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來源：環(huán)保水圈

每年冬季低溫，最令污水處理廠頭疼的一件事莫過于污泥膨脹的控制。

如果控制得不好，輕則影響出水濁度、處理效率，重則導(dǎo)致整個(gè)污水處理系統(tǒng)的崩潰。就比如，有些污水廠會(huì)采用加速排泥，降低污泥濃度的方式運(yùn)行，但這往往又會(huì)帶來出水氨氮急劇上升的問題。

一般來說，控制污泥膨脹的方法有很多，常見的有：
投加增重劑、絮凝劑等物理藥劑，投加氯系消毒劑、H2O2、O3等化學(xué)藥劑、增設(shè)生物選擇器、改變運(yùn)行參數(shù)等等.....
這些控制方法看似又多又雜，其實(shí)籠統(tǒng)分一下也就兩大類。一類是投加藥劑控制法，另一類則是環(huán)境調(diào)控和工藝運(yùn)行條件控制法。

在眾多控制方法中，老吳比較推薦的是投加化學(xué)藥劑，確切點(diǎn)來說是投加次氯酸鈉。原因有三：

一是相比于投加物理藥劑，其優(yōu)勢(shì)在于NaClO有極強(qiáng)的氧化性，能殺滅過度繁殖的絲狀菌，達(dá)到從根本上控制絲狀菌污泥膨脹的目的；

二是相比于投加O3與H2O2，其優(yōu)勢(shì)在于NaClO制備方便、價(jià)格低廉；

三是相比于環(huán)境調(diào)控和工藝運(yùn)行條件控制，其優(yōu)勢(shì)在于操作便捷且耗時(shí)短，在控制污泥膨脹的過程中對(duì)污水廠的穩(wěn)定運(yùn)行影響較小。

當(dāng)然了，以上僅僅是老吳自己的一個(gè)輕薄觀點(diǎn)。哪種控制方法見效快，哪種方法成本低，哪種方法最適合你廠，相信大家都有自己的答案。

下面老吳將詳細(xì)地分析每一種污泥膨脹控制方法的利弊，歡迎各位水友在留言區(qū)討論。
（PS：經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，有90%以上的污泥膨脹問題是由于活性污泥中絲狀菌過度增殖引起的，因此本文針對(duì)污泥膨脹的討論主要集中在對(duì)絲狀菌污泥膨脹的控制上。）
01投加增重劑

投加增重劑后污泥絮體能很快與增重劑交織在一起，污泥絮體比重增加，在泥水分離的過程中能很快沉淀，從而達(dá)到改善污泥沉降性能的目的。
舉個(gè)例子，荷蘭的Bodegraven污水處理廠發(fā)生嚴(yán)重的絲狀菌活性污泥膨，通過投加滑石粉進(jìn)行控制，在投加后污泥沉降性能很快就得到了明顯的改善，SVI從850mL/g降至250mL/g，運(yùn)行兩周后SVI恢復(fù)正常水平在100～125mL/g之間。

研究發(fā)現(xiàn)，投加滑石粉處理重度絲狀菌活性污泥膨脹效果極佳，而且投加滑石粉不會(huì)對(duì)硝化細(xì)菌和聚磷菌活性造成任何負(fù)面影響，缺點(diǎn)就是投加滑石粉改善沉降性能的效果不持久，大約在48h之后就會(huì)慢慢消失。

投加增重劑能很快的改善污泥絮體的沉降性能，且增重劑對(duì)菌膠團(tuán)中的其他功能微生物沒有損害，污泥膨脹現(xiàn)象在很短的時(shí)間內(nèi)就能得到改善。

但投加增重劑控制污泥膨脹并不是一勞永逸的，想要徹底控制絲狀菌活性污泥膨脹需要長(zhǎng)期維持投加增重劑，而重復(fù)投加增重劑又會(huì)使剩余污泥越來越多，增加污泥量。
02投加絮凝劑

投加鋁鹽、鐵鹽、SiO2等無機(jī)絮凝劑可以有效的控制活性污泥膨脹現(xiàn)象，是因?yàn)檫@些無機(jī)絮凝劑的水解產(chǎn)物能與污泥絮體結(jié)合，形成更大的絮體，改善活性污泥的沉降性。
有研究發(fā)現(xiàn)，聚合氯化鋁（PAC）作為一種高分子混凝劑，它不僅能增加絮體的絮凝性，而且對(duì)

