生化池泡沫问题.docx

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生化池泡沫问题

泡沫分为很多种泡沫

1.水中含有表面活性剂

含有表面活性剂的废水很容易气泡，泡沫白，在初沉池的出水堰或者有水跃的地方能够发现泡沫堆积

解决办法:

培菌初期只能靠喷淋或者加消泡剂进行消泡，在前端厌氧启动后，表面活性剂物质会被分解一部分，泡沫会相对少点

2.负荷泡沫

在培菌初期，或者食微比较高的时候，由于污泥浓度低，细菌处于对数期，水中游离的细菌较多，好氧池中污水的粘性较大，易形成泡沫，泡沫易堆积，不会破，泡沫颜色鲜艳

解决办法：

控制进水量，使负荷不要太高，喷淋消泡

3.污泥泡沫

主要是丝状菌膨胀造成泡沫，泡沫粘性大，易带泥，且易形成浮渣，易破，不易堆积

还有就是污泥死亡解絮造成的泡沫，泡沫有的呈黑色，或者是不鲜艳的泡沫，易形成浮渣

解决办法：

对工艺运行条件进行调整，喷淋

以上是泡沫形成主要的原因，还有的含油废水，碱性废水由于表面张力的原因同样会造成泡沫。

解决泡沫最好的办法就是喷淋，再者消泡剂，在不行的话可以考虑下用重油，重油效果很好，但是对于生化系统有一定影响，不建议采用

活性污泥的性能及其评价指标

1.活性污泥的组成

活性污泥中有细菌、真菌、原生动物和后生动物。

其中好氧细菌是分解有机物的的主体。

 1mL曝气池混合液中细菌总数约为1×108个（亿）。

 真菌中主要是丝状的霉菌，在正常的活性污泥中真菌不占优势。

如果丝状菌显著增长，则活性污泥的沉降性能恶化。

 原生动物和细菌一起在污水净化中起作用。

在1mL正常的活性污泥混合液中，一般存活着5×103∽2×104个原生动物，其中70%∽90%为纤毛虫类。

原生动物促进了细菌的凝聚，提高细菌的沉降效率。

原生动物以细菌为食饵，可以去除游离细菌。

 活性污泥中的后生动物通常有轮虫和线虫。

这些后生动物都摄食细菌、原生动物及活性污泥碎片。

2.活性污泥的物质组成

Ma：

具有代谢功能的微生物群体

 Me：

微生物残留物（主要是细菌内源代谢，自身氧化产物）

Mi：

由原污水携入的难为细菌降解的惰性有机物

Mii：

由污水携入的无机物

3.活性污泥评价指标

（1）混合液悬浮固体浓度（MLSS）

又称污泥浓度，它表示曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体的质量，单位g/L,mg/L。

污泥浓度的大小间接反映混合液中所含微生

（5）污泥龄θc

浅谈活性污泥中的主要微生物

   在废水生化处理中不管采用何种处理构筑物及何种处理工艺流程，都是通过处理系统中的活性污泥微生物的代谢活动，将废水中的有机物分解为无机物，从而得到净化。

处理后出水的水质好坏同组成活性污泥的微生物种类，数量及代谢活动有关。

   活性污泥中的微生物主要由细菌组成，其数量可占污泥中微生物总重量的90%-95%,在某些工业废水的活性污泥中甚至可达100%。

细菌在有机污染物的净化中起着最为重要的作用。

此外污泥中有原生动物和后生动物等微型动物。

   活性污泥中的细菌主要由菌胶团细菌及丝状细菌，他们构成了活性污泥的骨架。

微型动物附着生长于其上或遨游于其间。

细菌，微型动物与其他微生物加上废水中的悬浮物等类杂志混杂在一起，形成了具有很强的吸附、分解有机物能力的絮状体------活性污泥

   活性污泥中的细菌是自然界中最微小的一类生物，其长度只有1至几微米

   菌胶团细菌

   在污泥培养早期.可看到典型的菌胶团.呈现指状分支.垂丝状.球状.进入正常运转阶段.菌胶团仅在絮粒边缘偶尔见到.菌胶团把废水中的杂质吸附在其上.形成絮体.当细菌进入老龄后.细胞外多糖类聚合物分泌增加.能使细菌聚集在一起.

