污泥膨脹是活性污泥工藝中常見(jiàn)的一種病態(tài)現象，是指活性污泥由于某種因素的改變，活性污泥質(zhì)量變輕膨大，產(chǎn)生沉降性能惡化，不能在二沉池內正常進(jìn)行泥水分離，污泥隨出水流失。發(fā)生污泥膨脹以后，流失的污泥會(huì )使出水SS超標，如不采取控制措施，污泥繼續流失會(huì )使曝氣池的微生物銳減，不能滿(mǎn)足氧化分解污染物質(zhì)的需要，最終導致出水BOD5也超標。活性污泥的SVI值在100左右時(shí)，其沉降性能最佳。當SVI值超過(guò)150時(shí)，預示著(zhù)活性污泥即將或已經(jīng)牌膨脹狀態(tài)，應立即采取控制措施。

污泥膨脹總體上可以分為絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹兩大類(lèi)。絲狀菌膨脹是活性污泥絮體中的絲狀菌過(guò)度繁殖而導致的污泥膨脹，非絲狀菌膨脹是指菌膠團的細菌本身生理活動(dòng)異常，粘性物質(zhì)大量產(chǎn)生導致的污泥膨脹。

導致絲狀菌膨脹的條件及成因

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。如果活性污泥中絲狀菌數量太少，則形不成大的絮狀體，沉降性能不好;如果絲狀菌過(guò)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(cháng)率遠大于絲狀菌，不會(huì )出現絲狀菌過(guò)度繁殖的現象。但如果活性污泥環(huán)境條件發(fā)生不利變化，絲狀菌因其表面積較大，抵抗環(huán)境變化能力比菌膠團的細菌強，絲狀菌的數量就有可能超過(guò)菌膠團細菌，從而導致絲狀菌污泥膨脹。引起活性污泥中絲狀菌膨脹的環(huán)境條件有：

1、進(jìn)水中有機物質(zhì)太少，曝氣池內F/M低，導致微生物食料不足。

2、進(jìn)水中氮、磷等營(yíng)養物質(zhì)不足。

3、PH太低，不利于微生物生長(cháng)。

4、曝氣池混合液內溶解氧太低，不能滿(mǎn)足微生物需要。

5、進(jìn)水水質(zhì)或水量波動(dòng)太大，對微生物造成沖擊。

6、進(jìn)入曝氣池的污水因“腐化”產(chǎn)生出較多的H2S(超過(guò)1-2mg/l)時(shí)，還會(huì )導致絲狀硫磺菌的過(guò)量繁殖，使絲硫磺菌污泥膨脹。

7、絲狀菌大量繁殖的適宜溫度在25℃～30℃，因而夏季易發(fā)生絲狀菌污泥膨脹。

導致非絲狀菌膨脹的條件和成因

非絲狀菌膨脹是由于菌膠團細菌本身生理活動(dòng)異常，導致活性污泥沉降性能惡化。可分為兩種。

一種是由于進(jìn)水中含有大量的溶解性有機物，使污泥負荷F/M太高，而進(jìn)水中缺乏足夠的氮、磷等營(yíng)養物質(zhì)，或者混合液內溶解氧不足。高F/M時(shí)，細菌會(huì )把大量的有機物質(zhì)吸入體內，而由于缺乏氮、磷或溶解氧不足，又不能在體內進(jìn)行正常的分解代謝。此時(shí)細菌會(huì )向體外分泌出過(guò)量的多聚糖類(lèi)物質(zhì)。這些物質(zhì)由于分子式中含很多羥基而具有較強的親水性。使活性污泥的結合水高達400%(正常污泥結合水為100%左右)以上。呈粘性的凝膠狀，使活性污泥在二沉池內無(wú)法進(jìn)行有效的泥水分離及濃縮。這種污泥膨脹稱(chēng)為粘性膨脹。

另一種非絲狀菌膨脹是由于進(jìn)水中含有大量的有毒物質(zhì)，導致污泥中毒。使細菌不能分泌出足夠的粘性物質(zhì)，形不成絮體，因此也無(wú)法在二沉池進(jìn)行有效的泥水分離及濃縮。這種污泥膨脹有時(shí)又稱(chēng)為非粘性膨脹或離散性膨脹。

控制曝氣池污泥膨脹的措施

控制曝氣池污泥膨脹措施大體可分成三類(lèi)。一類(lèi)是臨時(shí)控制措施，第二類(lèi)是工藝運行控制措施，第三類(lèi)是永久性控制措施。

一、控制曝氣池污泥膨脹的臨時(shí)控制措施

臨時(shí)控制措施主要用于控制由于臨時(shí)原因造成的污泥膨脹，防止污泥流失，導致出水SS超標或污泥的大量流失。臨時(shí)控制措施包括絮凝劑助沉法和殺菌劑殺菌法兩種。絮凝劑助沉法一般用于非絲狀菌引起的污泥膨脹，而殺菌法適用絲狀菌引起的污泥膨脹。

1、絮凝劑助沉法是指向發(fā)生污泥膨脹的曝氣池中投加絮凝劑，增強活性污泥的凝聚性能，使之容易在二沉池實(shí)現泥水分離。混凝處理中的絮凝劑一般都可以在此時(shí)應用，常用的絮凝劑有聚合氯化鋁、聚合氯化鐵等無(wú)機絮凝劑和聚炳烯酰胺等有機高分子絮凝劑。絮凝劑可加在曝氣池的進(jìn)口，也可投在曝氣池的出口，但投加量不可太多，否則有可能破壞細菌的生物活性降低處理效果。使用絮凝劑時(shí)，藥劑投加量摻合三氧化二鋁為10mg/l左右即可。

