什么是非絲狀菌膨脹？如何控制？

2023-05-17 10:33:17

摘要：

一、什么是非絲狀菌膨脹？

非絲狀菌膨脹，顧名思義不是絲狀菌過量繁殖導致的膨脹，但是膨脹表現卻和絲狀菌膨脹的情形差不多，都具有沉淀性能嚴重下降，二沉池跑泥嚴重，SV最高可達90%。

非絲狀菌膨脹是由于菌膠團細菌本身生理活動異常，導致活性污泥沉降性能惡化的現象，可分為兩種。第一種非絲狀菌膨脹是由于進水口含有大量的溶解性糖類有機物，使污泥負荷F/M太高，而進水中又缺乏足夠的N、P等營養物質或混合液內溶解氧含量太低。高F/M時，細菌會很快把大量的有機物吸入體內，而由于缺乏N、P或DO,就不能在體內進行正常的分解代謝，此時細菌會向體外分泌出過量的多聚糖類物質。

這些多聚糖類物質由于分子中含有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%以上，遠遠高于100%左右的正常水平。結果使活性污泥呈黏性的凝膠狀，在二沉池內無法進行有效的泥水分離及濃縮，因此這種污泥膨脹有時又稱為黏性膨脹。第二種非絲狀菌膨脹是由于進水中含有大量的有毒物質，導致活性污泥中毒，使細菌不能分泌出足夠的黏性物質，形不成絮體，因此也無法在二沉池進行有效的泥水分離及濃縮。這種污泥膨脹有時又稱為非黏性膨脹或離散性膨脹。

二、高F/M導致的非絲狀菌膨脹案例

我公司是煤化工廢水，采用了二級AO脫氮工藝，平常在A池中投加甲醇作為碳源，甲醇存放在容積1立方的藥劑桶內，晚上藥劑桶底部閥門脫落，大量甲醇進入系統，現在曝氣池有很多泡沫，如圖，SV漲到90以上，二沉池出水帶泥，而且出水COD和氨氮超標。（更多案例請到污托邦社區交流）

1、案例分析

該案例發生在樓主的公司，甲醇儲罐是臨時拖來的藥劑桶，底部排放閥人為改造了一下，導致不牢固脫落，大量甲醇進入系統，甲醇在A池消耗不了進入曝氣池，導致非絲膨脹，異養菌代謝不了的碳源，隨著推流排出系統，導致COD升高，細菌分泌在水中粘性多糖在曝氣的作用下形成堆積性泡沫，因為異養菌的大量繁殖爭奪氧氣，使硝化反應受到影響，導致出水氨氮升高。

2、高負荷非絲狀菌膨脹的判斷

該案例著重講一下高負荷非絲狀菌膨脹時產生的泡沫的形態，因為此形態更能直觀的判斷，通過其形態就可以判斷系統出現的問題，這就是中醫“望聞問切”中的望！

a. 顏色：正常健康的系統沖擊性泡沫的顏色為亮白色，但是如果之前系統污泥就部分解體，之前活性不強而解體的活性污泥會吸附在泡沫上，使泡沫帶顏色，所以說顏色不是判斷沖擊泡沫的要點！

b. 體態：泡沫大小不一，泡沫粘性較大，大氣泡形狀一般被拉伸成橢圓狀，而氣泡不破，這是判斷沖擊性泡沫的關鍵點，也是和表面活性劑泡沫的不同之處！

c. 堆積性：堆積性很好，最高可達一米以上，而且很輕，風大會將其刮出池子。

三、非絲狀菌膨脹的控制

1、負荷和溶解氧的影響

采用城市污水負荷為0.4kgBOD5/(kgMLSS·d)～0.8kgBOD5/(kgMLSS·d)，溶解氧濃度1.0mg/L～2.0mg/L，污泥齡為20天的完全混合曝氣池(截面積1.0m2，高3.0m)。第一階段由于絲狀菌的過度增殖，SVI從280mL/g上升到800mL/g，污泥濃度下降至0.68g/L，二沉池中污泥不斷流失。

一般認為在溶解氧為1.0mg/L～2.0mg/L條件下運行的曝氣池不會發生污泥膨脹，而試驗中溶解氧濃度一直維持在這一水平，仍然發生了污泥膨脹。在第二階段，從第16天提高溶解氧濃度至3.0mg/L～5.0mg/L(平均4mg/L)可以觀察到SVI很緩慢地逐漸下降，污泥濃度不斷上升，在大約25天后，污泥濃度逐漸回升到1.5g/L，這時SVI下降到300mL/g。一般污泥膨脹發生速度很快，只要2～3天，而膨脹污泥的恢復很緩慢，往往需要3倍泥齡以上的時間。在一個污泥齡的時間內，觀察到污泥沉降性能的明顯改善。