   目前较广泛被大家接受的菌胶团形成学说有胶体基质说和纤维素说。

总之，这类能形成凝絮体的细菌，主要是由含碳的多糖类基质将他们连接在一起。

在生产实践中观察到，当细菌处于碳氮比高的营养条件下，凝絮体的结构就较好。

当污泥处于碳氮比低或高温、营养不足的环境时，这类菌体外的多糖类胶体基质或纤维素类基质都可作为营养被细菌所利用。

   菌胶团细菌的作用

（1）菌胶团细菌是构成活性污泥凝絮体的主要成分。

（2）有很强的吸附能力、氧化分解有机物的能力

    （3）保护作用，细菌形成菌胶团后可防止被微型动物所吞噬，并在一定程度上可免受毒物的影响。

   （4）有很好的沉降性能，使污泥在二沉池中迅速地泥水分离

   丝状细菌

   丝状细菌和菌胶团一样，是活性污泥中重要的组成成分，丝状细菌在活性污泥着那个可交叉穿穿织在菌胶团之间，或附着生长于凝絮体表面，少数种类可游离于污泥絮粒之间。

丝状细菌具有很强的氧化分解有机物的能力，起着一定的净化作用。

在有些情况下，它在数量上可超过菌胶团细菌，使污泥凝絮体沉降性能变差，严重时即引起活性污泥膨胀，造成出水质量下降。

   活性污泥中的真菌

   活性污泥中的真菌，主要为丝状真菌，分属酵母菌及霉菌两大类。

真菌在活性污泥中的出现一般与水质有关，它常常出现于某些含碳较高或PH较低的工业废水处理系统中。

   活性污泥中的微型动物

   在处理生活污水的活性污泥中存在着大量的原生动物和部分微型后生动物，其重量可占污泥总生物量的5-10%。

在处理工业废水的活性污泥中，它们的种类和数量往往少得很，有些工业废水处理系统中甚至看不到这些微型动物。

   污泥中的动物有的代谢方式似细菌，可以通过体表吸收溶解性的有机物，然后使之氧化分解。

另一些可吞噬废水中细小的有机物颗粒或游离细菌。

因为，皆起到了净化废水的作用。

   固着型的纤毛虫及吸管虫等还分泌粘液，使之附着在凝聚体上生长，从而有利于絮凝体的形成。

因此，在活性污泥培养初期，我们一旦在处理系统中发现固着型的钟虫，随后即可以看到污泥絮体已经开始形成并逐渐增多。

  在活性污泥发生变化或污泥培养初期可以看到大量鞭毛虫，变形虫。

在系统正常运行期可以见固着型纤毛虫占优势，此外还可见匍匐型的纤毛虫及轮虫，线虫等后生动物。

活性污泥膨胀的原因及控制方法

活性污泥法的关键技术是活性污泥沉降性能的好坏，它直接影响了出水水质，而污泥膨胀是恶化处理水质的重要原因。

1污泥膨胀的概念及测定指标

1.1污泥膨胀的概念

活性污泥是活性污泥处理系统在运行过程中出现的异常情况之一，其表观现象是活性污泥絮凝体的结构与正常絮凝体相比要松散一些，体积膨胀，含水率上升，不利于污泥底物对污水中营养物质的吸收降解，并且影响后续工序的沉淀效果。

一般从以下三个方面定义污泥膨胀：

沉降性能差，区域沉降速度小；污泥松散，不密实，污泥指数较大；由丝状菌引起的污泥膨胀中，丝状菌总长度大于1×104m/g。

1.2污泥膨胀的理论

Chudoba在1973年提出了选择性理论，该理论以微生物生长动力学为基础，根据不同种类微生物的最大生长速率μmax及其饱和常数Ks值的不同，分析丝状菌与菌胶团细菌的竞争情况。

