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活性污泥法的關(guān)鍵技術(shù)是活性污泥沉降性能的好壞，它直接影響了出水水質(zhì)，而污泥膨脹是惡化處理水質(zhì)的重要原因。其表觀現(xiàn)象是活性污泥絮凝體的結(jié)構(gòu)與正常絮凝體相比要松散一些，體積膨脹，含水率上升，不利于污泥底物對(duì)污水中營養(yǎng)物質(zhì)的吸收降解，并且影響后續(xù)工序的沉淀效果。   一般從以下三個(gè)方面定義污泥膨脹：沉降性能差，區(qū)域沉降速度小；污泥松散，不密實(shí)，污泥指數(shù)較大；由絲狀菌引起的污泥膨脹中，絲狀菌總長度大于1&imes;104m/g。   污泥膨脹的分類   污泥膨脹分為絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹兩類。其中90%是由絲狀菌引起的，只有10%左右是由非絲狀菌引起的。活性污泥系統(tǒng)中的生物處于動(dòng)態(tài)平衡之中，理想的絮凝體沉淀性能好，絲狀菌和菌膠團(tuán)細(xì)菌之間相互競爭，相互依存，絮體中存在的絲狀菌有利于保護(hù)絮體已經(jīng)形成的結(jié)構(gòu)并能增加其強(qiáng)度。但是在污泥膨脹誘因的誘發(fā)下，絲狀菌在和菌膠團(tuán)的競爭中占優(yōu)，大量的絲狀菌伸出絮凝體，破壞其穩(wěn)定性。   可辨識(shí)的污泥膨脹絮體有兩種類型：第一類是長絲狀菌從絮體中伸出，此類絲狀菌將各個(gè)絮體連接，形成絲狀菌和絮體網(wǎng)；第二類具有更開放的結(jié)構(gòu)，細(xì)菌沿絲狀菌凝聚，形成細(xì)長的絮體。   絲狀菌污泥膨脹的原因   （1）原水中營養(yǎng)物質(zhì)含量不足。   活性污泥法處理污（廢）水的過程，就是污泥中的微生物種群不斷地吸收、利用水中污染物，在自身增殖的同時(shí)，將污染物加以降解的過程。隨反應(yīng)的進(jìn)行需要多種營養(yǎng)物質(zhì)保證其正常的新陳代謝活動(dòng)，并維持生物的動(dòng)態(tài)平衡和活動(dòng)。若微生物的食物不足，會(huì)使低營養(yǎng)型微生物絲硫細(xì)菌、貝氏硫細(xì)菌過度繁殖，在與菌膠團(tuán)細(xì)菌的競爭中占優(yōu)。   （2）原水中碳水化合物和可溶性物質(zhì)含量高。   絲狀菌與其它菌種相比有其自身的一些特點(diǎn)，它對(duì)高分子物質(zhì)的水解能力弱，較難吸收不溶性物質(zhì)。所以，當(dāng)廢水中含有較多量的可溶性有機(jī)物時(shí)，有利于底物中絲狀菌的繁殖。此外，廢水中含過多量的糖類碳水化合物時(shí)，諸如球衣菌屬的絲狀菌能直接將葡萄糖、乳糖等糖類物質(zhì)作為能源加以吸收利用，同時(shí)分泌出高粘性物質(zhì)覆蓋在菌膠團(tuán)細(xì)菌表面，從而大大提高了污泥的水結(jié)合率。   （3）硫化物含量高   正常的活性污泥中硫代謝絲狀菌含量不多，若污水中硫化物含量偏高（這種情況多存在于工業(yè)廢水中），容易引起諸如硫化菌、021N型菌、貝氏硫化菌等硫代謝絲狀菌的過量增殖，致使引發(fā)污泥膨脹。   （4）進(jìn)水波動(dòng)   進(jìn)水波動(dòng)是指進(jìn)入活性污泥反應(yīng)器的原水在流量以及有機(jī)物濃度、種類方面的改變。如果曝氣池中有機(jī)物濃度突然增加，就會(huì)因微生物呼吸迅速致使溶解氧含量降低，此時(shí)絲狀菌在爭奪氧中占優(yōu)，大量繁殖，引起污泥膨脹。    （4）溫度   反應(yīng)器底物中每種細(xì)菌都有自己的最適宜生長溫度，在最適宜生長溫度下，其繁殖旺盛，競爭力強(qiáng)。如果溫度較低，污水中微生物代謝速度較慢，會(huì)積貯起大量高粘性的多糖類物質(zhì)，使活性污泥的表面附著水大大增加，SVI值增高，從而可能會(huì)引起污泥膨脹。溫度對(duì)絲狀菌的影響也是很普遍的，絲狀菌膨脹對(duì)溫度具有敏感性，在其它條件等同的情況下，10℃時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的污泥膨脹現(xiàn)象；將反應(yīng)器溫度提高到22℃，不再產(chǎn)生污泥膨脹。