污泥膨胀形成机理及控制措施研究现状和进展

污泥膨胀现象在全球污水处理厂普遍存在,已成为制约活性污泥工艺发展的重大难题之一.本文总结了丝状细菌研究现状;重点阐述了当前引起污泥膨胀的主要机理;说明了基于这些机理的选择器控制理论;给出了主要的选择器类型.对当前关于污泥膨胀的研究进展和方向,分别从微生物和数学模型2个方面进行了讨论,最后,提出了一系列亟待解决的问题.     

应用选择器抑制污泥膨胀的20年实践

选择器是在控制丝状菌膨胀实践中孕育而生。丝状菌一般在基质浓度较低的条件下生长，基质浓度较高时菌胶团将要代替丝状菌。根据这一理论，选择器在２０年间逐渐地被开发出来。本文列举了一些成功例子的设计参数和具体结构，并指出了选择器的局限性，即它不能解决所有由丝状菌引起的问题。     

新型序批式生物膜反应器中污泥膨胀的研究

利用自主设计的新型序批式生物膜反应器(SBBR),处理高浓度有机废水时,出现了污泥膨胀问题。通过对污泥膨胀的影响和诱因分析,总结出预防及恢复措施。结果表明,污泥膨胀导致COD、TN去除率分别从92.91%和81.44%下降到79.14%和54.40%;经鉴定丝状菌性污泥膨胀中丝状菌疑似镰刀霉;低温和进水有机负荷高是导致污泥膨胀的主要诱因;经35 d的调整恢复,新型SBBR恢复了有机物去除能力和一定的脱氮能力,间接反映出其稳定性在遭受破坏后的恢复能力较强。     

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污泥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全面地论述了污泥膨胀的影响因素与控制方法,通过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。     

氯化钙控制污泥膨胀

污泥膨胀是活性污泥工艺运行中经常遇到的最棘手的问题之一。本实验以人工合成污水为底物,采用序机式活性污泥法（SBR）;研究投加无机混凝剂氯化钙控制污泥膨胀的情况,同时研究丝状菌和菌胶团的变化。研究发现,投加氯化钙后,丝状菌数量明显减少;形成较多大而密实规则的菌胶团,污泥膨胀得到控制。污泥容积指数（SVI）由最初的309.5 mL/g降到67.1 mL/g,污泥沉降性能改善。停止投加氯化钙后又运行了18周期,活性污泥没有发生再次膨胀。投加氯化钙对COD去除率没有明显影响。研究结果表明,投加氯化钙是一种有效的污泥膨胀应急控制措施。     

缺氮和不同pH值对活性污泥膨胀的影响

探讨了啤酒废水中缺少氮以及进水pH值不同对活性污泥中微生物的生长竞争、增殖、类群变化、底物的利用和活性污泥沉降性能的影响。本试验采用3个尺寸相同的SBR反应器，进水pH值分别为7．0、6．0和5．0，P始终充足。当BOD5／TN在100／5与100／2之间时，多数微生物的营养要求被限制，底物的去除率降低，当BOD5／TN大于100／2时，会出现污泥膨胀；在P始终充足的情况下，只有-N含量很低的情况下才会出现污泥膨胀。     

缺氮和不同pH值对活性污泥膨胀的影响

探讨了啤酒废水中缺少氮以及进水pH值不同对活性污泥中微生物的生长竞争、增殖、类群变化、底物的利用和活性污泥沉降性能的影响.本试验采用3个尺寸相同的SBR反应器,进水pH值分别为7.0、6.0和5.0,P始终充足.当BOD5/TN在100/5与100/2之间时,多数微生物的营养要求被限制,底物的去除率降低,当BOD5/TN大于100/2时,会出现污泥膨胀;在P始终充足的情况下,只有N含量很低的情况下才会出现污泥膨胀.     

膜生物反应器中污泥膨胀和腐败研究

针对聚醚砜膜生物反应器处理豆制品废水时发生的丝状菌污泥膨胀和污泥腐败问题，进行了实验研究。试验结果表明：污泥膨胀是由pH过低和有机负荷过高引起的，通过投加无水Na2CO3调节碱度和降低有机负荷，污泥沉降性能很快得到了改善；污泥腐败则是因废水厌氧降解过程所释放的NH3，CO2，H2S等气体所致。     

低溶解氧污泥微膨胀污染物去除性能的研究

为了研究低溶解氧微膨胀状态下污染物的去除效果,采用SBR反应器,平均DO浓度为0.5～0.9 mg/L,通过好氧/缺氧(O/A)的运行方式,对污染物处理效果进行研究。结果表明：低溶解氧丝状菌污泥微膨胀状态下,SVI可稳定控制在200 mL/g左右,出水SS含量很低,COD去除率在80%以上,氨氮去除率90%以上,除磷效率在90%之上,出水水质良好,同时可以节约曝气量约46.7%。低溶解氧微膨胀状态下,可保证出水处理效果,污泥沉降性能影响小,同时可以节约动力费用。     