该理论认为活性污泥中存在A、B两种类型微生物种群，丝状菌属于A型;具有低的Ks和μmax值，在低基质浓度时具有高的生长速率并占优势；而菌胶团细菌属于B型，具有较高的Ks和μmax值，在高的基质浓度条件下生长速率大并占优势。

1980年Plam又对理论加以扩展，认为该理论对溶解氧也成立，即DO与碳源基质一样，其浓度的高低影响着两种类型细菌的生长速率及其优势地位。

选择性理论能从微生物生长动力学基础上对污泥膨胀现象给予了合理的解释，已被人们广泛接受并成为污泥膨胀研究领域中主要理论。

在该理论的指导下，已成功地开发出了选择性反应器工艺来控制污泥膨胀。

1.3测定指标

污泥沉降比：

取活性污泥反应器中的混合液静置30min后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分比。

正常的活性污泥静置沉淀30min后，一般可接近其最大密度，反映出二沉池中活性污泥的浓缩情况。

污泥容积指数：

曝气池出口处的混合液，在经过30min静沉后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积。

可表示活性污泥中菌胶团结合水率的高低。

污泥成层沉降速度：

混合液静置一段时间后，形成清晰的泥水分界线，此后进入成层沉淀阶段，分界线匀速下降的速度即为污泥成层沉降速度。

丝状菌长度：

活性污泥单位体积内丝状菌的长度，该指标用来表示丝状菌含量。

2污泥膨胀的类型

污泥膨胀分丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀两类。

其中90%是由丝状菌引起的，只有10%左右是由非丝状菌引起的。

活性污泥系统中的生物处于动态平衡之中，理想的絮凝体沉淀性能好，丝状菌和菌胶团细菌之间相互竞争，相互依存，絮体中存在的丝状菌有利于保护絮体已经形成的结构并能增加其强度。

但是在污泥膨胀诱因的诱发下，丝状菌在和菌胶团的竞争中占优，大量的丝状菌伸出絮凝体，破坏其稳定性。

可辨识的污泥膨胀絮体有两种类型：

第一类是长丝状菌从絮体中伸出，此类丝状菌将各个絮体连接，形成丝状菌和絮体网；第二类具有更开放的结构，细菌沿丝状菌凝聚，形成细长的絮体。

3污泥膨胀的原因

3.1丝状菌污泥膨胀的原因

3.1.1进水水质

（1）原水中营养物质含量不足。

活性污泥法处理污（废）水的过程，就是污泥中的微生物种群不断地吸收、利用水中污染物，在自身增殖的同时，将污染物加以降解的过程。

随反应的进行需要多种营养物质保证其正常的新陈代谢活动，并维持生物的动态平衡和活动。

若微生物的食物不足，会使低营养型微生物丝硫细菌、贝氏硫细菌过度繁殖，在与菌胶团细菌的竞争中占优。

（2）原水中碳水化合物和可溶性物质含量高。

丝状菌与其它菌种相比有其自身的一些特点，它对高分子物质的水解能力弱，较难吸收不溶性物质。

所以，当废水中含有较多量的可溶性有机物时，有利于底物中丝状菌的繁殖。

此外，废水中含过多量的糖类碳水化合物时，诸如球衣菌属的丝状菌能直接将葡萄糖、乳糖等糖类物质作为能源加以吸收利用，同时分泌出高粘性物质覆盖在菌胶团细菌表面，从而大大提高了污泥的水结合率。

（3）硫化物含量高。

正常的活性污泥中硫代谢丝状菌含量不多，若污水中硫化物含量偏高（这种情况多存在于工业废水中），容易引起诸如硫化菌、021N型菌、贝氏硫化菌等硫代谢丝状菌的过量增殖，致使引发污泥膨胀。

