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摘要：本文分析了活性污泥法污水处理系统污泥膨胀、上浮的主要因素。对引起污泥膨胀的水质、温度、pH、DO、负荷等因素及引起污泥上浮的硝化、致毒性底物等因素进行了详细探讨，提出了控制污泥膨胀、上浮的几种技术措施。
关键词： 活性污泥 污泥膨胀 污泥上浮
Abstract: this paper analyzes the method of activated sludge sewage treatment sludge bulking systems, prices of major factor. Caused by the expansion of the sludge of water quality, temperature, pH, DO, load factors and causes prices of sludge nitrification, to the substrate toxicity factors such as discussed in detail, and put forward the control sludge bulking, prices of several technical measures.
Keywords: active sludge sludge bulking floating sludge
中图分类号：[TU992.3] 文献标识码：A 文章编号：
1前言
在采用活性污泥法处理各种废水的运行管理中，因各种原因会使污泥膨胀、上浮导致污泥结构松散、沉降性差，严重破坏整个生化处理过程，不仅影响出水水质，而且由于污泥大量流失，使曝气池中混合液浓度不断降低，污染物去除效果變差。本文研究了某化工污水场活性污泥膨胀上浮的因素，根据实际经验提出了一些较为有效的控制方法。
2污泥膨胀
污泥膨胀从广义上讲是指活性污泥的凝聚性和沉降性的恶化，其表现形式是处理废水呈现浑浊。
污泥膨胀可分为丝状膨胀和高粘性膨胀。丝状膨胀指丝状细菌过度增殖。污泥的絮体是由菌胶团和丝状菌共同组成的，二者相互交织，正常情况下二者比例适当。如果丝状细菌过多，则丝状菌将伸出污泥的絮体之外，使絮体分散，相互间的接触、凝聚很难，导致SVI很高。高粘性膨胀是由于污泥中高粘性的多糖类物质太多所致，它们的持水性能很强，使污泥含水率较高，比重降低，难以沉降。
引起污泥膨胀的主要因素如下。
2.1水质
生产废水中如果含有易于丝状菌吸收的物质过多时，会促进丝状菌繁殖。在生产废水中N、P含量相对不足，由于丝状细菌的表面积大于一般细菌的表面积，故易把废水中不足的N、P吸收，使之达到增殖。
2.2DO
DO过多会造成污泥膨胀。促使处理池中DO上升的第一种情况是，当微生物处于饥饿状态时，引起自身氧化，进入衰老期；第二种情况是，由于污泥活性差，氧吸收率低，供氧过多。总之，DO上升，短期内污泥活性可能很好，新陈代谢快，有机物分解也快，但时间一久，污泥被打得又轻又碎，但无气泡，象雾花片似的飘满二沉池表面，随水流走，影响去除效率。
2.3温度
温度是影响微生物生长和生存的重要因素之一。温度过低，微生物活性不足；温度过高，吸收细胞中生物化学反应速度和生长速率加快。通常温度每升高10℃，生化反应速度就增加1倍。另一方面，细胞的重要组成如蛋白质、核酸等对温度较敏感，随温度的升高而可能遭受不可逆的破坏。适宜活性污泥微生物生长的温度范围为15－35℃。
2.4pH值
活性污泥是一个动态的微生态系统，其中不同种属的微生物对pH值有不同的适宜范围。过高或过低的pH值会影响外酶及存在于细胞质和细胞壁内酶的催化作用，影响微生物对营养物质的吸收，改变生长环境中营养物质的可给性以及有毒物质的毒性，从而影响底物的降解。丝状细菌宜在酸性环境（pH值为4.5－6.5）中生长，活性污泥的菌胶团宜在pH为6－8的环境中生长。