2、加填料控制污泥膨脹

在生產性曝氣池頭部加占總池容15%軟填料，與傳統工藝不加填料時的SVI對比。加設軟性填料系統總停留時間為4h，負荷在0.4kgBOD5/(kgMLSS·d)～0.8kgBOD5/(kgMLSS·d)之間。在曝氣池供氧充足的條件下(氣水比(3.7～5)∶1)，加填料可很好地控制膨脹現象。傳統曝氣池在相同條件下的運行，在后期停留時間延長1倍。負荷降低1倍，SVI仍在200mL/g ～500mL/g之間，遠高于加填料系統(SVI平均在100mL/g左右)。從填料池的分析來看，填料上附著生長的微生物以硫絲菌、021N型菌絲狀菌為主。填料池對有機酸的去除率高達80%，對COD去除率為50%，H2S從3.67mg/L降至0.77mg/L。從而去除了絲狀菌的生長促進因素，有利于絮狀菌的生長。

事實上，填料池也相當一個選擇器，其將絲狀菌固著于填料上在第一個池子中選擇性地充分生長，但不進入活性污泥絮體之中。而絮狀菌在第二個池內生長，從而避免了污泥膨脹的發生。其主要的作用是降低污水的有機負荷，菌膜的脫落是次要因素。對于有機負荷的降低，是從兩方面進行，首先是對有機物的直接去除，這個作用在分設的填料池中最為明顯。其次是填料上生長的微生物量，增加了系統中總的生物量，從而降低了有機負荷。加填料控制污泥膨脹的方法很簡單，但缺點是增加了一定的投資，還有填料的更換問題。一般適宜小型污水處理廠使用，而大型污水處理廠一般不宜采用。

3、池型和曝氣強度對污泥膨脹的影響

對城市污水在高負荷下進行如下對比試驗，負荷同為0.4kgBOD5/(kgMLSS·d)～0.8kgBO D5/(kgMLSS·d)，停留時間為4h，氣、水比為(3.4～5)∶1。在試驗中發現呈推流式曝氣的SVI要比同樣運轉條件下的完全混合曝氣池的高100左右。在試驗中氣、水比為3.5∶1的情況下，推流式曝氣池的SVI上升到450mL/g左右，二沉池污泥面不斷上升，污泥溢流，發生污泥膨脹。強制排泥后，污泥濃度不斷下降。這時增加曝氣量之后，雖SVI略有下降，但由于污泥濃度恢復較慢。負荷比初始值要大的多，接近1.0kgBOD5/(kgMLSS·d)，SVI最終仍在350mL/g左右。

這個試驗不但說明了溶解氧(宏觀)在控制污泥膨脹中的重要作用，同時說明曝氣池中實際 (微觀)的溶解氧濃度的不同對于膨脹的影響。在兩個池子停留時間、曝氣量、水質、負荷等完全一致的情況下，產生差別的原因是由于推流式曝氣池首端的溶解氧濃度，在整個試驗期間里一直等于零。而在完全混合曝氣池中溶解氧濃度為2.0mg/L。這表明在高負荷的曝氣池的運轉中，推流式曝氣池不利于改善污泥沉降性能。因為當污水中存在大量容易降解的物質，使得曝氣池氧的利用速率加快。造成氧的供應速率低于氧的利用速率，特別是在曝氣池頭部更加嚴重。

在這種情況下使氧成為限制因素，即使在曝氣池其它部位溶解氧濃度為1.0mg /L～2.0mg/L仍然發生膨脹。其原因在于首端負荷過高，嚴重缺氧造成絲狀菌從絮體中伸展出來爭奪氧氣，同時在后段的絲狀菌由于可以從主體溶液中直接吸取營養，比絮體本身中的菌膠團菌有更高的生長速率，從而得到充分的增殖(充分伸展的絲狀菌阻礙了污泥的沉降)而造成了膨脹。從試驗結果來看，在曝氣池頭部的溶解氧保持在2.0mg/L(強化曝氣或再生池) ，可以有效地控制污泥膨脹。

4、回流污泥射流強化曝氣

在以上研究和分析的基礎上，在推流曝氣池的首端采用回流污泥經過射流曝氣器進行強化曝氣，并輔以原有的中微孔曝氣器，這時首端小池的溶解氧從零提高到1.6mg/L，解決了首端供氧不足的矛盾。因而，SVI值不斷下降至160mL/g，這時射流攜帶空氣量很小。通過對回流污泥單獨射流和增加曝氣量的試驗結果的比較，可以得出如下結論：回流污泥射流對于污泥膨脹的控制作用，不是由于射流過程中對于絮體的切割，造成絲狀菌長度及生態環境變化而造成的結果，而是由射流過程中高的傳質效率，提供了充足的溶解氧。在曝氣池首端造成了有利于菌膠團菌生長的條件，抑制了絲狀菌的生長，從而控制了污泥膨脹。在首端強化曝氣可采用回流污泥射流，也可采用加大首端曝氣強度(供氣量)。從試驗結果來看，其對污泥膨脹的控制作用是十分有效的。這就為高負荷類型的污泥膨脹的控制提供了多種選擇方案。