污泥膨胀的分类

活性污泥膨胀主要分为两大类型:丝状菌污泥膨胀（filamentous bulking）和非丝状菌污泥膨胀（non--filamentous bulking）。

1 丝状菌污泥膨胀

活性污泥工艺是目前最为广泛使用的污水生物处理工艺。它主要包括两个阶段，即污染物的生物化学处理阶段和泥水分离的物理阶段。活性污泥将进入曝气池内污水中所含的有机物、氮和磷等污染物经过生物化学作用而去除。活性污泥中微生物的种类是非常繁多的，包括多种的病毒、细菌、原生动物、后生动物真菌和藻类。在这复杂的生态体系中，细菌的数量占了相当大的比例，其数量可占活性污泥中微生物总量的95％。首先，维持曝气池内适当的生长环境，保证活性污泥中足够的细菌数量是使活性污泥能够有效的去除有机物和各种营养物质的关键所在。活性污泥中的细菌主要有菌胶团细菌及丝状菌，它们构成了活性污泥的骨架。其次，保持二沉池内良好的泥水分离性能和活性污泥的压缩性能也是保证良好的出水水质的关键所在。

污泥膨胀问题（通常指由丝状菌的过量生长所引起的）是活性污泥工艺运行中经常遇到的一个非常棘手的问题。根据 Sezgin等提出的丝状菌网架结构说，活性污泥中适当的丝状菌数量对维持活性污泥的絮体结构是非常重要的，活性污泥絮体是由丝状菌形成絮体的骨架，菌胶团细菌等微生物产生的多聚糖附着在其上面，形成了凝胶基质架，胶体物质和其他微生物附着在其上形成。菌胶团细菌和丝状菌之间有一个合适的比例关系，当丝状菌数量适当时，其不但不会影响污泥沉降性能，反而有助于污泥絮体的形成。如果污泥絮体内无丝状菌，污泥絮体则比较松散、脆弱，在曝气池内由于曝气的搅动或缺氧池由于搅拌桨的搅拌等机械冲击作用，很容易分裂成细小而零碎的絮体，虽然此时的絮体具有相当高的界面沉速，但是因为污泥絮体过于分散会造成二沉池出水浑浊，悬浮物浓度增高。但是，如果丝状菌数量过高，就会影响活性污泥的沉降性能使污泥沉降速率变慢，压缩性能变差。Palm和 Kappeler都曾指出当丝状菌的含量达到活性污泥微生物总量的1％20％以上时，就足可以引起污泥膨胀。

简言之，丝状菌污泥膨胀就是因丝状菌过量繁殖造成活性污泥沉降速率变慢，压缩性能变差的现象。实际运行中，大部分的污泥膨胀（90％以上）问题都是由于丝状菌的过量增殖引起的。

人们对污泥膨胀现象已经做了大量的连续的研究工作，但是至今对污泥膨胀问题仍然没有一个统一的认识。 Eikebloom的调查表明，活性污泥中至少含有30类丝状菌，但是在这些丝状菌中，有些丝状菌并不会引起污泥膨胀，其对污泥的沉降性能并没有负面影响。许多研究者试图通过对活性污泥中的丝状菌进行纯菌分离，鉴定出丝状菌的种类，然后根据丝状菌的生理特点来提出解决污泥膨胀的方法，但是曝气池内的丝状菌通常是由多种组成，通常进行纯菌分离是比较困难的，而且对许多丝状菌的生理生态特点人们并不是很了解。但是，通过菌种鉴定的方法，可以了解引起膨胀污泥的主要丝状菌种类，由此进一步推测发生污泥膨胀的原因，对于控制污泥膨胀问题还是有帮助。

2 非丝状菌污泥膨胀

有些研究者发现，有时当丝状菌的数量很低，即使使用DGGE（ denaturing gradient gel electrophoresis）的方法也检测不出时，也可以发生污泥膨胀现象。通常把这类污泥膨胀归属为非丝状菌污泥膨胀。

非丝状菌污泥膨胀又被称为黏性膨胀（ or viscous bulking）或菌胶团膨胀（zoogloea bulking）。非丝状菌膨胀是由于菌胶团细菌大量累积高黏性物质或过量繁殖引起的无丝状菌过量生长的污泥沉降压缩性能变差现象。发生非丝状菌污泥膨胀时，往往会发现污泥中的丝状菌全部消失，曝气池上出现大量黏性泡沫。

在一些情况下，某些微生物（如聚磷菌）可能产生黏性物质形成类似的不规则体。一般来说，菌胶团微生物可形成两种类型的菌落:指型和不定型。如果菌胶团微生物大量存在，胞外黏性物质可使污泥絮体膨胀。严重的情况下，黏性物质可使污泥絮体形成凝胶状物体，产生泡沫和浮渣。田口广曾对非丝状菌性膨胀污泥进行了离心分离，发现活性污泥呈布丁状而且含大量的结合水从被分离的活性污泥中得到黏度极高的黏性物质，对这些黏性物质进行分离，判明这些黏性物质是由葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖和鼠李糖等糖类组成。而这些黏性物质的持水性很好，如正常活性污泥的结合水约为90％，而非丝状菌性膨胀的活性污泥结合水可高达380％。污泥絮体压缩性能变差，就是因为黏液中吸附了过量的结合水，止了絮体的快速沉降。

引起非丝状菌污泥膨胀的主要原因有:①废水的成分引起菌胶团菌的过量生长，主要是含有高浓度的脂肪和油酸成分。另外，糖类等碳水化合物含量多的废水中，活性污泥能够很容易地将其生成高黏性多糖类。一般处理生活污水的活性污泥所含的碳水化合物占可挥发性固体（VSS的15％~20％，发生非丝状菌污泥膨胀后，该比例可高达到90％。②污泥负荷过高或进水中某种营养物质不充分，例如氮缺乏、磷缺乏或痕量元素（如铁缺乏）。③在某些条件下，选择器也会刺激菌胶团菌的过量生长。④在厌氧或缺氧的生物除磷系统，聚磷菌的过量生长，例如 Acinetobacter spp.细菌被胞外多聚物胶合在一起形成大的菌落致使沉降性变差。⑤低温。

目前，专门介绍如何防止和控制非丝状菌污泥膨胀的文献相对较少。Jenkins等1986年曾报道因为营养物质缺乏所引起的黏性污泥膨胀（非丝状菌污泥膨胀）并不能通过以往的控制丝状菌膨胀的方法（如添加聚合物，加氯或投加双氧水）来控制。投加无机、有机混凝剂或黏土助沉的方法是目前最常采用的抑制非丝状菌污泥膨胀的方法。但是，还有研究表明投加无机混凝剂对增强污泥沉淀效果并不明显，而投加一些阳离子高分子混凝剂，虽然可以改善污泥的沉淀性能，但有时会出现当不投加时，污泥膨胀反弹的现象另外，高分子混凝剂价格比较高。van Leeuwen于1988年利用臭氧成功地控制了南非某处理燃料合成废水的活性污泥法中所发生的非丝状菌污泥膨胀。实际运行中，这些方法可能会受到运行费用或场地条件等限制，而且其他物质的加入还可能影响污水处理的效果。