2.5进水负荷
如果生化池内有机物超过正常负荷，污泥膨胀程度提高，使絮体内部DO消耗提高，在菌胶团内部产生了适宜丝状菌生长的低DO条件，从而促使丝状菌的分枝超过絮体，伸入溶液。丝状菌的分枝为细菌的聚合和较大絮体的形成提供了延伸的骨架，加剧了氧的渗透困难，从而导致了内部丝状菌的发展。
3 污泥上浮
3.1硝化
当生产废水中有机氮化合物含量高或氨、氮含量高时，在适宜条件下可被硝酸菌和亚硝酸菌氧化为NO3-。如二沉池厌氧，NO3-就会还原为N2，N2被活性污泥絮凝体所吸附，使得污泥比重<1而上浮。如果二沉池长期厌氧发酵，产生的CO2和H2附聚在活性污泥上，也会使污泥比重降低而上浮。曝气时间过长，污泥在曝气池内氧化进入硝化阶段，一般来讲，出水水质较碳化阶段为好，但是在供氧不足时，则会产生反硝化现象。这种污泥带有小气泡，反硝化刚开始，污泥颜色不变，时间久了污泥变灰色，在沉淀区表面污泥随水凝聚成块流出，或汇集成块停在导流区外壁。如果曝气区内有DO，而沉淀区内缺氧，大部分属于反硝化现象。
3.2致毒性底物
生产废水中对活性污泥微生物有致毒作用的底物主要包括CODCr含量过高的某些有机酸、硫化物、重金属及卤化物等。生产废水成分复杂，有机物浓度高、变化大。高基质浓度可使细胞酶活动中心形成稳定的化合物，导致基质不能接近，无法被降解，甚至使细胞中毒死亡。有机酸能抑制微生物（尤其是霉菌的酶和代谢活性）；重金属离子（主要是Hg+、Ag+和Cu2+）进入细胞后主要与酶或蛋白质上的-SH基结合而使之失活或变性。微量的重金属离子还能在细胞内不断积累最终对微生物发生毒害作用（微动作用）；卤化物致毒物的影响顺序是F >Cl>Br>I。而且废水中有机物的突变，使原被驯化好的并能降解有机毒物的微生物减少或消失，而另一些有机物增多或新的有机毒物出现，这样又须经过一段时间微生物才能适应。因此，当进水CODCr 、有机物急剧变化或含有过量的致毒性底物时，就很容易使活性污泥微生物受冲击破坏而上浮，表现为泥块夹有大量气泡、打碎后有油花飘在水面上。
4 控制污泥膨胀、上浮的技术措施
4.1稳定生化池中某一条池的进水。
让生化池中某一条池从处理系统中脱离出来。让水质较好的生产废水稀释、调节该池的有机物浓度，逐渐降低污泥膨胀和上浮的影响，让其恢复正常状态，然后将其投入运行，再换另一条生化池按同类方法处理。
4.2控制好调节池液位。
因高液位运行会使调节池的缓冲能力下降甚至丧失；而低液位运行不仅调节效果差，且易使调节池底部的杂质进入曝气池，造成活性污泥受冲击而上浮。
4.3合理投加营养盐。
由于生产废水中营养盐比例失调，常常碳源充分而氮、磷等营养物不足，处理此废水时须另外补加。保证生化池C：N：P＝100：5：1。
4.4保证生化池PH值在6.5－8.5之间。
在生化池前端设均衡池，均衡池内投加营养盐，同时投加硫酸和液碱调节PH值。池内安装有在线PH计，根据在线PH计的数值显示向均衡池内投加硫酸或液碱，保证生化池PH值在6.5－8.5 之间。
结束语
本文详细分析了某化工污水场产生污泥膨胀上浮的主要因素，对进水水质、DO、温度、PH值、进水负荷、硝化、致毒物七个方面进行了剖析。在实际生产运行中，为控制污泥膨胀上浮通常采取稳定生化池中某一条池的进水、控制好调节池液位、合理投加营养盐和保证生化池PH值在6.5－8.5之间四项措施，有效地抑制了污泥膨胀和上浮，保证了稳定生产和出水达标。
5 参考文献
1 北京市环境保护科学研究院主编. 三废处理工程技术手册（废水卷）. 北京：化学工业出版社，2000, 495－498.
