌強，其數(shù)量超過菌膠團細(xì)菌，從而過度繁殖導(dǎo)致絲狀菌污泥膨脹。引起環(huán)境條件變化的因素有以下幾個方面： 1)進水中有機物質(zhì)太少，導(dǎo)致微生物食料不足； 2) 進水中氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)不足； 3) pH值太低，不利于細(xì)菌生長； 4) 曝氣池內(nèi)F/M太低，微生物食料不足； 5) 混合液內(nèi)溶解氧DO太低，不能滿足需要； 6)水水質(zhì)或水量波動太大，對微生物造成沖擊。 出現(xiàn)以上情況之一，均可為絲狀菌過度繁殖提供必要條件，導(dǎo)致絲狀菌污泥膨脹。另外，絲狀菌大量繁殖的適宜溫度在25～30℃，因而夏季益發(fā)生絲狀菌污泥膨脹。以上所述的絲狀菌指球衣菌，當(dāng)入流污水“腐化”、產(chǎn)生出較多的H2S（超過1～2mg/L）時，還會導(dǎo)致絲狀菌硫磺細(xì)菌（絲硫菌）的過量繁殖，導(dǎo)致絲硫菌污泥膨脹。 污泥膨脹總體上分為兩大類：絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹。前者系活性污泥續(xù)絮體中的絲狀菌過度繁殖，導(dǎo)致的膨脹；后者系菌膠團細(xì)菌本身生理活動異常產(chǎn)生的膨脹。 （1）絲狀菌膨脹的存在條件及成因 正常的活性污泥中都含有一定量的絲狀菌，它是形成活性污泥絮體的骨架材料?；钚晕勰嘀薪z狀菌數(shù)量太少或沒有，則形不成大的絮體，沉降性能不好；絲狀菌過度繁殖，則形成絲狀菌污泥膨脹。在正常的環(huán)境中，菌膠團的生長速率大于絲狀菌，不會出現(xiàn)絲狀菌過度繁殖；如果環(huán)境條件發(fā)生變化，絲狀菌由于其表面積較大，抵抗環(huán)境變化的能力比菌膠團細(xì)菌強，其數(shù)量超過菌膠團細(xì)菌，從而過度繁殖導(dǎo)致絲狀菌污泥膨脹。引起環(huán)境條件變化的因素有以下幾個方面： 1)進水中有機物質(zhì)太少，導(dǎo)致微生物食料不足； 2) 進水中氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)不足； 3) pH值太低，不利于細(xì)菌生長； 4) 曝氣池內(nèi)F/M太低，微生物食料不足； 5) 混合液內(nèi)溶解氧DO太低，不能滿足需要； 6)水水質(zhì)或水量波動太大，對微生物造成沖擊。 出現(xiàn)以上情況之一，均可為絲狀菌過度繁殖提供必要條件，導(dǎo)致絲狀菌污泥膨脹。另外，絲狀菌大量繁殖的適宜溫度在25～30℃，因而夏季益發(fā)生絲狀菌污泥膨脹。以上所述的絲狀菌指球衣菌，當(dāng)入流污水“腐化”、產(chǎn)生出較多的H2S（超過1～2mg/L）時，還會導(dǎo)致絲狀菌硫磺細(xì)菌（絲硫菌）的過量繁殖，導(dǎo)致絲硫菌污泥膨脹。 污泥膨脹總體上分為兩大類：絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹。前者系活性污泥續(xù)絮體中的絲狀菌過度繁殖，導(dǎo)致的膨脹；后者系菌膠團細(xì)菌本身生理活動異常產(chǎn)生的膨脹。 （1）絲狀菌膨脹的存在條件及成因 正常的活性污泥中都含有一定量的絲狀菌，它是形成活性污泥絮體的骨架材料?；钚晕勰嘀薪z狀菌數(shù)量太少或沒有，則形不成大的絮體，沉降性能不好；絲狀菌過度繁殖，則形成絲狀菌污泥膨脹。在正常的環(huán)境中，菌膠團的生長速率大于絲狀菌，不會出現(xiàn)絲狀菌過度繁殖；如果環(huán)境條件發(fā)生變化，絲狀菌由于其表面積較大，抵抗環(huán)境變化的能力比菌膠團細(xì)菌強，其數(shù)量超過菌膠團細(xì)菌，從而過度繁殖導(dǎo)致絲狀菌污泥膨脹。