（4）进水波动。

进水波动是指进入活性污泥反应器的原水在流量以及有机物浓度、种类方面的改变。

如果曝气池中有机物浓度突然增加，就会因微生物呼吸迅速致使溶解氧含量降低，此时丝状菌在争夺氧中占优，大量繁殖，引起污泥膨胀。

3.1.2反应器环境

（1）温度。

反应器底物中每种细菌都有自己的最适宜生长温度，在最适宜生长温度下，其繁殖旺盛，竞争力强。

如果温度较低，污水中微生物代谢速度较慢，会积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值增高，从而可能会引起污泥膨胀。

温度对丝状菌的影响也是很普遍的，丝状菌膨胀对温度具有敏感性，在其它条件等同的情况下，10℃时产生严重的污泥膨胀现象；将反应器温度提高到22℃，不再产生污泥膨胀。

这也是大多数活性污泥在冬季时会产生污泥膨胀或者污泥膨胀更加严重的原因之一。

（2）溶解氧。

溶解氧作为构成活性污泥混合液三要素（气、水、泥）之一，是许多生物降解反应的必要条件。

菌胶团细菌和浮游球衣菌等丝状菌对溶解氧需要量差别比较大，菌胶团细菌是好氧菌，而绝大多数丝状菌是适应性强的微好氧菌。

因此，若溶解氧含量不足，菌胶团菌的生长受到抑制，而丝状菌仍能正常利用有机物，在竞争中占优。

（3）pH值。

pH值较低，会导致丝状真菌的繁殖而引起污泥膨胀。

活性污泥微生物最适宜的pH值范围是6.5~8.5；pH值低于6.5时利于真菌生长繁殖；pH值低至4.5时，真菌将完全占优，活性污泥絮体遭到破坏，所处理的水质恶化[9]。

（4）BOD－污泥负荷。

BOD污泥负荷是设计活性污泥反应池和控制其运行的重要指标。

3.2非丝状菌污泥膨胀的原因

对于非丝状菌膨胀的研究较少，一般认为非丝状菌膨胀是由于絮凝体生理活动的异常而发生的。

3.2.1进水中含有毒物质

由于进水中含有较多的有毒物质，导致细菌中毒不能分泌出足够的粘性物质，难以形成絮体，或即使形成絮体，但结构松散，沉降性能不好。

3.2.2营养物质缺乏或不平衡

进水中营养物质缺乏或不平衡，除引发丝状菌膨胀外，还会导致非丝状菌污泥膨胀。

由于进水中含有大量的溶解性有机物，使污泥负荷太高，而进水中又缺乏足够的N、P或溶解氧不足，细菌很快把大量有机物吸入体内，又不能及时代谢分解，向外分泌过多的糖类物质，这类物质中所含的羟基具有很强的亲水性，可以使活性污泥结合水率高达400%，呈粘性的凝胶状

4丝状菌引起污泥膨胀的控制方法

4.1投加药剂法控制污泥膨胀

污泥膨胀的早期控制方法主要是靠外加药剂（如消毒剂）直接杀死丝状菌或投加无机或有机混凝剂增加污泥絮体的密度来改善污泥絮体的沉降性能。

目前此类方法仍运用于某些污水处理厂。

4.1.1投加氧化剂

（1）投加Cl2或漂白粉。

控制污泥膨胀采用的传统氧化剂是Cl2。

Jenkins等人的研究表明，具有氧化能力的Cl2、HOCl和次氯酸根渗入细胞后，能破坏菌体内的酶系统，导致细胞死亡。

绝大程度上说的丝状菌都可通过加氯气加以控制。

一般投加在回流污泥中，加氯点的Cl2、浓度应控制在小于35mg/L，加氯量最适宜控制在10~20mg/L·d，投加量过大反而会杀死菌胶团菌，造成絮体解体。

当SVI值逐渐降低、膨胀不断缓解时，应逐渐减少投药量。

（2）投加H2O2。

双氧水在控制污泥丝状菌膨胀中的应用也相当广泛。

Keller等人的研究发现，控制丝状菌的最少投量是0.1g/kg·d（H2O2/MLSS）时，将会破坏脱磷作用，投加一段时间后（大概10天）脱磷作用会慢慢恢复。

H2O2的毒性对脱氮作用只有少量的影响，在检测中没有发现氨、氮和硝酸盐氮有明显变化。

（3）投加O3。

投加臭氧也可以控制丝状菌引起的污泥膨胀，臭氧还能有效地改善硝化作用和提高难降解有机物的去除率，臭氧的投加量在4g/kg·d（H2O2/MLSS）左右，一般投加在好氧区。