這也是大多數(shù)活性污泥在冬季時(shí)會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹或者污泥膨脹更加嚴(yán)重的原因之一。   （5）溶解氧   溶解氧作為構(gòu)成活性污泥混合液三要素（氣、水、泥）之一，是許多生物降解反應(yīng)的必要條件。菌膠團(tuán)細(xì)菌和浮游球衣菌等絲狀菌對(duì)溶解氧需要量差別比較大，菌膠團(tuán)細(xì)菌是好氧菌，而絕大多數(shù)絲狀菌是適應(yīng)性強(qiáng)的微好氧菌。因此，若溶解氧含量不足，菌膠團(tuán)菌的生長受到抑制，而絲狀菌仍能正常利用有機(jī)物，在競爭中占優(yōu)。   （6）pH值   pH值較低，會(huì)導(dǎo)致絲狀真菌的繁殖而引起污泥膨脹。活性污泥微生物最適宜的pH值范圍是6.5~8.5；pH值低于6.5時(shí)利于真菌生長繁殖；pH值低至4.5時(shí)，真菌將完全占優(yōu)，活性污泥絮體遭到破壞，所處理的水質(zhì)惡化。   （7）BOD－污泥負(fù)荷   BOD污泥負(fù)荷是設(shè)計(jì)活性污泥反應(yīng)池和控制其運(yùn)行的重要指標(biāo)。

曝氣池作為活性污泥法以及好氧工藝的核心控制單元，其常規(guī)監(jiān)測項(xiàng)目如溫度、pH、COD的控制非常重要，是否能夠控制好這些參數(shù)對(duì)于出水質(zhì)量往往有重大影響。今天，我們就來說一說曝氣池常規(guī)監(jiān)測的五大項(xiàng)目。 1.溫度 好氧活性污泥微生物能正常生理活動(dòng)的最適宜溫度范圍是15-30℃。一般水溫低于10℃或高于35℃時(shí)，都會(huì)對(duì)好氧活性污泥的功能產(chǎn)生不利影響。當(dāng)溫度高于40℃或低于5℃時(shí)，甚至?xí)耆Ｖ埂? 在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，雖然不利于氧向水中轉(zhuǎn)移，卻可以加快生化反應(yīng)速率，微生物增殖速率也會(huì)加快。但溫度突升并超過一定限度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生不可逆破壞。相比之下，溫度降低對(duì)微生物的影響要小一些，一般不會(huì)出現(xiàn)不可逆破壞。如果水溫的降低變化緩慢，活性污泥中的微生物可以逐步適應(yīng)這種變化，通過采取降低負(fù)荷、提高溶解氧濃度、延長曝氣時(shí)間等措施，仍能取得較好的處理效果。 因此，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，要重視水溫的突然變化，尤其是水溫的突然升高。為防止水溫過高的工業(yè)廢水對(duì)好氧生物處理產(chǎn)生不利影響，應(yīng)進(jìn)行降溫處理。 2.pH值 活性污泥微生物最適宜的pH值介于6.5~8.5之間。pH值降至4.5以下，活性污泥中原生動(dòng)物將全部消失，大多數(shù)微生物的活動(dòng)會(huì)受到抑制，優(yōu)勢菌種為真菌，活性污泥絮體受到破壞，極易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象。當(dāng)pH值大于9后，微生物的代謝速率將受到極大的不利影響，菌膠團(tuán)會(huì)解體，也會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象。當(dāng)污水pH值高于10或低于5時(shí)，在進(jìn)入曝氣池之前，必須進(jìn)行酸堿中和調(diào)整pH值，使進(jìn)入曝氣池的污水pH值至少在6-9之間。 活性污泥混合液本身對(duì)pH值變化具有一定的緩沖作用，因?yàn)楹醚跷⑸锏拇x活動(dòng)能改變其活動(dòng)環(huán)境的pH值。比如說好氧微生物對(duì)含氮化合物的利用，由于脫氮作用而產(chǎn)生酸，降低環(huán)境的pH值；由于脫羧作用而產(chǎn)生堿性酸，又可使pH值上升。