2、殺菌法是指向發(fā)生膨脹的曝氣池中投加化學(xué)藥劑，殺死或抑制絲狀菌的繁殖。從而達到控制絲狀菌污泥膨脹的目的。常用的殺菌劑如液氯、二氧化氯、次氯酸鈉、漂白粉、雙氧水等都可以使用。實(shí)際加氯過(guò)程中，應由小劑量到大劑量逐漸進(jìn)行，并隨時(shí)觀(guān)察生物相和測定SVI值，一般加氯是為污泥干固體重的0.3%～0.6%，當發(fā)現SVI值低于最大允許值或鏡檢觀(guān)察到絲狀菌菌絲溶解，應當立即停止加藥。投加雙氧水(H2O2)對絲狀菌有持續的抑制作用，過(guò)低不起作用，過(guò)高會(huì )導致污泥氧化解體。

二、控制污泥膨脹的調節運行工藝措施

調節運行工藝控制措施對工藝條件控制不當產(chǎn)生的污泥膨脹非常有效。具體方法有：

1、在曝氣池的進(jìn)口加粘土、消石灰、生污泥或消化污泥等，以提高活性污泥的沉降性能和密實(shí)性。

2、使進(jìn)入曝氣池的污水處于新鮮狀態(tài)，如采取預曝氣措施，使污水盡早處于好氧狀態(tài)，避免形成厭氧狀態(tài)，同時(shí)吹脫硫化氫等有害氣體。

3、加強曝氣強度，提高混合液溶解氧濃度，防止混合液局部缺氧或厭氧。

4、補充氮、磷等營(yíng)養鹽，保持混合液中碳、氮、磷等營(yíng)養物質(zhì)的平衡。在不降低污水處理功能的前提下，適當提高F/M。

5、提高污泥回流比，降低污泥在二沉池的停留時(shí)間，避免在二沉池出現厭氧狀態(tài)。

6、當PH值低時(shí)應加堿性物質(zhì)調節，提高曝氣池進(jìn)水的PH值。

7、利用在線(xiàn)儀表的手段加強和提高化驗分析的時(shí)效性，充分發(fā)揮預處理系統的作用，保證曝氣池的污泥負荷相對穩定。

三、控制污泥膨脹的永久性控制措施

永久性控制措施是指對現有設施進(jìn)行改造或設計擴建、新建工程時(shí)予以充分考慮。使污泥膨脹不發(fā)生，或發(fā)生污泥膨脹時(shí)有預防性設施。常用的永久性措施是在曝氣池前設生物選擇器。通過(guò)選擇器對微生物進(jìn)行選擇性培養，即在系統內只有利用菌膠團細菌的增長(cháng)繁殖，不利于絲狀菌的大量繁殖增長(cháng)。從而避免生物處理系統絲狀菌污泥膨脹的發(fā)生。選擇器有三種，好氧選擇器、厭氧選擇器、缺氧選擇器。

1、好氧選擇器的機理是提供一個(gè)溶解氧充足、食料充足的高負荷區，讓菌膠團細菌率先搶占有機物，不給絲狀菌過(guò)度增長(cháng)的機會(huì )。例如在活性污泥法工藝的選擇器就是在回流污泥進(jìn)入曝氣池前進(jìn)行再生性曝氣，減少回流污泥中高粘結性物質(zhì)的含量，使其中微生物進(jìn)入內源呼吸段，提高菌膠團細菌攝取有機物的能力和與絲狀菌生物的競爭能力，從而使絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹均能得到抑制。為加強微生物選擇器的效果，可以在再曝氣過(guò)程中投加足量的氮、磷等營(yíng)養物質(zhì)，提高污泥的活性。

2、缺氧選擇器控制污泥膨脹的原理是：大部分菌膠團細菌能利用選擇器內硝酸鹽中化合態(tài)氧做氧源，進(jìn)行生物繁殖，而絲狀菌(球衣菌)沒(méi)有這種功能，因而在選擇器內受到抑制，增殖落后于菌膠團菌種，大大降低了絲狀菌膨脹發(fā)生的可能。

3、厭氧選擇器控制污泥膨脹的原理是：經(jīng)大部分種類(lèi)的絲狀菌(球衣菌)都是好氧的，在厭氧條件下將受到抑制。而菌膠團細菌有一大部分為兼性菌，在厭氧狀態(tài)下短時(shí)間內進(jìn)行厭氧代謝，繼續增殖。但是厭氧選擇器的設置，會(huì )導致產(chǎn)生絲狀菌中絲硫菌污泥膨脹的可能性，因為菌膠團的厭氧代謝會(huì )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(shí)間不宜過(guò)長(cháng)。

在實(shí)際運行中，以上述三類(lèi)方法應根據實(shí)際情況優(yōu)先采取臨時(shí)控制措施，防止污泥大量流失導致系統的失敗。同時(shí)還應認真分析化驗污泥膨脹產(chǎn)生的原因，從根源入手，采取工藝運行調節手段，控制膨脹的發(fā)生。對于污泥膨脹發(fā)生次數較多，程度較嚴重的處理廠(chǎng)，應采取永久性措施及時(shí)改造，避免長(cháng)期超標的現象發(fā)生。