狀菌有毒害作用，投加PAC控制絲狀菌污泥膨脹已經(jīng)成功應(yīng)用在實(shí)際污水處理廠中。

絮凝劑適用于由于污泥分散生長(zhǎng)引起的污泥膨脹，通過投加絮凝劑可以強(qiáng)化絮凝過程，使大量細(xì)小破碎的絮體重新聚集在一起形成體積較大且結(jié)構(gòu)密實(shí)的絮體，從而提高污泥沉降速度。

但必須要說明的是，該方法對(duì)污泥膨脹改善效果有限，而且投加絮凝劑會(huì)對(duì)系統(tǒng)中的功能菌產(chǎn)生一定的影響。 03投加氯系消毒劑

Cl2是最早用來控制污泥膨脹的氧化劑，這種方法最初是由美國學(xué)者Jenkins發(fā)現(xiàn)的。
絕大部分的城市污水處理廠的二級(jí)出水都要經(jīng)加氯消毒后才排入自然水體，而控制污泥膨脹所需的加氯量比消毒所用的加氯量要小的多，若是污水廠出水是采用液氯消毒，就可以利用現(xiàn)有的消毒設(shè)備來控制污泥膨脹。

Jenkins的研究指出，加氯可以殺滅多種絲狀菌。通常在曝氣池或回流廊道上設(shè)置投加點(diǎn)，且加藥量要合適，太低達(dá)不到控制污泥膨脹的目的，太高會(huì)殺滅絮體中的菌膠團(tuán)微生物。

一般來說，加氯量控制在不小于10 mgCl2(L?d)-1且不大于20 mgCl2(L?d)-1之間。
在傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)中，當(dāng)加氯量大于20mgCl2(L?d)時(shí)，就會(huì)殺死污泥中的菌膠團(tuán)，在脫氮系統(tǒng)中，當(dāng)有效氯大于3.07gCl2/(kgMLSS?d)時(shí)，硝化細(xì)菌就會(huì)受到影響。

投加次氯酸鈉可以控制微絲菌型污泥膨脹。

通過研究發(fā)現(xiàn)，投加次氯酸鈉可以殺滅微絲菌，對(duì)微絲菌引發(fā)的污泥膨脹有很好的的控制效果，但由于其氧化作用不僅能氧化殺滅微絲菌，同時(shí)也會(huì)對(duì)活性污泥中的功能微生物造成損傷。

需要要特別說明的是，次氯酸鈉的投加量越高，對(duì)聚磷菌的損傷越嚴(yán)重，最佳次氯酸鈉投加量約為5.3 gCl2/(kgMLSS)。
04投加H2O2

投加H2O2來控制污泥絲狀菌膨脹不會(huì)像投加氯氣一樣帶來一些有毒負(fù)產(chǎn)物，但由于其高昂的成本，該方法在國內(nèi)鮮有報(bào)道。
國外研究發(fā)現(xiàn)，要達(dá)到控制污泥膨脹的目的，H2O2的最少投加量大約為是0.1kgH2O2/(kgMLSS?d )，當(dāng)過氧化氫投加量為0.15kgH2O2/(kgMLSS?d )時(shí)，膨脹污泥的 SVI 可以得到明顯的改善。

投加H2O2同樣會(huì)對(duì)除磷效果產(chǎn)生一定的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)投加量達(dá)到9.5gH2O2/(kgMLSS?d )時(shí)，在投加后的第10天會(huì)對(duì)除磷效果產(chǎn)生影響，繼續(xù)投加一段時(shí)間后，聚磷菌能適應(yīng)H2O2的毒性。

此外，投加過氧化氫還可以適當(dāng)提升反應(yīng)器中的DO濃度，對(duì)系統(tǒng)有機(jī)物和氮、磷等營養(yǎng)元素的去除有積極的作用。
05投加O3

臭氧是污水處理領(lǐng)域常用的消毒劑，可以利用其極強(qiáng)的氧化性殺滅絲狀菌，從而達(dá)到控制絲狀菌污泥膨脹的目的。

值得一提的是，臭氧還能將許多大分子有機(jī)物氧化分解為微生物容易利用的小分子物質(zhì)。
比如，就研究人員在改良的A2/O型污水處理工藝的曝氣池中投加臭氧，結(jié)果發(fā)現(xiàn)投加量為4gO3/(kgMLSS?d )時(shí)不僅能有效的改善污泥膨脹現(xiàn)象，而且能有效地去除難降解有機(jī)物和改善系統(tǒng)的硝化性能。