2 佟玉衡编. 实用废水处理技术. 北京：化学工业出版社，1998，202~204.
3 张希衡 主编. 水污染控制工程（修订版）. 北京：冶金工业出版社.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词： 活性污泥 污泥膨胀 污泥上浮
Abstract: this paper analyzes the method of activated sludge sewage treatment sludge bulking systems, prices of major factor. Caused by the expansion of the sludge of water quality, temperature, pH, DO, load factors and causes prices of sludge nitrification, to the substrate toxicity factors such as discussed in detail, and put forward the control sludge bulking, prices of several technical measures.
Keywords: active sludge sludge bulking floating sludge
中图分类号：[TU992.3] 文献标识码：A 文章编号：
1前言
在采用活性污泥法处理各种废水的运行管理中，因各种原因会使污泥膨胀、上浮导致污泥结构松散、沉降性差，严重破坏整个生化处理过程，不仅影响出水水质，而且由于污泥大量流失，使曝气池中混合液浓度不断降低，污染物去除效果變差。本文研究了某化工污水场活性污泥膨胀上浮的因素，根据实际经验提出了一些较为有效的控制方法。
2污泥膨胀
污泥膨胀从广义上讲是指活性污泥的凝聚性和沉降性的恶化，其表现形式是处理废水呈现浑浊。
污泥膨胀可分为丝状膨胀和高粘性膨胀。丝状膨胀指丝状细菌过度增殖。污泥的絮体是由菌胶团和丝状菌共同组成的，二者相互交织，正常情况下二者比例适当。如果丝状细菌过多，则丝状菌将伸出污泥的絮体之外，使絮体分散，相互间的接触、凝聚很难，导致SVI很高。高粘性膨胀是由于污泥中高粘性的多糖类物质太多所致，它们的持水性能很强，使污泥含水率较高，比重降低，难以沉降。
引起污泥膨胀的主要因素如下。
2.1水质
生产废水中如果含有易于丝状菌吸收的物质过多时，会促进丝状菌繁殖。在生产废水中N、P含量相对不足，由于丝状细菌的表面积大于一般细菌的表面积，故易把废水中不足的N、P吸收，使之达到增殖。
2.2DO
DO过多会造成污泥膨胀。促使处理池中DO上升的第一种情况是，当微生物处于饥饿状态时，引起自身氧化，进入衰老期；第二种情况是，由于污泥活性差，氧吸收率低，供氧过多。总之，DO上升，短期内污泥活性可能很好，新陈代谢快，有机物分解也快，但时间一久，污泥被打得又轻又碎，但无气泡，象雾花片似的飘满二沉池表面，随水流走，影响去除效率。
2.3温度
温度是影响微生物生长和生存的重要因素之一。温度过低，微生物活性不足；温度过高，吸收细胞中生物化学反应速度和生长速率加快。通常温度每升高10℃，生化反应速度就增加1倍。另一方面，细胞的重要组成如蛋白质、核酸等对温度较敏感，随温度的升高而可能遭受不可逆的破坏。适宜活性污泥微生物生长的温度范围为15－35℃。
2.4pH值
活性污泥是一个动态的微生态系统，其中不同种属的微生物对pH值有不同的适宜范围。过高或过低的pH值会影响外酶及存在于细胞质和细胞壁内酶的催化作用，影响微生物对营养物质的吸收，改变生长环境中营养物质的可给性以及有毒物质的毒性，从而影响底物的降解。丝状细菌宜在酸性环境（pH值为4.5－6.5）中生长，活性污泥的菌胶团宜在pH为6－8的环境中生长。
