[水進(jìn)展·水圈]專題討論：活性污泥膨脹生物泡沫及控制
1.污泥膨脹的表現(xiàn)：
污泥膨脹（sludgebulking）指污泥結(jié)構(gòu)極度松散，體積增大、上浮，難于沉降分離影響出水水質(zhì)的現(xiàn)象。基本上各種類型的活性污泥工藝都會(huì)發(fā)生污泥膨脹，而且一旦發(fā)生難以控制，通常都需要很長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)調(diào)整。污泥膨脹的發(fā)生率是相當(dāng)高的，在歐洲近百分之五十的城市污水廠每年都會(huì)有不同程度的污泥膨脹發(fā)生，在中國(guó)的發(fā)生率也非常高。針對(duì)污泥膨脹，各方面的理論很多，但并不完全一致，甚至有很多相互矛盾，這給水處理工作者造成很大的麻煩。
也有工程是這樣生物池表面有泡沫，二沉池表面有浮泥，但是出水水質(zhì)沒(méi)有影響。換個(gè)角度思考，當(dāng)膨脹發(fā)生時(shí)，泥沉降性變差，但少量上清液非常清，比正常運(yùn)行時(shí)還清！存在這種情況。有些廠，膨脹初期，出水出奇地好！
因?yàn)橛行┡蛎洶l(fā)生時(shí)，污泥粘性很大，泡沫往上漲的很高，越曝氣越漲！影響外觀并越過(guò)超高外溢！
這種類型的污泥膨脹時(shí)，活性污泥的MLVSS/MLSS比值是升高的，污泥活性相應(yīng)升高，對(duì)處理效果無(wú)害，只要不嚴(yán)重到影響固液分離效果就沒(méi)有問(wèn)題。生物泡沫組分也有很高的生物活性，就是死亡后的泡沫成分太影響外觀，領(lǐng)導(dǎo)來(lái)了不好看而已。我2002年調(diào)試一個(gè)工業(yè)廢水廠，這個(gè)廠SVI一直是80-90，但是出水SS卻沒(méi)任何問(wèn)題。好像這個(gè)廠SVI一直高位運(yùn)行。關(guān)鍵看水質(zhì)和泥水分離特性如何。理想的SVI是50-100，理想的MLVSS/MLSS比值是0.65-0.75。
2.污泥膨脹的成因：
活性污泥膨脹，根據(jù)誘因可分為：因絲狀菌異常增殖所導(dǎo)致的絲狀菌性膨脹和因粘性物質(zhì)大量產(chǎn)生積累的非絲狀菌膨脹。前者為易發(fā)與多發(fā)性膨脹，導(dǎo)致產(chǎn)生絲狀菌性污泥膨脹的細(xì)菌主要有：球衣菌屬，假單胞菌屬，黃桿菌屬，酶菌屬。
污水濃度低，溶解氧充足的污水廠好像不容易發(fā)生污泥膨脹；水質(zhì)特性，比方說(shuō)進(jìn)水里的油脂或者長(zhǎng)鏈脂肪酸含量高，也會(huì)容易引發(fā)M.P泛濫。即使有選擇器有時(shí)候，若運(yùn)行控制不好不及時(shí)，一樣引發(fā)膨脹。水溫對(duì)油脂在水中的溶解及分散程度有很大的影響，而油脂的賦存狀態(tài)對(duì)MP之類的生長(zhǎng)及生物學(xué)形態(tài)有決定性的影響。021N一種原因是缺氮，另外一個(gè)原因是易生物降解COD的比例較高；
生物池流態(tài)對(duì)污泥膨脹確實(shí)有一定影響，有一定相關(guān)性；推流不容易膨脹，完全混合容易膨脹；因?yàn)檠趸瘻蠈儆谕耆旌鲜椒磻?yīng)，所以，溝內(nèi)的濃度梯度很低，加上負(fù)荷也不高，所以，就利于絲狀菌的生長(zhǎng)，為此，DHV都在他們自己的氧化溝前面加上可以污泥流量調(diào)節(jié)的厭氧選擇器。從二沉池運(yùn)行狀況比較看，推流式生化池出水的沉淀性能明顯好于完全混合式。一般情況，運(yùn)行不是要求特別好的A/O工藝的SVI可以達(dá)到120以下，而卡魯塞尓的SVI應(yīng)該在140以下。
水溫變化：尤其是水溫交替季節(jié)。12-15度附近容易引發(fā)Microthrix Parvicella膨脹及泡沫；
反應(yīng)器出流方式：卡魯賽爾采用淹沒(méi)出流，不利于泡沫的撇除；浮渣和污泥膨脹存在聯(lián)系,但是不是所有的浮渣都和膨脹有關(guān)聯(lián)。
早期的短泥齡活性污泥系統(tǒng)，污泥膨脹容易在完全混合的情況下發(fā)生，低溶解氧和低溶解性快速生物降解有機(jī)物濃度，有利于絲狀菌生長(zhǎng)，采用推流式池型，形成濃度梯度就基本可以解決；后來(lái)的中長(zhǎng)泥齡系統(tǒng)也存在類似的問(wèn)題，通過(guò)設(shè)置選擇器（完全好氧、厭氧、缺氧均可）消除快速生物降解有機(jī)物，也能基本解決問(wèn)題。目前尚不能有效解決的是長(zhǎng)泥齡的氧化溝系統(tǒng)季節(jié)性（冬春季）污泥膨脹，表現(xiàn)為冬季低溫膨脹，春季轉(zhuǎn)為生物泡沫。
3.絲狀菌污泥膨脹主要微生物種類：
絲狀菌革蘭氏染色微生物鑒定。對(duì)微觀微生物學(xué)角度了解絲狀菌特性對(duì)運(yùn)行和研究都是有利的。知道了具體的絲狀菌類型，每一種都有自己的特點(diǎn)，然后結(jié)合工藝就基本可以判斷出原因，然后再因地制宜選擇措施。
絲狀菌種類及建議的控制措施。Jenkins的資料，推薦M. parvicella控制策略是缺氧或者厭氧選擇器。Type 021N歸類到營(yíng)養(yǎng)鹽缺乏引發(fā)的。但是措施都不是絕對(duì)的，相對(duì)的，難以定量化。
