污水厂应对污泥膨胀的技术管理（中）
对于污水厂来说，污泥膨胀分为两大种类，其中一种是丝状菌膨胀，这一期的公众号就围绕丝状菌膨胀的管理控制来进行污泥膨胀的技术管理探讨。
丝状菌在活性污泥中，是具有良性和劣性的一种特殊的微生物种群，它是负责构成活性污泥絮凝体骨架的重要微生物，活性污泥的絮凝体是由各种不同种类的微生物聚合而成的生物群落，而丝状菌凭借自身的结构形式，在絮凝体中形成网格骨架，把这些微生物纠缠聚合在一起，最终形成絮凝体，这就是丝状菌的良性作用，没有丝状菌，也就没有运行中常见的活性污泥絮凝体。但是在一定的条件下，丝状菌大量繁殖，导致在絮凝体骨架外伸，絮凝体之间通过丝状菌桥接在一起，造成絮凝体的沉降困难，泥水分离效果差，也就是污泥膨胀，这就是丝状菌的劣性。而运行工艺管理就是要更好的利用丝状菌的良性作用，规避其劣性作用。
根据微生物学的研究，在活性污泥中大约存在25~30种常见的丝状菌，其中能够引起污泥膨胀和生物泡沫的大概有15种丝状菌类型，这些丝状菌有着不同的生长环境的要求，在受到不同的外界的刺激的作用下，会大量繁殖，导致污泥膨胀。常见的污泥膨胀的丝状菌以及诱发原因如下表（１９７５，Eikelboom）所示：
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已知的膨胀丝状菌类型 |
诱发原因 |
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浮游球衣菌属，H.Hydrossis，Microthrix pavicella，1701型丝状菌 |
低DO浓度 |
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M．parvicella，0041型，0092型，0675型，1851型丝状菌 |
低F/M，有机负荷低 |
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H.Hydrossis,诺卡氏菌属，Nostocodia limicola，浮游球衣菌属，发硫菌属，021N型，0914型丝状菌 |
反应池是完全混合型 |
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贝氏硫细菌属，发硫菌属，021N型，0914型丝状菌 |
厌氧腐化的污水，或者废水中存在大量的硫化物 |
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浮游球衣菌属, 发硫菌属，(H.Hydrossis)，021N型，0041型，0675型丝状菌 |
工业废水进入厂内导致营养物质N，P大幅度变化（缺少或者增加），造成100：5：1的比例失调。 |
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真菌 |
低PH值，工业废水进入厂内导致营养物质N，P大幅度变化（缺少或者增加），造成100：5：1的比例失调。 |
这些诱发原因来自于污水厂中的不同的方面，归结起来为下表的几个方面：
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原因 |
说明 |
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进水原因 |
进水的流量，组分，PH，温度，所含营养物质受到收集管网中的污染源的影响发生突变 |
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设计原因 |
供气量的限制，搅拌不良，水力短路（曝气池，二次沉淀池等），二沉池设计缺陷（集泥系统，排泥系统，回流污泥系统等）等。 |
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运行原因 |
低DO值，曝气量不足，营养不足，低F/M，污泥浓度过高导致的有机负荷低，溶解性的BOD不足等。 |
这些原因在不同情况下，造成污水厂内的活性污泥的不同种类的丝状菌得到优势生长，造成了污泥膨胀。在发生污泥膨胀和良好的污泥絮凝体之间的区别如图a~f：
这六张图显示了良好和较差的沉降性能的活性污泥絮凝体的实例：（a）丝状菌不明显的良好沉降絮凝物，（b）丝状菌开始发生桥接的絮凝体，（c）具有部分的丝状微生物的絮凝体，（d）从絮凝体延伸的长丝导致沉降不良的絮凝体（e）具有硫颗粒的发硫丝状菌（f）在低溶解氧条件下观察到的1701型丝状微生物。 (Dr. David Jenkins, University of California, Berkeley.)