2.5进水负荷
如果生化池内有机物超过正常负荷，污泥膨胀程度提高，使絮体内部DO消耗提高，在菌胶团内部产生了适宜丝状菌生长的低DO条件，从而促使丝状菌的分枝超过絮体，伸入溶液。丝状菌的分枝为细菌的聚合和较大絮体的形成提供了延伸的骨架，加剧了氧的渗透困难，从而导致了内部丝状菌的发展。
3 污泥上浮
3.1硝化
当生产废水中有机氮化合物含量高或氨、氮含量高时，在适宜条件下可被硝酸菌和亚硝酸菌氧化为NO3-。如二沉池厌氧，NO3-就会还原为N2，N2被活性污泥絮凝体所吸附，使得污泥比重<1而上浮。如果二沉池长期厌氧发酵，产生的CO2和H2附聚在活性污泥上，也会使污泥比重降低而上浮。曝气时间过长，污泥在曝气池内氧化进入硝化阶段，一般来讲，出水水质较碳化阶段为好，但是在供氧不足时，则会产生反硝化现象。这种污泥带有小气泡，反硝化刚开始，污泥颜色不变，时间久了污泥变灰色，在沉淀区表面污泥随水凝聚成块流出，或汇集成块停在导流区外壁。如果曝气区内有DO，而沉淀区内缺氧，大部分属于反硝化现象。
3.2致毒性底物
生产废水中对活性污泥微生物有致毒作用的底物主要包括CODCr含量过高的某些有机酸、硫化物、重金属及卤化物等。生产废水成分复杂，有机物浓度高、变化大。高基质浓度可使细胞酶活动中心形成稳定的化合物，导致基质不能接近，无法被降解，甚至使细胞中毒死亡。有机酸能抑制微生物（尤其是霉菌的酶和代谢活性）；重金属离子（主要是Hg+、Ag+和Cu2+）进入细胞后主要与酶或蛋白质上的-SH基结合而使之失活或变性。微量的重金属离子还能在细胞内不断积累最终对微生物发生毒害作用（微动作用）；卤化物致毒物的影响顺序是F >Cl>Br>I。而且废水中有机物的突变，使原被驯化好的并能降解有机毒物的微生物减少或消失，而另一些有机物增多或新的有机毒物出现，这样又须经过一段时间微生物才能适应。因此，当进水CODCr 、有机物急剧变化或含有过量的致毒性底物时，就很容易使活性污泥微生物受冲击破坏而上浮，表现为泥块夹有大量气泡、打碎后有油花飘在水面上。
4 控制污泥膨胀、上浮的技术措施
4.1稳定生化池中某一条池的进水。
让生化池中某一条池从处理系统中脱离出来。让水质较好的生产废水稀释、调节该池的有机物浓度，逐渐降低污泥膨胀和上浮的影响，让其恢复正常状态，然后将其投入运行，再换另一条生化池按同类方法处理。
4.2控制好调节池液位。
因高液位运行会使调节池的缓冲能力下降甚至丧失；而低液位运行不仅调节效果差，且易使调节池底部的杂质进入曝气池，造成活性污泥受冲击而上浮。
4.3合理投加营养盐。
由于生产废水中营养盐比例失调，常常碳源充分而氮、磷等营养物不足，处理此废水时须另外补加。保证生化池C：N：P＝100：5：1。
4.4保证生化池PH值在6.5－8.5之间。
在生化池前端设均衡池，均衡池内投加营养盐，同时投加硫酸和液碱调节PH值。池内安装有在线PH计，根据在线PH计的数值显示向均衡池内投加硫酸或液碱，保证生化池PH值在6.5－8.5 之间。
结束语
本文详细分析了某化工污水场产生污泥膨胀上浮的主要因素，对进水水质、DO、温度、PH值、进水负荷、硝化、致毒物七个方面进行了剖析。在实际生产运行中，为控制污泥膨胀上浮通常采取稳定生化池中某一条池的进水、控制好调节池液位、合理投加营养盐和保证生化池PH值在6.5－8.5之间四项措施，有效地抑制了污泥膨胀和上浮，保证了稳定生产和出水达标。
5 参考文献
1 北京市环境保护科学研究院主编. 三废处理工程技术手册（废水卷）. 北京：化学工业出版社，2000, 495－498.
2 佟玉衡编. 实用废水处理技术. 北京：化学工业出版社，1998，202~204.
3 张希衡 主编. 水污染控制工程（修订版）. 北京：冶金工业出版社.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。