也有可能是游離球衣菌sphaerrotilus natans這類鞘細(xì)菌也可造成污泥膨脹；但是sphaerrotilus natans.在所有的絲狀菌里，它的比增殖速率最高，達(dá)到6.5(d-1)，其它的絲狀菌，一般在0.4-3(d-1).,SRT控制，基質(zhì)濃度梯度，對(duì)所有絲狀菌都是有利的。有些污水廠不重視對(duì)微生物的檢測(cè)，發(fā)生明顯膨脹后即使采取正確的措施，恢復(fù)也要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。所以重點(diǎn)還是預(yù)防，加強(qiáng)微生物形態(tài)的鑒定，所需設(shè)備和方法也不復(fù)雜，針對(duì)絲狀菌革蘭氏染色和奈氏染色即可。
4.污泥膨脹的控制：
對(duì)于污泥膨脹控制策略，有特異性措施和非特異性措施。每一個(gè)廠膨脹其實(shí)都有自己的規(guī)律性的。我們就發(fā)現(xiàn)，有的廠每年就是在水溫交替的季節(jié)發(fā)生膨脹，且引發(fā)膨脹的原因和類型、絲狀菌類型基本一樣。但是每個(gè)廠具體原因是有區(qū)別的。因此，找到規(guī)律后，提前做好準(zhǔn)備，還是能提前有效預(yù)防。但是一旦膨脹起來(lái)，往往一般短期內(nèi)很難控制和消除，有的廠甚至持續(xù)數(shù)月甚至半年。
1）設(shè)置選擇池：但是不是說(shuō)設(shè)了選擇池一定能完全能控制，尚存其它影響因素，設(shè)計(jì)選擇池可能有緩解作用。引起污泥膨脹有很多原因，根據(jù)DHV公司解釋，選擇池能很大程度上抑制膨脹。選擇池只能對(duì)大多數(shù)絲狀菌有控制作用，但是個(gè)別廠發(fā)現(xiàn)缺氧選擇池對(duì)Microthrix Parvicella作用有限，而這種微生物在冬春時(shí)候很普遍。像Type 021N這樣的選擇池有作用。厭氧選擇器多數(shù)情況下有效，但是有些廠還是發(fā)生了M.P.膨脹。原因復(fù)雜，控制措施也應(yīng)該是組合。對(duì)于絲狀細(xì)菌膨脹，生物選擇器是很好的選擇。但生物選擇器須多格設(shè)計(jì)，以保持絮體負(fù)荷梯度。
2）SRT控制控制：在水溫變化的季節(jié)提前做好SRT的控制，有助于控制M.P.的增殖。但控制膨脹應(yīng)該組合的措施，單因子控制有效，但是慢。對(duì)于水溫12-15度附近時(shí)，建議保證出水水質(zhì)的情況下提前控制好SRT。
3）其它措施：
對(duì)于MP目前也是有一些解決方法：1.投加PAX，控制使之不過(guò)度繁殖；2. 曝氣池上做適當(dāng)?shù)母脑�，用表面排泥的方式迅速排除�?.在沉淀池用特殊的裝置排除出去。
在無(wú)法控制其發(fā)生的情況下，快速排出到系統(tǒng)外是最好的方法；還有就是干脆讓其全部停留在生物池的好氧區(qū)，這就要求厭氧區(qū)和缺氧池出流是表面流，好氧區(qū)出流是淹沒(méi)流。
表面排泥的方式，一個(gè)星期就看到明顯的效果。
使用消泡劑也是有效果的，但是解決問(wèn)題的根本方法，找到主要原因是最重要的，像MP，有的是季節(jié)性交替產(chǎn)生的，有的是DO不足產(chǎn)生的，有的是進(jìn)水油脂含量。所以，找對(duì)原因，然后采取正確的措施。像曾經(jīng)有一個(gè)廠，發(fā)現(xiàn)絲狀菌不僅是MP，還有顯著的1701型，那就需要對(duì)DO做調(diào)整。
主要參與討論：
中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院 鄭興燦總工程師；
北京市政設(shè)計(jì)研究院二院 程樹(shù)輝副總工；
中國(guó)市政工程?hào)|北市政設(shè)計(jì)研究院 高旭副總工；
中國(guó)市政工程華北市政設(shè)計(jì)研究院九院 李金河總工；
中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院二院 劉龍志副院長(zhǎng)；
中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院二院 崔洪升副總工；
中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院 石鳳高工；
北京首創(chuàng)股份 劉智曉博士；
加拿大斯坦泰克公司 李建國(guó)博士；
威立雅中國(guó) 宮曼麗博士；
北京中持綠色公司技術(shù)總監(jiān) 李彩斌；
加拿大斯坦泰克公司 李建國(guó)博士；
威立雅中國(guó) 宮曼麗博士；
北京中持綠色公司技術(shù)總監(jiān) 李彩斌；
廣州正環(huán)能源 馮祥軍高工；
中機(jī)六院 張強(qiáng)高工；
宜興環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究院 陳珺博士；
北京市政公司 馬曉春高工。
哈爾濱理工大學(xué)閆險(xiǎn)峰 教授；
上海海洋大學(xué) 冀世鋒博士；