膜生物反应器中污泥膨胀和腐败研究

针对聚醚砜膜生物反应器处理豆制品废水时发生的丝状菌污泥膨胀和污泥腐败问题,进行了实验研究。试验结果表明:污泥膨胀是由pH过低和有机负荷过高引起的,通过投加无水Na2CO3调节碱度和降低有机负荷,污泥沉降性能很快得到了改善;污泥腐败则是因废水厌氧降解过程所释放的NH3,CO2,H2S等气体所致。     

某大型造纸废水处理厂的污泥膨胀控制及微生物群落结构分析

以一座处理规模为15×10⁴ m³·d⁻¹的造纸废水处理厂污泥膨胀控制为研究对象。通过进水补充氮磷营养物质、进水更换混凝剂去除硫化物,控制系统DO为1.5 mg·L⁻¹ ,选择池加大预曝气等措施改变优势丝状菌的生存环境。经过调控,系统SV、SVI出现显著下降,分别从98%、198 mL·g⁻¹下降至37%、80 mL·g⁻¹,恢复至正常范围,从而解决了该厂的污泥膨胀问题。对污泥进行微生物镜检和染色镜检分析发现,该厂活性污泥膨胀主要为Type 021N型丝状菌 (发硫菌) 和Beggiatoa sp. (贝氏硫细菌) 过度繁殖引起的丝状膨胀。对污泥膨胀控制前后的活性污泥进行高通量测序以分析其微生物菌群结构,从种属变化角度发现在污泥膨胀前后,Actinobacteria门中Rhodococcus属占比从2.92%下降为0.19% 、Mycolata属占比从0.1%下降为0,Alpha-proteobacteria门中的Meganema属占比从0.14%下降为0、Gamma-proteobacteria中Thiothrix占比从0.18%下降为0.01%。这几种微生物是引起该厂污泥膨胀的主要菌属。本研究案例在解决污泥膨胀问题的前提下,减少了药剂用量,提升了系统处理能力,避免了污泥流失,吨水电耗得以降低,且方法简单易行高效,可为其他同类污水处理厂解决污泥膨胀问题提供参考。     

污泥转移SBR工艺污泥膨胀及恢复过程中EPS的动态变化

采用新型脱氮除磷工艺-污泥转移SBR处理生活污水,主反应器因长时间处于低污泥负荷0.09~0.15 kg·（kg·d）-1,引起了丝状菌污泥膨胀;通过采取提高进水负荷及静态进水等方式,提高主反应器内的污泥负荷0.21~0.39 kg·（kg·d）-1使其污泥膨胀得以控制及恢复。考察在此过程中,EPS的变化对活性污泥沉降性能的影响。结果表明在污泥膨胀及恢复过程中PS/PN与SVI值呈明显正相关性,R2分别为0.886 7、0.867 3;在污泥膨胀时EPS总量与SVI值呈正相关性;在恢复过程中,EPS总量与SVI值之间线性相关性不强。影响活性污泥沉降性能的关键因素是EPS中多糖与蛋白质的相对含量。     

改善气液传质效率实现丝状菌膨胀污泥控制的方法

为了研究活性污泥系统中丝状菌的存在与污泥气液传质的关系,实验测量了不同絮体结构丝状菌污泥对体积溶氧传质系数(kLa)的影响,并考察了改善气液传质效率对控制丝状菌膨胀的影响。实验结果表明,丝状菌对气液传质的影响主要取决于丝状菌的沉淀性能而不是丝状菌的数量。在由于溶氧不足导致丝状菌膨胀的条件下,可以通过改善丝状菌絮体结构提高系统的气液传质效率,即通过絮体结构调控消除溶氧不足的外在条件,从而实现了控制丝状菌膨胀的目的。研究成果以改善丝状菌结构为手段,从微生物本身出发提高系统曝气效果,为控制丝状菌膨胀提供了新的思路。     

厌氧膨胀床处理低浓度污水的污泥颗粒和生物活性变化

污泥的聚集形态和活性,是影响厌氧反应器处理效率的关键因素。通过对厌氧膨胀床反应器（anaerobicex—pandedblanketreactor,AEBR）处理低浓度城镇污水在启动和稳定运行期的污泥活性研究,AEBR在启动运行期内,接种颗粒污泥为适应低浓度基质条件,污泥粒径经历从大变小,再重新颗粒化粒径变大的过程。在运行期第103天,粒径小于1000μm污泥的体积比达到44．7％,平均粒径为952μm,到运行期第173天,粒径小于1000μm污泥的体积比降为28％,平均粒径达1179μm,污泥重新颗粒化完成。颗粒污泥适应新的环境后,单位重量污泥的最大比产甲烷活性（specificmetha．nogensisactivity,SMA）值和胞外聚合物含量增加,分别达到112mLCH4／（gVSS·d）和215mg／gVSS。在处理实际城镇污水的AEBR反应器内,辅酶F420含量可以有效指示污泥样品的产甲烷活性,AEBR反应器不同高度位置的污泥活性不一样,反应器底部污泥活性低于中上部区域污泥的活性。     