其实在污水厂现阶段的运行状态下，能严格的把这些细菌种类区分开，从检测手段，运行人员的技术水平上，都有很大的难度。因此在实际运行中，我们引入丝状菌的丰度概念来进行丝状菌的观测检查，通过显微镜的镜检，把爆发丝状菌的絮凝体分为不同的丰度级别，来确认活性污泥的膨胀程度，如图一~八所示：
第0级：没有，所有的絮凝体上都没有丝状菌，絮凝体没有形成，属于活性污泥初期。
第1级：很少，在个别的絮凝体上看到丝状菌，沉降良好
第2级：一部分，不是所有的絮凝体上都有丝状菌，沉降良好
第3级：一般，所有的絮凝体上都有菌丝，但是密度较低，每个絮凝体上有1~5根菌丝，沉降良好
第4级：较多，所有絮凝体上都有菌丝，中等密度，每个絮凝体上有5~20根菌丝，沉降良好。
第5级：丰富，所有絮凝体上都有菌丝密度很高，每个絮凝体上超过20根菌，沉降恶化，污泥膨胀。
第6级：很多，大量菌丝形成丝网，沉降恶化，污泥膨胀。
通过这些图表，我们基本能够鉴别出污水厂内的活性污泥中的丝状菌的发展情况和原因判断，在鉴别出污泥膨胀是由于丝状菌爆发导致，那么在膨胀期间，运行人员又该如何进行活性污泥膨胀的工艺控制呢？
临时应急措施：
较为普遍的是投加杀菌剂。在丝状菌的污泥膨胀期间，丝状菌大量繁殖，成为絮
凝体中的主导微生物，在回流污泥中投加杀菌剂后，主导微生物丝状菌优先受到杀菌剂的作用，对其起到断丝灭杀。但是由于杀菌剂都是具有广谱杀菌的作用，在投加时要严格控制投加量，一般以氯计算，在生物池中停留时间为5~10小时的膨胀的活性污泥系统里，投加量为0.002~0.008Kg/KgMLSS d。一般采用的杀菌剂有氯及次氯酸钠，双氧水，臭氧等。
工艺调控措施：
工艺调控要针对污泥膨胀的原因进行实际运行情况的分析，针对分析的结果进行工艺调控，比如低DO引发的污泥膨胀，要加开风机，使生物池内的供风量增加，从而增加DO；低F/M诱发的膨胀，要进行及时的排泥，降低MLSS浓度，提高F/M值等。但是工艺调控措施由于受到大量丝状菌的影响，基数巨大的丝状菌对工艺调控的缓冲和反弹作用非常明显，特别是污泥脱水受到丝状菌膨胀的影响，大量的污泥回流干扰工艺调控的作用，工艺调控措施在污泥膨胀期间见效较慢，容易造成次生的危害，在实际运行中要综合考虑多种因素，多种工艺调控措施综合使用，加快工艺调控措施的作用发挥。
设计改进措施：
对丝状菌的研究发现，改变完全混合型的生物池结构，增加选择区和厌氧缺氧好
氧的环境结构会使活性污泥中有利于絮凝体生长的细菌的速度高于丝状菌的生长速度，从而抑制丝状菌的发展，避免活性污泥膨胀。也正是这种原因在现阶段大量采用A2O工艺后，丝状菌导致的活性污泥膨胀情况越来越少，丝状菌诱发的膨胀更多的发生在氧化沟工艺等工艺中。
从实际运行中，活性污泥膨胀一旦爆发，往往控制难度极大，措施难以见效，因此针对污泥膨胀更有效地措施来自于日常的预防，日常的预防是需要污水厂建立更有系统的管理体系，可以从这些方面进行系统化的建设：
1、 建立进水的水质水量分析体系。
进水的水质水量的波动是造成丝状菌膨胀的主要因素之一，一个地区的污水水质
在一定时期内的变化是具有规律性的，通过长期的检测，并分析其结果，往往能够预测出水质水量的变化规律，通过变化规律，进行合理的工艺调控，从而避免丝状菌的诱发因素的出现。特别是建立对污水收集片区的企业排水的污染指标分析档案，从环保以及厂内做好应对措施，减少营养物质的不均衡变化造成的丝状菌的膨胀。
2、 建设严格的过程检测分析体系。
活性污泥絮凝体是由丝状菌和其他微生物共同构成的生物综合体，通过日常的沉
降性能SV，SVI的检测，特别是建立对丝状菌丰度水平的检测，是能够预判丝状菌爆发的，在丝状菌逐步增加的时期，及时分析其诱因，并采用相应的工艺措施，避免其发生，这样的控制手段具有良好的作用。这需要污水厂建设系统的过程检测及分析体系，通过过程参数的检测和数据积累，以及月度，季度，年度的分析，形成完整的体系，最终实现预判性的工艺控制。
3、 完善的工艺设备管理体系。
在污水厂投入稳定运行后，设备运行工况的良好，往往是造成工艺运行问题的主
要根源，在 厂内实施高效的设备管理体系，是保证设备的稳定运行，工艺良好保证的基础，也是控制污泥膨胀的工艺预措施之一。
丝状菌的活性污泥膨胀，涉及内容较多，一篇文章远远不能涵盖全部，公众号希望通过对丝状菌的一些探讨，帮助运行人员对丝状菌有一定的认识，并引发更多的讨论，欢迎大家持续关注公众号关于活性污泥膨胀的下篇，非丝状菌膨胀。
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