丝状菌污泥膨胀的影响因素与控制

本文系统地介绍了近一、二十年来国际上关于丝状菌尼膨胀的最新研究成果，从丝状菌的种类与特性，丝状菌污泥膨胀的机理，引起污泥膨胀的污水性质和运行条件等方面合成地论述了污泥膨胀的影响因素与控制方法，对国内外污泥膨胀研究现状与存在问题的分析提出了该课题今后的研究方向。     

SBR法处理工业废水中有机负荷对污泥膨胀的影响

活性污泥中丝状菌与絮状菌的竞争生长使污泥的性状发生变化.有机负荷对污泥膨胀的影响一直有两种完全相反的说法,我们对此作了专门研究,试验结果表明:当反应器中溶解氧(DO)充足时,低有机负荷易引起污泥膨胀,提高有机负荷能有效的控制膨胀;高负荷下,引起污泥膨胀的原因往往是DO浓度不足,而提高DO浓度则能使污泥膨胀得到控制.这一结果也解释了高有机负荷发生污泥膨胀的实质原因.     

低溶解氧和磷缺乏引发的非丝状菌污泥膨胀及控制

针对污泥培养过程中出现的非丝状菌污泥膨胀,分析了发生膨胀后污泥的特征、性状及其降解污染物性能.反应器中低溶解氧浓度（0～0.7mg/L）和低P/BOD₅值(0.78/100) 2种因素共同作用导致污泥膨胀.污泥胞外多聚糖含量越高,污泥憎水性越小,SVI也越高.通过提高溶解氧浓度和P/BOD₅值,可使污泥沉降性能得到恢复.此外,向膨胀污泥中投加多孔填料,在不降低处理效能的情况下,很快使系统免受污泥沉降性能恶化的困扰,而向膨胀污泥中投加强氧化剂NaClO并不能有效控制污泥膨胀.     

丝状菌型污泥膨胀的控制方法

丝状菌型污泥膨胀的控制方法许志（冶金部建筑研究总院环保所，北京１０００８８）１９８２年，我们在深圳一家美国公司开办的印染厂的废水生化处理过程中，曾成功地控制了一次丝状菌型恶性污泥膨胀。在这次对印染废水的生化调试进行到４个多月，ＭＬＳＳ已达到３ｇ／Ｌ的...     

丝状菌污泥膨胀的微生物学理论与控制对策

在活性污泥系统中，由丝状菌过度繁殖引起的污泥膨胀是最难解决的问题之一。文章对与丝状菌污泥膨胀相关的微生物学和丝状菌生理生态学进行了讨论；介绍了现有的解释污泥膨胀的基本理论，并对丝状菌膨胀的控制措施进行了探讨。     

A2O-BAF反硝化除磷工艺丝状菌膨胀的发生及控制

为了有效控制A2O-BAF反硝化除磷工艺处理实际生活污水时产生的丝状菌污泥膨胀,研究了有机负荷和冬季突然降温对丝状菌污泥膨胀的影响.结果表明:当有机负荷低于0.30kgCOD/(kgMLSS·d)时,系统中存在轻度的丝状菌污泥膨胀现象;当有机负荷高于0.55kgCOD/(kgMLSS·d)时,容易引发严重的丝状菌污泥膨胀,调节有机负荷可使丝状菌污泥膨胀得到有效控制.冬季突然降温也会导致污泥膨胀的发生,恢复温度后,污泥沉降性能恢复正常,丝状菌污泥膨胀亦得到有效控制.     

痕量金属缺乏症引起的污泥丝状菌膨胀及其控制

本文在简要描述活性污泥处理过程中有机物降解及微生物增长对营养的需求的基础上,对由痕量金属缺乏症引起的污泥丝状菌膨胀问题进行了分析,说明了在处理过程中生长速率缓慢的丝状菌大量繁殖,而生长速率快速的絮凝微生物受到抑制的原因。本文还介绍了用补充痕量金属的方法成功地控制丝状性污泥膨胀的几个实例。     

污泥龄对低氧丝状菌活性污泥微膨胀系统的影响

为了研究污泥龄(SRT)对低氧丝状菌活性污泥微膨胀系统的影响,采用序批式间歇反应器(SBR)进行试验,分别按照厌氧/好氧和单级好氧的方式运行,考察了不同SRT下丝状菌污泥微膨胀系统的沉降性、脱氮除磷过程以及污泥特性的变化.结果表明,在好氧水力停留时间充分的条件下,低氧环境不但不会影响丝状菌微膨胀污泥的硝化进程,而且还有助于同步硝化反硝化(SND)、单级好氧除磷的发生.厌氧/好氧运行时,SRT与活性污泥的比硝化速率、比释磷速率和比吸磷速率成反比,与SND率和污泥的含磷量成正比.单级好氧运行时,减小SRT对硝化过程影响不大,但是有助于改善除磷效果.活性污泥的比耗氧速率(SOUR)、胞外聚合物(EPS)中多糖与蛋白质含量的比值、以及粘度都与SRT成反比.适当地减小SRT可以改善丝状菌微膨胀污泥的沉降性.厌氧/好氧运行时,厌氧段微氧环境易引发过度丝状菌污泥膨胀;单级好氧运行时,SRT过低会造成污泥黏性骤增而引发黏性污泥膨胀.     