活性污泥膨胀的研究

系统讨论了活性污泥法中经常发生的、并有严重危害的丝状菌污泥膨胀.介绍了与污泥膨胀有关的丝状菌种类和特性,以及污泥膨胀的影响因素和污泥膨胀的机理.结合国际近一二十年来,关于丝状菌污泥膨胀的最新研究成果,阐述了污泥膨胀的控制方法.     

天氧膨胀床处理低浓度污水的污泥颗粒和生物活性变化

污泥的聚集形态和活性,是影响厌氧反应器处理效率的关键因素。通过对厌氧膨胀床反应器（anaerobicex—pandedblanketreactor,AEBR）处理低浓度城镇污水在启动和稳定运行期的污泥活性研究,AEBR在启动运行期内,接种颗粒污泥为适应低浓度基质条件,污泥粒径经历从大变小,再重新颗粒化粒径变大的过程。在运行期第103天,粒径小于1000μm污泥的体积比达到44．7％,平均粒径为952μm,到运行期第173天,粒径小于1000μm污泥的体积比降为28％,平均粒径达1179μm,污泥重新颗粒化完成。颗粒污泥适应新的环境后,单位重量污泥的最大比产甲烷活性（specificmetha．nogensisactivity,SMA）值和胞外聚合物含量增加,分别达到112mLCH4／（gVSS·d）和215mg／gVSS。在处理实际城镇污水的AEBR反应器内,辅酶F420含量可以有效指示污泥样品的产甲烷活性,AEBR反应器不同高度位置的污泥活性不一样,反应器底部污泥活性低于中上部区域污泥的活性。     

有机负荷和溶解氧的变化对SBR污泥膨胀的影响及控制方法

本文研究SBR工艺处理汽车电泳废水在不同有机负荷、溶解氧条件下污泥膨胀的现象 ,分析膨胀发生机理 ,分别提出控制方法。实验结果表明 ,在低、中、高负荷时 ,只要溶解氧发生变化 ,均有可能发生膨胀。低负荷、正常溶解氧时发生的膨胀可以通过前联好氧生物选择器加以控制 ;中负荷、低溶解氧及高负荷、低溶解氧活性污泥发生膨胀时可以通过强化曝气得到控制     

好氧颗粒污泥的形成过程、形成机理及相关研究

利用SBR和优势混合菌对造纸废水进行处理,在此过程中驯化出好氧颗粒污泥,对好氧颗粒污泥的形成过程、形成机制等进行研究发现,好氧颗粒污泥的形成经历了细菌增殖、絮状体形成、絮状体聚合、凝絮体形成和好氧颗粒污泥形成五个阶段;其形成至少有菌丝缠绕、小块污泥互相联合、吸附和连接四种机制。优势混合菌的加入,是好氧颗粒污泥之所以能够形成的关键因素。     

进水水质成分改变引发的污泥粘性膨胀及控制

在研究强化SBR工艺除污性能时,由于可溶性淀粉投加导致进水水质成分发生改变,污泥沉降性能在短时间内迅速恶化,污泥出现大量的粘液。镜检发现,大量指状菌胶团异常增殖且丝状菌的数量也逐渐减少。实验结果表明,系统膨胀属于污泥粘性膨胀。停止可溶性淀粉和提高主反应池的DO浓度,污泥粘性膨胀并未得到恢复,但污泥粘液逐渐消失。粘液消失后,通过模拟前期进水水质成分和缩短泥龄,污泥粘性膨胀得以控制,污泥沉降性能在短时间内恢复。实验还研究了污泥粘性膨胀对污染物去除性能的影响。     

有机负荷和溶解氧的变化对SBR污泥膨胀的影响及控制方法

本文研究SBR工艺处理汽车电泳废水在不同有机负荷、溶解氧条件下污泥膨胀的现象，分析膨胀发生机理，分别提出控制方法。实验结果表明，在低、中、高负荷时，只要溶解氧发生变化，均有可能发生膨胀。低负荷、正常溶解氧时发生的膨胀可以通过前联好氧生物选择器加以控制；中负荷、低溶解氧及高负荷、低溶解氧活性污泥发生膨胀时可以通过强化曝气得到控制。