引起環(huán)境條件變化的因素有以下幾個方面： 1)進水中有機物質(zhì)太少，導(dǎo)致微生物食料不足； 2) 進水中氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)不足； 3) pH值太低，不利于細(xì)菌生長； 4) 曝氣池內(nèi)F/M太低，微生物食料不足； 5) 混合液內(nèi)溶解氧DO太低，不能滿足需要； 6)水水質(zhì)或水量波動太大，對微生物造成沖擊。 出現(xiàn)以上情況之一，均可為絲狀菌過度繁殖提供必要條件，導(dǎo)致絲狀菌污泥膨脹。另外，絲狀菌大量繁殖的適宜溫度在25～30℃，因而夏季益發(fā)生絲狀菌污泥膨脹。以上所述的絲狀菌指球衣菌，當(dāng)入流污水“腐化”、產(chǎn)生出較多的H2S（超過1～2mg/L）時，還會導(dǎo)致絲狀菌硫磺細(xì)菌（絲硫菌）的過量繁殖，導(dǎo)致絲硫菌污泥膨脹。 （2）非絲狀菌膨脹的存在條件及成因 非絲狀菌膨脹系由于菌膠團細(xì)菌生理活動異常，導(dǎo)致活性污泥沉降性能的惡化。這類污泥膨脹又可分二種，一種是由于進水口含有大量的溶解性的有機物，使污泥負(fù)荷F/M太高，而進水中又缺乏足夠的氧、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，或者混合液內(nèi)溶解氧不足。高F/M時，細(xì)菌會很快把大量的有機物吸入體內(nèi)，而由于缺乏氮、磷或DO不足，又不能在體內(nèi)進行正常的分解代謝。此時，細(xì)菌會向體外分泌出過量的多聚糖類物質(zhì)。這些物質(zhì)由于分子式中含有很多氫氧基而具有較強的親水性，使活性污泥的結(jié)合水高達(dá)400％（正常污泥結(jié)合水為100％左右），呈粘性的凝膠狀，使活性污泥在二沉池內(nèi)無法進行有效的泥水分離及濃縮。這種污泥膨脹有時稱為粘性膨脹。 另一種絲狀菌膨脹是進水中含有較多的毒性物質(zhì)，導(dǎo)致活性污泥中毒，使細(xì)菌不能分泌出足夠量的粘性物質(zhì)，形不成絮體，從而也無法在二沉池內(nèi)進行泥水分離。這種污泥膨脹稱為低粘性膨脹或污泥的離散增長。 3）污泥膨脹的控制措施 污泥膨脹控制措施大體可分成三大類，一類是臨時控制措施，另一類是工藝運行調(diào)節(jié)控制措施，第三類是永久性控制措施。 臨時控制措施主要用于控制由于臨時原因造成的污泥膨脹，防止污泥流失，導(dǎo)致SS超標(biāo)。臨時控制措施包括污泥助沉法和滅菌法二類。污泥助沉法系指向發(fā)生膨脹的污泥中加入助凝劑，增大活性污泥的密度，使之在二沉池內(nèi)易于分離。常用的助凝劑有聚合氯化鐵、硫酸鐵、硫酸鋁和聚丙烯酰胺等有機高分子絮凝劑。有的小處理廠還加粘土或硅藻土作為助凝劑。助凝劑投加量不可太多，否則易破壞細(xì)菌的生物活性，降低處理效果。FeCl3常用的投加量為5～10mg/L。滅菌法系指向發(fā)生膨脹的污泥中投加化學(xué)藥劑，殺滅或抑制絲狀菌，從而達(dá)到控制絲狀菌污泥膨脹的目的。常用的滅菌劑有NaClO，ClO2，Cl2，H2O2和漂白粉等種類。由于大部分處理廠都設(shè)有出水加氯消毒系統(tǒng)，因而加氯量控制絲狀菌污泥膨脹成為最普遍的一種方法。具體操作步驟如下： 1)運行實踐及歷史數(shù)據(jù)積累，確定一個臨界SVI值。當(dāng)污泥指數(shù)低于該臨界值時，不影響二沉池的泥水分離及出水水質(zhì)。該臨界值為最大允許污泥指數(shù)SVIm。 2)持續(xù)測定SVI超過SVIm的次數(shù)和程度，決定是否采取控制措施。 3)選擇最佳加氯點。首先應(yīng)考慮到氯能在污泥中充分均勻混合，并盡快與絲狀菌接觸。其次盡量選擇有機物含量較低的部位做投加點，以便降低投藥量。因此，最佳加氯點是在回流污泥泵上，如果渠道上有攪拌設(shè)備，則投加點設(shè)在攪拌設(shè)備附近，如無攪拌設(shè)備，則宜設(shè)在回流泵附近。 