4.1.2投加凝聚剂

投加合成的有机聚合物、铁盐、铝盐等混凝剂均可以通过其凝聚作用来提高污泥的压密性增加污泥的比重；投加高岭土、碳酸钙、氢氧化钙等也可以通过提高污泥的压密性来改善污泥的沉降性能。

实践证明，不设初沉池的污水厂，其SVI值都比较低，所以设有初沉池的污水厂发生污泥膨胀时，将部分污水直接送到曝气池也是一种控制污泥膨胀的方法。

当污泥膨胀发生时，采用上述方法能较快地降低SVI值，但是没有从根本上控制住丝状菌的繁殖。

一旦停止加药，污泥膨胀可能又会出现。

加药改变了微生物的生长环境，无疑会对污水处理厂的稳定运行产生负面影响，因此只能作为临时应急只用。

4.2改善环境法控制污泥膨胀

通过对污泥膨胀机理不断深入的研究和对丝状菌作用的进一步了解，对于污泥膨胀的控制方法也随之由简单的投药等方法发展到应用生态学的原理调节处理工艺运行条件及反应器环境条件，通过协调菌胶团菌微生物与丝状菌共生关系，从根本上消除污泥的丝状菌膨胀问题。

4.2.1增设生物选择器

早在上世纪70年代人们就发现，当曝气池中混合液呈推流状态并形成一个明显的底物浓度梯度时，不易发生污泥膨胀。

生物选择器的设计原理就是使曝气池中的生态环境有利于选择性地发展菌胶团细菌，应用生物竞争的机制控制丝状菌的过度增殖，从而控制污泥膨胀。

我们可在曝气池之前设一个小池，局部地提高F/M值，或把曝气池前端设置成高负荷接触区，选择性地培养菌胶团细菌，使其成为优势菌种。

选择器可分为好氧、缺氧和厌氧三种类型。

好氧选择器的工作原理是利用菌胶团细菌能在高负荷底物浓度中迅速繁殖并贮存这些底物，而此时丝状菌的增长速率并不能明显地提高。

高负荷接触之后的曝气反应中，菌胶团细菌利用贮存的底物大量繁殖生长，丝状菌因食物缺乏而使其生长收到抑制。

缺氧选择器的工作原理是大部分菌胶团细菌能够利用硝酸盐中的化合态氧作氧源生长繁殖。

而丝状菌此功能较弱，所以生长受到抑制。

J.Wanner等人通过对厌氧选择器的实验分析证实，菌胶团细菌由于放磷反应而获取的能量得以能在厌氧条件下利用有机物进行繁殖并贮存，后续的曝气反应中基质浓度底，使丝状菌受到抑制，从而阻止了污泥膨胀的发生。

4.2.2采用SBR工艺

从SBR法的反应阶段其底物浓度的变化可以看出，SBR法不易发生污泥膨胀。

如果把普通活性污泥法中混合液的流态用“离散度”表示，那么它在完全混合时为无穷大，在理想推流时为零。

SBR法反应阶段的底物浓度变化相当于普通污泥曝气池分格数为无穷多时的情况（因为普通污泥处理法曝气池分格数越多越接近推流式）。

这就有利于菌胶团细菌在竞争中处于优势。

此外，SBR法的优点还有：

进水和反应开始阶段的反应器处于厌氧状态，有利于抑制丝状菌的过量生长；SBR法的污泥龄短，比增值速率较小的丝状菌不能很好地繁殖；可以省去初沉池相对减少废水中溶解性底物的比例，同时增加了总悬浮固体量。