因此，經(jīng)過長時(shí)間的馴化，活性污泥法也能處理具有一定酸性或堿性的污水。此外，污水本身所具有的堿度對(duì)pH值的下降有一定的抑制作用。 但是，污水的pH值發(fā)生突變，例如堿性污水進(jìn)人已適應(yīng)酸性環(huán)境的活性污泥系統(tǒng)時(shí)，將會(huì)對(duì)其中微生物造成沖擊，甚至有可能破壞整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，酸堿污水是否進(jìn)行中和處理，要根據(jù)實(shí)際情況而定，若是進(jìn)入活性污泥系統(tǒng)的污水pH值變化不大，尤其是只有微酸性水或微堿性水其中之一時(shí)，往往不需要中和處理，而pH值變化幅度較大時(shí)，應(yīng)事先進(jìn)行中和處理調(diào)整pH值至中性。 3.COD和BOD5 無論采用哪種活性污泥法，曝氣池所能承受的有機(jī)負(fù)荷都是有一定限度的，超過限度，曝氣池的運(yùn)行效果將難以保證。對(duì)于正在運(yùn)行的曝氣池，進(jìn)水BOD5最高值都是固定的，由于BOD5分析周期較長，實(shí)際上多以COD分析結(jié)果指導(dǎo)生產(chǎn)。曝氣池進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷一旦超標(biāo)，就應(yīng)當(dāng)立即采取降低進(jìn)水量、加大污泥回流量、提高充氧效率等措施，以免對(duì)整個(gè)二級(jí)生物處理系統(tǒng)造成沖擊和保證出水水質(zhì)。如果進(jìn)水COD值偏低，就應(yīng)當(dāng)立即采取增加進(jìn)水量、減少污泥回流量和減少風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)，降低表曝機(jī)轉(zhuǎn)速等，降低充氧效率的措施，以免造成不必要的動(dòng)力浪費(fèi)。 4.氨氮和磷酸鹽 理論上，微生物對(duì)氮、磷的需要量要按BOD5:N:P-100:5:1來計(jì)算，但實(shí)際活性污泥法處理系統(tǒng)曝氣池進(jìn)水中的BOD5與氮、磷的比例往往低于此值，系統(tǒng)也能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。氮、磷的含量因處理的工業(yè)廢水種類不同差別很大，有的污水氮、磷的含量很高，不經(jīng)過脫磷除氮，二沉池出水氮、磷的含量就會(huì)超標(biāo)。而對(duì)于氮、磷的含量很低的污水，如果不能及時(shí)補(bǔ)充一定量的氮、磷，微生物的功能會(huì)受到限制，二沉池出水的COD和BOD5就難以保證達(dá)標(biāo)。 當(dāng)處理氮、磷的含量很低的工業(yè)廢水時(shí)，對(duì)于正在運(yùn)行的曝氣池，曝氣池進(jìn)水中氨氮和磷酸鹽的含量分別為10mg/L和5mg/L左右，即可滿足混合液微生物對(duì)氮、磷的需要。如果曝氣池進(jìn)水中氨氮和磷酸鹽的含量長時(shí)間低于上述值，就應(yīng)當(dāng)及時(shí)增加氮、磷的投加量。 5.有毒物質(zhì) 對(duì)于特定的工業(yè)廢水，有毒物質(zhì)的種類一般不變，含量和排水量卻難以恒定。除了需要采取均質(zhì)調(diào)節(jié)等一級(jí)處理措施之外，必須對(duì)曝氣池進(jìn)水中有毒物質(zhì)的含量進(jìn)行監(jiān)測和控制。 活性污泥馴化結(jié)束后，要根據(jù)混合液對(duì)進(jìn)水中有毒物質(zhì)的適應(yīng)程度，結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，確定影響生化系統(tǒng)的進(jìn)水有毒物質(zhì)最高限值。如果曝氣池進(jìn)水中有毒物質(zhì)的含量長時(shí)間超過限值，就應(yīng)當(dāng)采取降低進(jìn)水量、加大污泥回流量、提高充氧效率等措施，避免因混合液微生物中毒而影響處理效果。