4)氯量的計算。一般按系統(tǒng)內(nèi)的污泥總量計算加氯量： m=K·M 式中 K－－單位污泥每日加氯量，8～10kgkgCl2/(kg·d); M－－系統(tǒng)活性污泥總量。 5）核算加氯點污泥中氯的濃度。氯是對微生物無選擇性的殺傷劑既能殺滅絲狀菌，也能殺傷菌膠團細(xì)菌。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制投加點氯的濃度。一般控制在35mg/L以下。 6）實際加氯過程中，應(yīng)由小劑量逐漸進行，并隨時觀察SVI值及生物相。當(dāng)發(fā)現(xiàn)SVI值低于SVIm或鏡檢觀察到絲狀菌菌絲溶液，應(yīng)立即停止加氯。開始加氯量可取由（m=K·M）式計算出的加氯量的1/5，然后每日逐漸增大，一般需持續(xù)3倍泥齡長的時間能控制住。 最后需要強調(diào)，滅菌法適用于絲狀菌污泥膨脹，而助沉法一般用于非絲狀菌污泥膨脹。 工業(yè)運行調(diào)節(jié)控制措施用于運行控制不當(dāng)產(chǎn)生的污泥膨脹。例如，由DO太低導(dǎo)致的污泥膨脹，可以增加供氧來解決；由于pH值太低導(dǎo)致的污泥膨脹，可以通過增加預(yù)曝氣來解決；由于氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)的缺乏導(dǎo)致的污泥膨脹，可以投加應(yīng)用物質(zhì)；由于低負(fù)荷導(dǎo)致的污泥膨脹，可以在不降低處理功能的前提下，適當(dāng)提高F/M。另外，對混合液進行適當(dāng)?shù)臄嚢?，也有利于絲狀菌污泥膨脹的控制。 永久性控制措施系指對現(xiàn)有處理措施進行改造，或設(shè)計新廠時予以充分考慮，使污泥膨脹不發(fā)生，以防為主。常用的永久性措施是曝氣池前設(shè)生物選擇器。通過選擇器對微生物進行選擇培養(yǎng)，即在系統(tǒng)內(nèi)只允許菌膠團細(xì)菌的增長繁殖，不允許絲狀菌大量繁殖。選擇器有三種：好氧選擇器、缺氧選擇器和厭氧選擇器。這些所謂的選擇器一般只是在曝氣池首端劃出一格進行攪拌，使污泥與污水充分混合接觸，污水在選擇器中的水力停留時間一般為5～30min，常采用20min左右。好氧選擇器內(nèi)需對污水進行曝氣充氧，使之處于好氧狀態(tài)，而缺氧選擇器和厭氧選擇器只攪拌不曝氣。好氧選擇器防止污泥膨脹的機理是提供一個DO充足，食料充足的高負(fù)荷區(qū)，讓菌膠團率先搶占有機物，不給絲狀菌過度繁殖的機會。在完全混合活性污泥工藝的曝氣池前段，設(shè)一個好氧選擇器，其控制污泥膨脹的效果是非常明顯的。缺氧選擇器與厭氧選擇器的設(shè)施和設(shè)備完全一樣，它們發(fā)揮什么樣的功能完全取決于活性污泥的泥齡。當(dāng)泥齡較長時，會發(fā)生較完全的硝化，選擇器內(nèi)會含有較多硝酸鹽，此時為缺氧選擇器。當(dāng)泥齡較短時，選擇器內(nèi)既無溶解氧，也無硝酸鹽，此時為厭氧選擇器。缺氧選擇器控制污泥膨脹的原理，是絕大部分菌膠團細(xì)菌能利用選擇器內(nèi)硝酸鹽中的化合態(tài)氧作氧源，進行生物繁殖，而絲狀菌（球衣菌）沒有這個功能，因而在選擇器內(nèi)受到抑制，增殖落后于菌膠團細(xì)菌，大大降低了絲狀菌膨脹發(fā)生的可能。厭氧選擇器控制污泥膨脹的原理是，絕大部分種類的絲狀菌（球衣菌）都是絕對好氧，在絕對厭氧狀態(tài)下將受到抑制。而絕大部分的菌膠團細(xì)菌為兼性菌。在厭氧狀態(tài)下將進行厭氧代謝，繼續(xù)增殖。但是，厭氧選擇器的設(shè)置，會導(dǎo)致產(chǎn)生絲硫菌污泥膨脹的可能性，因為菌膠團細(xì)菌厭氧代謝會產(chǎn)生硫化氫，從而為絲狀菌的繁殖提供條件。因此，厭氧選擇器的水力停留時間不宜太長。