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一文详解污泥膨胀的机理及影响因素

北极星环保网来源:环保新课堂2017/10/13 8:45:30我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:污泥膨胀 活性污泥 污水厂

北极星环保网讯:污泥膨胀指污泥结构极度松散,体积增大、上浮,难于沉降分离影响出水水质的现象。基本上各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀,而且一旦发生难以控制,通常都需要很长的时间来调整。污泥膨胀的发生率是相当高的,在欧洲近百分之五十的城市污水厂每年都会有不同程度的污泥膨胀发生,在中国的发生率也非常高。针对污泥膨胀,各方面的理论很多,但并不完全一致,甚至有很多相互矛盾,这给水处理工作者造成很大的麻烦。

1污泥膨胀特点

污泥结构松散,质量变轻,沉淀压缩性能差;SV值增大,有时达到百分之九十,SVI达到300以上;大量污泥流失,出水浑浊;二次沉淀难以固液分离,回流污泥浓度低,有时还伴随大量的泡沫的产生,无法维持生化处理的正常工作。

污泥膨胀是生化处理系统较为严重的异常现象之一,它直接影响出水水质,并危害整个生化系统的运作。

污泥膨胀的发生率是相当高的,在欧洲近50%的城市污水厂每年都会有不同程度的污泥膨胀发生,在中国的发生率也非常高。基本上目前各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀。污泥膨胀不但发生率高,发生普遍,而且一旦发生难以控制,通常都需要很长的时间来调整。针对污泥膨胀,各方面的理论很多,但并不完全一致,甚至有很多相互矛盾,这给水处理工作者造成很大的麻烦。

2污泥膨胀类型

一、非丝状菌膨胀

非丝状菌膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷太高的时候,此时细菌吸附了大量有机物,来不及代谢,在胞外积贮大量高粘性的多糖物质,使得表面附着物大量增加,很难沉淀压缩。而当氮严重缺乏时,也有可产生膨胀现象。

因为若缺氮,微生物便于工作不能充分利用碳源合成细胞物质,过量的碳源将被转化为多糖类胞外贮存物,这种贮存物是高度亲水型化合物,易形成结合水,从而影响污泥的沉降性能,产生高粘性的污泥膨胀。非丝状菌污泥膨胀发生时其生化处理效能仍较高,出水也还比较清澈,污泥镜检也看不到丝状菌。非丝状菌膨胀发生情况较少,且危害并不十分严重。

二、非丝状菌膨胀

丝状菌膨胀在日常实际工作中较为常见,成因也十分复杂。影响丝状菌污泥膨胀的因素有很多,首先应该认识到的是活性污泥是一个混合培养系统,其中至少存在着30种可能引起污泥膨胀的丝状菌。而丝状菌在与活性胶团系统共生的关系中是不可缺少的一类重要微生物。

它的存在对净化污水起着很好的作用。它对保持污泥的絮体结构,保持生化处理的净化效率,及在沉淀中起着对悬浮物的过滤作用等都有很重要的意义。事实也证明在丝状菌与菌胶团细菌平衡时是不会产生污泥膨胀,只有当丝状菌生长超过菌胶团细菌时,才会出现污泥膨胀现象。

3污泥膨胀几种理论

(1)A/V假说:当混合液中基质收到限制或控制时,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,丝状菌大量繁殖;

(2)动力选择性理论: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比生长速率和饱和常数,分析丝状菌与菌胶团的竞争情况;

(3)饥饿假说: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丝状菌;

(4)存储选择理论:在底物风度的状态下,非丝状菌具有贮存底物的能力,而被贮存物质在底物匮乏时能够被代谢产生能量或合成蛋白质。但是一些丝状菌也具有底物贮存能力,底物贮存能力不能完全用来解释污泥膨胀机理;

(5)氮氧化氮假说:CASEY提出低负荷生物脱氮除磷工艺的污泥膨胀假说,如果缺氧区的反硝化不充分,导致好氧区存在亚硝酸氮,那中间产物NO、N2O就会抑制菌胶团的好氧细胞色素,进而抑制其好氧情况下的基质利用,相反一些丝状菌只能将硝酸氮还原为亚硝酸氮,因此不会在反硝化条件下胞内积累NO和N2O,丝状菌就不会在好氧段被抑制,因而更具竞争优势。亚硝酸与SVI有一定的正相关性。沉淀性能良好的污泥粒径分布较广,且以球菌为主,膨胀污泥的粒径大都在10μm以内,污泥较为细碎。

延伸阅读:

关于污泥膨胀的那些知识 你真的了解吗

活性污泥法中污泥膨胀的7大原因和5种控制方法

老司机告诉你:控制曝气池污泥膨胀的几类措施

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