投加臭氧對(duì)污泥膨脹的控制有明顯的效果，同時(shí)還會(huì)對(duì)有機(jī)物和氨氮的去除帶來積極的作用，但由于其高昂的成本和極不穩(wěn)定的特性使得這種方法并未被廣泛使用。 
06增設(shè)生物選擇器

近年來生物選擇器理論得到了充分發(fā)展，其原理是創(chuàng)造出某種微生物適合的增殖條件，有選擇型的培養(yǎng)該微生物的生長(zhǎng)。
生物選擇器分為好氧、缺氧、厭氧三種。

好氧選擇器能夠有效的控制021N型、Thiothrix等常規(guī)絲狀菌的生長(zhǎng)，缺氧選擇器可以有效的抑制放線菌引起的污泥膨脹和上浮，但微絲菌由于其特殊的生長(zhǎng)特性，能在很寬的溶解氧濃度范圍內(nèi)生長(zhǎng)，所以生物選擇器不能控制微絲菌引發(fā)的污泥膨脹。

07SBR工藝

毫無疑問，SBR工藝是最不易引起污泥膨脹的反應(yīng)器，主要原因有三個(gè)方面：
1）SBR工藝底物濃度高、梯度也大，有利于菌膠團(tuán)在與絲狀菌生物競(jìng)爭(zhēng)過程中取得優(yōu)勢(shì)；
2）缺氧好氧交替運(yùn)行能夠有效抑制常規(guī)絲狀菌的生長(zhǎng)；
3）SBR工藝污泥齡較短，絲狀菌的生長(zhǎng)速度小于污泥排放的速度。
但有一說一，SBR工藝目前仍然需要不斷發(fā)展、完善。

08改變運(yùn)行參數(shù)

改變城市污水處理廠的運(yùn)行參數(shù)可以控制污泥膨脹，常用的方法有縮短泥齡、提高污泥負(fù)荷和提高污泥回流比等方法。

1）縮短污泥齡

縮短泥齡將會(huì)有效地降低微絲菌的數(shù)量（微絲菌是引發(fā)污泥膨脹問題的關(guān)建菌）。
比如，有的污水廠將發(fā)生嚴(yán)重微絲菌膨脹污泥的污泥齡由10d縮短到5-6d，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，膨脹污泥的 SVI 值持續(xù)降低，鏡檢結(jié)果顯示微絲菌豐度明顯降低。

這里老吳必須要指出的是，泥齡過短同樣不利于硝化菌的生長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)脫氮能力降低，出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。 

2）提高污泥負(fù)荷

在較高的污泥負(fù)荷下，菌膠團(tuán)細(xì)菌由于營養(yǎng)物質(zhì)充足能較好的生長(zhǎng)，因此提高污泥負(fù)荷可以使菌膠團(tuán)細(xì)菌成為優(yōu)勢(shì)菌，從而達(dá)到控制污泥膨脹的目的。

研究表明，污泥負(fù)荷大于0.2 kgBOD ?(kgMLSS?d)-1的系統(tǒng)不易發(fā)生污泥膨脹。
同樣需要指出的是，要想增加污水處理廠的污泥負(fù)荷無疑會(huì)增加運(yùn)行成本，并且過高的污泥負(fù)荷不利于系統(tǒng)的脫氮除磷效果。 

3）提高污泥回流比

當(dāng)然，改善污泥膨脹的問題還可以通過提高污泥回流比來實(shí)現(xiàn)，避免污泥在二沉池底部的厭氧環(huán)境中停留過長(zhǎng)。

但是，此方法不能從根本上解決微絲菌引起的污泥膨脹問題，且對(duì)污泥沉降性能的改善效果有限。

看完上面這些內(nèi)容，或許你也發(fā)現(xiàn)了——通過改變環(huán)境條件和工藝運(yùn)行參數(shù)的方法來控制污泥膨脹需要很長(zhǎng)的時(shí)間，且控制難度較大。
在這期間，污水處理廠大量污泥流失，污染物去除不達(dá)標(biāo)，嚴(yán)重影響了污水處理廠的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

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