低温下丝状菌膨胀污泥的微生物多样性

为探究低温下丝状菌污泥膨胀过程中微生物多样性的变化特征,实验采用低温-SBR反应器成功诱发污泥膨胀,并借助Illumina MiSeq高通量测序技术,考察了不同沉降性能下活性污泥微生物群落的整体变化特征、各特定菌群及特定菌属的变化特征.结果表明,在系统运行温度降至(14±1)℃后可成功诱发丝状菌污泥膨胀,SVI可恶化至663.99 mL·g~(-1),且膨胀后COD去除率和TN去除率仍能维持在90%和86%左右.低温下污泥膨胀的发生不仅会导致系统内微生物整体多样性和均一性的降低,使特定菌群中丝状菌群的丰度由0.49%增至26.04%,还会使脱氮菌群的丰度由21.04%减少至13.99%、除磷菌群的丰度由4.25%减少至1.93%.发现的5种丝状菌属中,以Thiothrix为代表的3种菌属的丰度递增,仅Haliscomenobacter的丰度递减;发现的19种脱氮菌属中,以Nitrosomonas为代表的5种菌属的丰度递增,以Nitrospira为代表的7种菌属的丰度递减;发现的8种除磷菌属中,Pseudomonas和Tetrasphaera的丰度递增,以Candidatus_Competibacter为代表的5种菌属的丰度递减.虽然污泥膨胀对微生物菌群结构产生较大影响,但不同泥样中始终存在的477个OTUs和227个菌属说明膨胀过程中反应器内主体微生物仍呈相对稳定状态.     

Type 0092丝状菌污泥微膨胀在短程硝化中的实现

利用Type 0092丝状菌不易引发污泥恶性膨胀的特点,本实验采用实际生活污水,以SBR反应器接种短程硝化污泥,考察了短程硝化状态下启动Type 0092丝状菌污泥微膨胀的特性,研究了系统启动与维持期间的污泥沉降性能、亚硝酸盐积累率(NAR)、污染物去除特性以及污泥菌群结构变化情况.结果表明控制DO为0. 3～0. 8 mg·L~(-1),F/M(以COD/MLSS计)=0. 24 kg·(kg·d)~(-1),按照交替缺氧/好氧模式运行(单周期3次,缺氧∶好氧=20 min∶60 min),能够启动Type 0092丝状菌污泥微膨胀与短程硝化耦合,系统SVI值维持在180 m L·g~(-1)左右,NAR一直维持在99%左右,COD和TN去除率能够分别提高约13%和5%,相较于传统全程硝化非微膨胀状态曝气量能节省约62. 5%.当交替缺氧/好氧模式变为单周期交替6次,缺氧∶好氧=10 min∶30 min,亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性会恢复,使短程硝化被破坏;低溶解氧、交替缺氧/好氧、低负荷是实现Type 0092丝状菌污泥微膨胀的关键因素,当负荷(以COD/MLSS计)大于0. 25 kg·(kg·d)~(-1)时,仅靠低溶解氧和间歇曝气无法维持污泥微膨胀状态.     

营养物质对污泥沉降性能的影响及污泥膨胀的控制

采用序批式活性污泥工艺(SBR)处理啤酒废水,研究了N、P营养物质的不同缺乏程度对污泥沉降性能的影响,同时考察了污泥絮体性状和微生物的变化.结果表明,原水BOD₅/N/P为100/5/1、100/5/0.8和100/4/0.8时,污泥沉降性能良好,没有发生膨胀;BOD₅/N/P为100/0.94/0.31、100/2/0.4、100/3/0.6时发生丝状菌污泥膨胀;BOD₅/N/P为100/0.94/1、100/5/0.31、100/5/0.4、100/5/0.6时发生非丝状菌污泥膨胀.缺乏营养物质引起的污泥膨胀,多数情况下补充足够的营养物质后,膨胀可得到控制.提高有机负荷有助于改善污泥的沉降性能.进水N、P营养物质同时缺乏时,可形成直径为2mm～6mm的颗粒污泥.     