由此可见，SBR本身就是一个很好地防止污泥膨胀的选择器。

4.2.3回流污泥再生法

此法主要应用在脱氮除磷工艺中，将二沉池排出的回流污泥排入一单独设置的曝气池内进行曝气，将微生物体内贮存物质氧化，从而使菌胶团细菌具有最大吸附和贮存能力，使污泥得到充分再生并恢复活性，所以可以在与丝状菌的竞争中获得优势，抑制丝状菌的过量繁殖。

5非丝状菌引起污泥膨胀的控制方法

非丝状菌膨胀又称高粘度膨胀，在国内的研究报道很少。

营养物缺乏是导致污泥膨胀的一个重要因素。

高春娣等人的研究表明投加充足的氮源和磷源，并适当提高污泥负荷可以控制污泥膨胀的发生。

如果是由痕量金属的缺乏造成的，可以通过补充污水中的痕量金属的量来消除污泥膨胀。

此外，投加酶也可以控制污泥膨胀的发生。

6结语

随着实践的日益深入，人们对污泥膨胀这一问题的研究不断加深，并不断地有新的研究成果发表，但就污泥膨胀的原因这一问题，没有统一绝对的答案。

许多研究者通过实验得出的结论不相一致甚至相反。

在工程实际中，引发污泥膨胀的诱因不可能是单一的，只有分析其产生的主要原因，才能找到解决问题的关键办法。

怎样进行污泥的培养驯化？

　　生化培菌的周期取决于废水的水温和水质。

水温高于15℃以上时，培菌的过程较快，水温低于15℃以下时则污泥驯化时间较长，因此污泥的培养驯化应尽量选择在5-11月期间（长江流域）进行。

就废水的水质而言，无毒无害、易生物降解的废水，其生化培菌的时间一般在10-20天，而有毒有害、难生物降解的废水，则需要一个较长的过程，约需30-60天，甚至更长。

　　在清水调试完成后，对于可生化性能较好的废水，可以直接用废水驯化微生物；对于化工废水或可生化性能比较差的废水则应采取分步培菌法，具体步骤如下：

（1）快速增殖。

快速增殖的目的是使污泥迅速生长到填料上去。

一般来说，采购来的污泥在脱水或运输过程中，微生物都会有不同程度的受损，它们在新的环境中有一个恢复和生长的过程，需要有一个好的生存环境。

如果这时直接用化工废水驯化，其结果必然会导致微生物大量死亡。

因此第一阶段可用生活污水或葡萄糖或干面粉烧制的熟浆糊（初始3-5天内，每100m3生化池容积可按投加5-10公斤干面粉的比例投放）来培菌，每天曝气两次，好氧池每次曝气8小时，使微生物快速恢复和生长繁殖，这种方法称为快速增殖法。

快速增殖期间生化池内的废水可以通过污泥驯化管排放，放水前先停止曝气，待污泥沉降4-8小时后再放水。

快速增殖期一般为7-10天。

　　生化池在运行过程中，当微生物一旦受到负荷冲击，COD去除率或SV突然下降时，也可以采用快速增殖法来帮助微生物恢复和生长。

　　（3）废水驯化。

污泥生长到填料上去以后，每天在100m3生化池内加入的干面粉可增加至20-30kg公斤，同时在生化池内泵入生化进水或废水。

初始废水的进水量可按每100m3生化池容积的1-2%的比例泵入，以后每二天按2%的比例逐步增中废水的泵入量，直至达到设计的废水进水量。

随着废水泵入量的逐渐增加，葡萄糖或干面粉的投加量或生活污水的泵入量应相应减少直到停止投加，或者可按比例投加废酒精（1公斤废酒精按1.5公斤COD计）。

　　培菌驯化期间，必须每天测定COD，如发现COD去除率或SV突然下降，则应立即停止废水的递增进水量，直至COD去除率回升至50%以上和SV不再下降。

　　好氧池正常进废水时，COD去除率能保持在80%以上，处理出水COD浓度在200mg/L以下，则可以认为生化池已开始工作正常。

　　在污泥驯化期间切忌负荷（如大水量、高浓度）冲击，培菌完成以后，即可进行正常的运作。

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