什么是非丝状菌膨胀？如何控制？

2023-05-17 10:33:17

摘要：

一、什么是非丝状菌膨胀？

非丝状菌膨胀，顾名思义不是丝状菌过量繁殖导致的膨胀，但是膨胀表现却和丝状菌膨胀的情形差不多，都具有沉淀性能严重下降，二沉池跑泥严重，SV最高可达90%。

非丝状菌膨胀是由于菌胶团细菌本身生理活动异常，导致活性污泥沉降性能恶化的现象，可分为两种。第一种非丝状菌膨胀是由于进水口含有大量的溶解性糖类有机物，使污泥负荷F/M太高，而进水中又缺乏足够的N、P等营养物质或混合液内溶解氧含量太低。高F/M时，细菌会很快把大量的有机物吸入体内，而由于缺乏N、P或DO,就不能在体内进行正常的分解代谢，此时细菌会向体外分泌出过量的多聚糖类物质。

这些多聚糖类物质由于分子中含有很多羟基而具有较强的亲水性，使活性污泥的结合水高达400%以上，远远高于100%左右的正常水平。结果使活性污泥呈黏性的凝胶状，在二沉池内无法进行有效的泥水分离及浓缩，因此这种污泥膨胀有时又称为黏性膨胀。第二种非丝状菌膨胀是由于进水中含有大量的有毒物质，导致活性污泥中毒，使细菌不能分泌出足够的黏性物质，形不成絮体，因此也无法在二沉池进行有效的泥水分离及浓缩。这种污泥膨胀有时又称为非黏性膨胀或离散性膨胀。

二、高F/M导致的非丝状菌膨胀案例

我公司是煤化工废水，采用了二级AO脱氮工艺，平常在A池中投加甲醇作为碳源，甲醇存放在容积1立方的药剂桶内，晚上药剂桶底部阀门脱落，大量甲醇进入系统，现在曝气池有很多泡沫，如图，SV涨到90以上，二沉池出水带泥，而且出水COD和氨氮超标。（更多案例请到污托邦社区交流）

1、案例分析

该案例发生在楼主的公司，甲醇储罐是临时拖来的药剂桶，底部排放阀人为改造了一下，导致不牢固脱落，大量甲醇进入系统，甲醇在A池消耗不了进入曝气池，导致非丝膨胀，异养菌代谢不了的碳源，随着推流排出系统，导致COD升高，细菌分泌在水中粘性多糖在曝气的作用下形成堆积性泡沫，因为异养菌的大量繁殖争夺氧气，使硝化反应受到影响，导致出水氨氮升高。

2、高负荷非丝状菌膨胀的判断

该案例着重讲一下高负荷非丝状菌膨胀时产生的泡沫的形态，因为此形态更能直观的判断，通过其形态就可以判断系统出现的问题，这就是中医“望闻问切”中的望！

a. 颜色：正常健康的系统冲击性泡沫的颜色为亮白色，但是如果之前系统污泥就部分解体，之前活性不强而解体的活性污泥会吸附在泡沫上，使泡沫带颜色，所以说颜色不是判断冲击泡沫的要点！

b. 体态：泡沫大小不一，泡沫粘性较大，大气泡形状一般被拉伸成椭圆状，而气泡不破，这是判断冲击性泡沫的关键点，也是和表面活性剂泡沫的不同之处！

c. 堆积性：堆积性很好，最高可达一米以上，而且很轻，风大会将其刮出池子。

三、非丝状菌膨胀的控制

1、负荷和溶解氧的影响

采用城市污水负荷为0.4kgBOD5/(kgMLSS·d)～0.8kgBOD5/(kgMLSS·d)，溶解氧浓度1.0mg/L～2.0mg/L，污泥龄为20天的完全混合曝气池(截面积1.0m2，高3.0m)。第一阶段由于丝状菌的过度增殖，SVI从280mL/g上升到800mL/g，污泥浓度下降至0.68g/L，二沉池中污泥不断流失。

一般认为在溶解氧为1.0mg/L～2.0mg/L条件下运行的曝气池不会发生污泥膨胀，而试验中溶解氧浓度一直维持在这一水平，仍然发生了污泥膨胀。在第二阶段，从第16天提高溶解氧浓度至3.0mg/L～5.0mg/L(平均4mg/L)可以观察到SVI很缓慢地逐渐下降，污泥浓度不断上升，在大约25天后，污泥浓度逐渐回升到1.5g/L，这时SVI下降到300mL/g。一般污泥膨胀发生速度很快，只要2～3天，而膨胀污泥的恢复很缓慢，往往需要3倍泥龄以上的时间。在一个污泥龄的时间内，观察到污泥沉降性能的明显改善。

