活性污泥膨胀及其诱因

关键词活性污泥;污泥膨胀;诱因

0.引言

活性污泥法自1914年被A1dern和Leekett发明,由于其经济、可靠的优势而得到广泛应用,并随着实际运行产生了阶段曝气、渐减曝气、AB工艺、A/O工艺、A2/O等系列变形工艺,但无论是哪种改进的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀现象,并且活性污泥膨胀现象发生非常广泛,活性污泥膨胀能够降低污泥沉降性能,影响出水水质。因此污泥膨胀成为活性污泥法困扰人们最大的难题之一。

1.活性污泥膨胀概述

活性污泥膨胀是指污泥体积膨胀,含水率上升,不易沉淀。Eikelboom按污泥絮体平均直径的大小将污泥分成大(500μm)、中(150-500μm)、小(15Oμm)三个等级,絮体尺寸不同的污泥,其界面沉淀速度有很大差异。污泥的沉降性能主要靠污泥容积指数(SVI)来描述,良好的活性污泥的SVI值小于100ml/g【1】。

活性污泥发生膨胀后,由于膨胀污泥含水率高,不易沉淀,造成污泥流失增多。活性污泥膨胀常从以下几个方面判定【2】:①丝状菌引起的污泥膨胀中,丝状菌总长度大于lx104m/g等;② 污泥松散,污泥体积指数较大,一般认为SVI值超过200则标志已产生污泥膨胀;③沉降性能差,区域沉降速度小。

1.1活性污泥膨胀特点

膨胀污泥有以下几个特点:一、发生几率高。据统计,,在美国60% ,德国50% ,意大利50%的污水厂存在污泥膨胀问题。我国的绝大多数活性污泥法工艺的污水厂,也不同程度地存在污泥膨胀现象;二是普遍性强。污泥膨胀现象活性污泥及其演变而来的各种工艺中都存在;三是危害严重。发生污泥膨胀现象后能够造成污泥流失、出水悬浮物(SS)超标,最终导致处理能力大大降低【3】。

1.2活性污泥膨胀的分类

活性污泥膨胀有两种类型:一是丝状菌性污泥膨胀,由于丝状菌的大量繁殖而引起的丝状菌性污泥膨胀;二是非丝状菌性污泥膨胀,由于菌胶团细菌体内大量积累高粘性多糖类物质而引起的非丝状菌性膨胀。近年来又有人发现枯草杆菌和大肠杆菌也能引起污泥膨胀现象。

1.2.1 丝状菌性膨胀

丝状菌引起污泥膨胀是在污泥膨胀诱因诱发下导致丝状菌在同菌胶团的竞争中能够强势增长造成。目前可辨识的丝状污泥膨胀絮体有两种类型:第一类是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;第二类是具有更开放(或扩散)的结构,由细菌沿丝状菌凝聚,形成细长的絮体【4】。在解释丝状污泥膨胀现象上,有多种解释方法:①、(A/V)假说。当混合液中基质受到限制或控制时,由于比表面积大的丝状菌获取基质的能力要强于菌胶团,因而菌胶团受到抑制,丝状菌能够大量繁殖,占据主导地位,最终导致污泥膨胀;②、选择性理论。该理论以微生物生长动力学为基础,根据不同种类微生物具有不同的最大生长速率和饱和常数分析丝状菌与菌胶团细菌的竞争情况。丝状菌具有低的最大生长速率和饱和常数,在低基质浓度、DO值时具有较高的生长速率,而菌胶团则刚好相反。③、饥饿假说。该假说将活性污泥中微生物分为三类,第一类是菌胶团细菌,第二类是具有高基质亲和力但生长缓慢的耐饥饿丝状菌,第三类是对溶解氧有高亲和力、对饥饿高度敏感的快速生长的丝状菌,在低基质浓度下,基质浓度小于某值时,第二类微生物将占优势;当基质浓度大于该值时,只要溶解氧的传递不是限制因素,第一类微生物将占优势;在高基质低溶解氧情况下,第三类微生物将占优势;④、Chudoba于1985年提出了积累/再生(AC/RG)假说。在高负荷条件下,菌胶团微生物累积有机基质的能力强,丝状菌较差。但此时微生物受溶解氧限制和控制,由于丝状菌需氧较少,完成积累/再生的循环较快,生长较快,形成污泥膨胀【5】。