不同温度低溶解氧条件下活性污泥法处理污水的效果研究

采用传统推流式连续流工艺处理校园生活污水,考察了常温和低温时DO对污泥膨胀的影响。试验结果显示:常温23°C将DO从正常的2 mg/L以上降低至0.5 mg/L,引发了污泥沉降性的恶化,SVI值从150 mL/g升高到175 mL/g左右,这时出水非常清澈,并且在一个月的运行中,系统稳定保持低氧丝状菌微膨胀;低温15°C时,降低DO引发了严重的污泥膨胀,SVI值达到350 mL/g以上;为控制污泥膨胀,升温至23~25°C,但维持DO在0.5~1 mg/L,SVI值下降到200 mL/g,系统再一次达到稳定的低氧丝状菌微膨胀,这期间COD去除率不受影响,保持在80%以上。可见,不要求脱氮的污水处理厂在春夏秋季,可以考虑在低DO条件下运行,不仅不会发生过大的污泥膨胀,还可以大量节约供氧能耗。     

温度对活性污泥沉降性能与微生物种群结构的影响

为探究运行温度与活性污泥沉降性能之间的关系,采用5个带有自控设备的序批式反应器考察了不同的运行温度(15,20,25,30和35℃)对活性污泥沉降性能及微生物种群结构的影响.结果表明,采用短时进水,由于运行温度对污泥沉降性能的影响远远弱于底物浓度的影响,且系统中的优势丝状菌以Type 0041和Type 0092为主,所以5个系统均未发生污泥膨胀现象;采用长时进水,5个系统均发生了丝状膨胀现象,温度与低底物浓度的相互作用导致污泥的SVI值随运行温度(15~30℃)的增加而升高,而运行温度为35℃时污泥的SVI值要低于30℃的情况.同时不同的运行温度下污泥胞内胞外贮存特性及优势丝状菌的种类差异较大.     

浅析污泥膨胀的特性与控制对策

从丝状菌和絮凝菌的生长特性方面对活性污泥膨胀的特性及影响因素进行了分析研究,详细论述和分析了各种活性污泥膨胀控制措施。     

低温下活性污泥膨胀的微生物群落结构研究

采用水质参数指标测定和高通量测序技术,探讨了郑州某污水处理厂冬季间歇性污泥膨胀机制.结果表明该厂活性污泥的污泥容积指数(SVI值)的变化与季节温度变化有显著的负相关性,1~4月及12月易发生污泥膨胀,但是不影响出水水质.高通量测序技术分析发现污泥膨胀月份泥样的微生物群落结构要显著不同于未膨胀月份.该厂发生丝状菌污泥膨胀的优势丝状菌为腐螺旋菌科Saprospiraceae和黄杆菌科Flavobacterium.因此,低温导致活性污泥微生物群落结构变化是引起该厂活性污泥膨胀的原因.     

污泥微膨胀技术在低负荷生活污水处理中的应用

通过对重庆市某镇级污水处理厂研究发现,该污水处理厂污泥体积指数(SVI)为262~380 mL/g,处于污泥膨胀状态。低DO浓度及低污泥负荷是导致该厂处于污泥膨胀的主要原因。活性污泥处于一定程度的微膨胀状态,能够保证COD_Cr、NH₃-N、悬浮物固体(SS)、TP浓度等各项出水指标稳定排放,有利于污水处理厂节能降耗。     

统一的活性污泥丝状菌型膨胀理论

在总结分析各种污泥膨胀问题理论和假说的基础上,提出了统一的丝状菌膨胀理论。所提出的理论可以很好地解释目前常见的大部分膨胀现象。根据此理论可以很好地指导高、低负荷污泥膨胀的控制和防治。笔者在实验中采用曝气池首端强制曝气的阶段曝气措施,有效控制污泥膨胀,使污泥指数(SVI)从300ml/g降到100ml/g以下.     

活性污泥法的多变量最优控制Ⅰ.基础理论与DO浓度对运行费用的影响

在现有的关于活性污泥法最优控制研究的基础上,首次提出了以两个最重要的控制参数污泥排放量和溶解氧浓度为控制变量,以出水不质为约束条件,以运行费用为性能指标的活性污泥法变量最优控制的研究问题,并着重进行了基础研究。     

低温时污泥膨胀对MBR中膜污染的影响

通过一体式膜生物反应装置考察了在低温条件下发生污泥膨胀过程中反应器的运行效果和膜污染的情况,并从微生物角度分析了引起膜污染的因素.结果表明,低温时COD上清液和出水平均去除率分别为85%和92%,发生丝状菌污泥膨胀后去除率变化不大.MBR中丝状菌污泥膨胀形成的过程中,污泥沉降性变差,丝状菌丰度（FI）由2增加到5,丝状菌伸出絮体形成网状结构.低温时膜操作压力随时间呈直线变化,膜组件的水力清洗周期为15 d.在丝状菌大量繁殖时缩短到7 d,膜污染严重.通过测定活性污泥的特性,发现膨胀污泥的胞外聚合物（EPS）总量是正常污泥的3倍,污泥絮体相对疏水性（RH）随FI的提高而增大.EPS和RH增大后会引起更多物质沉积到膜表面,使膜污染速率提高,膜的运行周期变短.进一步的分析表明,混合液粘度、Zeta电位、污泥絮体形态也是影响膜污染的因素.