2、加填料控制污泥膨胀

在生产性曝气池头部加占总池容15%软填料，与传统工艺不加填料时的SVI对比。加设软性填料系统总停留时间为4h，负荷在0.4kgBOD5/(kgMLSS·d)～0.8kgBOD5/(kgMLSS·d)之间。在曝气池供氧充足的条件下(气水比(3.7～5)∶1)，加填料可很好地控制膨胀现象。传统曝气池在相同条件下的运行，在后期停留时间延长1倍。负荷降低1倍，SVI仍在200mL/g ～500mL/g之间，远高于加填料系统(SVI平均在100mL/g左右)。从填料池的分析来看，填料上附着生长的微生物以硫丝菌、021N型菌丝状菌为主。填料池对有机酸的去除率高达80%，对COD去除率为50%，H2S从3.67mg/L降至0.77mg/L。从而去除了丝状菌的生长促进因素，有利于絮状菌的生长。

事实上，填料池也相当一个选择器，其将丝状菌固着于填料上在第一个池子中选择性地充分生长，但不进入活性污泥絮体之中。而絮状菌在第二个池内生长，从而避免了污泥膨胀的发生。其主要的作用是降低污水的有机负荷，菌膜的脱落是次要因素。对于有机负荷的降低，是从两方面进行，首先是对有机物的直接去除，这个作用在分设的填料池中最为明显。其次是填料上生长的微生物量，增加了系统中总的生物量，从而降低了有机负荷。加填料控制污泥膨胀的方法很简单，但缺点是增加了一定的投资，还有填料的更换问题。一般适宜小型污水处理厂使用，而大型污水处理厂一般不宜采用。

3、池型和曝气强度对污泥膨胀的影响

对城市污水在高负荷下进行如下对比试验，负荷同为0.4kgBOD5/(kgMLSS·d)～0.8kgBO D5/(kgMLSS·d)，停留时间为4h，气、水比为(3.4～5)∶1。在试验中发现呈推流式曝气的SVI要比同样运转条件下的完全混合曝气池的高100左右。在试验中气、水比为3.5∶1的情况下，推流式曝气池的SVI上升到450mL/g左右，二沉池污泥面不断上升，污泥溢流，发生污泥膨胀。强制排泥后，污泥浓度不断下降。这时增加曝气量之后，虽SVI略有下降，但由于污泥浓度恢复较慢。负荷比初始值要大的多，接近1.0kgBOD5/(kgMLSS·d)，SVI最终仍在350mL/g左右。

这个试验不但说明了溶解氧(宏观)在控制污泥膨胀中的重要作用，同时说明曝气池中实际 (微观)的溶解氧浓度的不同对于膨胀的影响。在两个池子停留时间、曝气量、水质、负荷等完全一致的情况下，产生差别的原因是由于推流式曝气池首端的溶解氧浓度，在整个试验期间里一直等于零。而在完全混合曝气池中溶解氧浓度为2.0mg/L。这表明在高负荷的曝气池的运转中，推流式曝气池不利于改善污泥沉降性能。因为当污水中存在大量容易降解的物质，使得曝气池氧的利用速率加快。造成氧的供应速率低于氧的利用速率，特别是在曝气池头部更加严重。

在这种情况下使氧成为限制因素，即使在曝气池其它部位溶解氧浓度为1.0mg /L～2.0mg/L仍然发生膨胀。其原因在于首端负荷过高，严重缺氧造成丝状菌从絮体中伸展出来争夺氧气，同时在后段的丝状菌由于可以从主体溶液中直接吸取营养，比絮体本身中的菌胶团菌有更高的生长速率，从而得到充分的增殖(充分伸展的丝状菌阻碍了污泥的沉降)而造成了膨胀。从试验结果来看，在曝气池头部的溶解氧保持在2.0mg/L(强化曝气或再生池) ，可以有效地控制污泥膨胀。

4、回流污泥射流强化曝气

在以上研究和分析的基础上，在推流曝气池的首端采用回流污泥经过射流曝气器进行强化曝气，并辅以原有的中微孔曝气器，这时首端小池的溶解氧从零提高到1.6mg/L，解决了首端供氧不足的矛盾。因而，SVI值不断下降至160mL/g，这时射流携带空气量很小。通过对回流污泥单独射流和增加曝气量的试验结果的比较，可以得出如下结论：回流污泥射流对于污泥膨胀的控制作用，不是由于射流过程中对于絮体的切割，造成丝状菌长度及生态环境变化而造成的结果，而是由射流过程中高的传质效率，提供了充足的溶解氧。在曝气池首端造成了有利于菌胶团菌生长的条件，抑制了丝状菌的生长，从而控制了污泥膨胀。在首端强化曝气可采用回流污泥射流，也可采用加大首端曝气强度(供气量)。从试验结果来看，其对污泥膨胀的控制作用是十分有效的。这就为高负荷类型的污泥膨胀的控制提供了多种选择方案。