將現(xiàn)有傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)稍加改造成一些變形工藝，如吸附再生工藝，逐點進水工藝等形式，也能有效地防止污泥膨脹地發(fā)生。另外，近年來出現(xiàn)的一些新工藝，如A2-O、A-B、SBR等工藝也能有效地防止污泥膨脹。 2.生物泡沫及其控制 泡沫是活性污泥法處理廠中常見的運行現(xiàn)象。泡沫分為兩種，一種是化學(xué)泡沫，另一種是生物泡沫?；瘜W(xué)泡沫是由于污水中的洗滌劑以及一些工業(yè)用表明活性物質(zhì)在曝氣的攪拌和吹脫作用下形成的。在活性污泥培養(yǎng)初期，化學(xué)泡沫較多，有時在曝氣池表面會形成高達(dá)幾米的泡沫山。這主要是因為初期活性污泥尚未形成，所有產(chǎn)生泡沫的物質(zhì)在曝氣作用下都形成了泡沫。隨著活性污泥的增多，大量洗滌劑或表面物質(zhì)會被微生物吸收分解掉，泡沫也會逐漸消失。正常運行的活性污泥系統(tǒng)中，由于某種原因造成污泥大量流失，導(dǎo)致F/M劇增，也會產(chǎn)生化學(xué)泡沫?；瘜W(xué)泡沫處理較容易，可以用水沖消泡，也可加消泡劑。較難處理的是生物泡沫，它是由稱作諾卡氏菌的一類絲狀菌形成的?；瘜W(xué)泡沫呈乳白色，而生物泡沫呈褐色，可在曝氣池上堆積很高，并進入二沉池隨水流走，產(chǎn)生一系列衛(wèi)生問題。首先，生物泡沫蔓延至走道板上，使操作人員無法正常維護。另外，生物泡沫在冬天能結(jié)冰，清理起來異常困難。夏天生物泡沫會隨風(fēng)飄蕩，形成不良?xì)馕丁Ｄ壳?，預(yù)防醫(yī)學(xué)還認(rèn)為諾卡氏菌極有可能成為人類的病原菌。如果采用表明曝氣設(shè)備，生物泡沫還能組織正常的曝氣充氧，使混合液DO降低。生物泡沫還能隨排泥進入泥區(qū)，干擾濃縮池及消化池的運行。用水沖無法沖散生物泡沫，消泡劑作用也不大。有的處理廠曾嘗試用加氯解決，但收效不大，因為諾卡氏菌產(chǎn)生于活性污泥絮體內(nèi)部。增大排泥，降低SRT，有時稍有效果，但不能從根本上解決問題。因為已發(fā)現(xiàn)諾卡氏菌有很多種，絕大部分的世代期長，而有的世代期僅2d，采用增大排泥方法，只能去除世代期長的那部分諾卡氏菌。綜上所述，生物泡沫控制的根本措施是從根源上入手，以防為主。 已經(jīng)知道，諾卡氏菌是形成生物泡沫的主要原因。這種絲狀菌為樹枝狀絲體，其細(xì)胞中蠟質(zhì)的類脂化合物含量可高達(dá)11％，細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞壁中都含有大量類脂物質(zhì)，具有極強的疏水性，密度較小。在曝氣作用下，菌絲體能伸出液面，形成泡沫。諾卡氏菌在溫度較高（＞20℃）、富油脂類物質(zhì)的環(huán)境中易大量繁殖。因此，入流污水中含油及脂類物質(zhì)較多的處理廠（入大量賓館飯店污水排入）或初沉池浮渣去除不徹底的處理廠易產(chǎn)生生物泡沫。在上述處理廠中，夏天又比冬天易產(chǎn)生生物泡沫。雖然諾卡氏菌世代期有長有短，但絕大部分都在9d以上，因而超低負(fù)荷的活性污泥系統(tǒng)中更易產(chǎn)生生物泡沫。 3.污泥上浮問題及其控制 污泥上浮廣義上泛指污泥在二沉池內(nèi)上浮，但在運行管理中，專指由于污泥在二沉池內(nèi)發(fā)生酸化或反硝化導(dǎo)致的污泥上浮。發(fā)生污泥上浮的污泥，本身不存在質(zhì)量問題，其生物活性和沉降性能都很正常。當(dāng)這些正常的污泥在二沉池內(nèi)停留時間太長時，由于缺乏溶解氧而發(fā)生酸化，產(chǎn)生H2S氣體附在污泥絮體上，使其密度減小，造成污泥上浮。當(dāng)系統(tǒng)的SRT較長，發(fā)生硝化以后，進入二沉池的混合液中會有大量的硝酸鹽，污泥在二沉池內(nèi)由于缺乏溶解氧而發(fā)生反硝化，造成污泥上浮，大量流失，導(dǎo)致運行徹底失敗。