【干货】什么样的废水容易发生污泥膨胀？

2023-06-19 10:59:34来源：环保小蜜蜂关键词：膜反应器污泥膨胀废水处理阅读量：14886

导读：据了解，污水中有机物的类型、进水中的碳氮磷比、硫化物的含量等偏高或偏低容易产生污泥膨胀，本文助你一探解决方案。

　　对污泥膨胀有明显影响的水质因素主要包括所处理污水中有机物的类型、进水中的碳氮磷比、硫化物的含量，以及有毒、有害物质等物质组分的含量。

　　有机物

　　溶解性有机物

　　用活性污泥法处理碳水化合物含量多的废水，易发生污泥膨胀。污水中容易引起污泥膨胀的碳水化合物主要指葡萄糖、蔗糖、乳糖等单糖或二糖。一般认为，在导致丝状菌污泥膨胀的微生物中，最有代表性的是球衣菌属，它能将这些糖类物质直接作为能源予以利用，并易于繁殖。丝状菌膨胀的另一种致因微生物，如硫细菌，亦是这样。但是，对于不溶性高分子淀粉就没有那样的影响。因为，对于这些在利用之前必须加以分解的高分子物质，多数丝状菌对其的分解速度非常慢，难以增殖。但是，有些污泥膨胀的致因丝状菌，如蜡状芽孢杆菌草状变种和白地霉，不但能直接利用单糖类物质进行繁殖，而且对于复杂的高分子碳水化合物也能够充分加以利用而增殖。

　　另外，在糖类碳水化合物含量多时，活性污泥微生物亦能较易地将其代谢分泌出高黏性多糖类物质。而这些物质过多，覆盖在菌胶团微生物表面，导致非丝状菌性污泥膨胀。

　　废水中可溶性有机物含量多时，亦易于发生污泥膨胀。一般，这里所指的可溶性有机物，除了包括上述的单糖、二糖类物质，还包括低分子可溶性有机物。具体来说，是指乳品生产废水、发酵废水和制糖废水等。

　　一般来说，活性污泥中的丝状菌与其他菌胶团细菌相比较，对高分子物质的水解能力弱，也难于吸收不溶性物质。为此，当废水中含可溶性有机物多时，丝状菌就易于利用于自身繁殖，易于发生丝状菌膨胀。与城市污水相比较，工业废水更容易发生膨胀。其典型的丝状菌的种类随污水种类而不同。

　　颗粒性有机物

　　根据有关研究发现，当废水中含有难生物降解的底物或颗粒性有机物时，某些类型的丝状菌容易大量生长。在一些采用前端设置有厌氧/缺氧区的去除营养物质的污水处理厂中，普遍存在上述类型的丝状菌。有学者推测在厌氧和缺氧区，这些代谢缓慢的底物和颗粒性有机物的降解速率非常低，因此这些底物进入污水处理厂的好氧区后，在好氧区这些物质被分解转化为低浓度的易溶解性有机物，而溶解性有机物恰恰是有利于某些类型的丝状菌生长。

　　养物质

　　活性污泥微生物，为了进行正常的生长、繁殖，除了需要碳源外，还需要多种营养物质才能保证其正常的生长代谢活动，并维持微生物种类的动态平衡和生物活性。若底物中缺少这些营养物质，会抑制或终止许多生物化学反应，降低营养敏感型微生物的活性和底物降解能力，改变微生物种类和数量，促使丝状菌等低营养型微生物的过量生长，产生污泥膨胀问题。在工业废水和城市污水处理厂中，较常见的情况是缺乏氮和磷两种营养物质。通常认为氮、磷和碳之间应有适当的比例，一般经验提出的比例通常为BOD；：N:P=100：5：1。

　　硫化物

　　有些类型的丝状菌可以利用硫化氢为能源，将硫化氢氧化为单质硫，并将这些硫以胞内颗粒物的形式沉积在菌体内。通过积硫试验，可以测定出丝状菌体内储存的单质硫。这些类型的丝状菌可以同时利用下水道内腐化废水中的硫化物和相对分子质量低的有机酸，因此在处理这些腐化废水时，这两种菌可以大量生长。但是这些丝状菌不能利用溶解性不好的硫化物，如硫化铁。

　　国内外的学者都发现在固定膜生物反应器内出现大量Beggiatoa菌种。在生物转盘污水处理厂的溶解氧缺乏的前端(超负荷区)的生物膜上出现大量一簇簇如毛发的白色附着物，这些白色附着物就是大量Beggiatoa菌聚集在一起所形成，而白色就是Beggiatoa菌体内单质硫颗粒所显现出的颜色。刮去表面的白色附着物则显现出下层黑色的腐化层。Beggiatoa菌生长在腐化的生物膜的好氧表面，从下层溶液中获得溶解氧，将腐化层的硫化物氧化为单质硫并储存在其菌体内。

　　有毒物质

　　废水中的有毒物质主要指过高的COD、某些有机物(酚及其衍生物、醇、醛和某些有机酸等)、硫化物、重金属和氯化物等。毒性底物对活性污泥系统产生的影响主要是抑制活性污泥微生物的活性，使污泥比重减轻出现污泥上浮，导致处理效率降低。高浓度有机物可和细胞酶活动中心形成稳定的化合物，有机物无法被降解，细胞酶的活性降低，甚至使细胞中毒而死亡。酚类物质主要损伤微生物的细胞膜、钝化酶和使蛋白质变性。醇类物质通过溶解细胞壁和膜中的类脂，破坏膜结构并使蛋白质脱水变性。醛类物质能与蛋白质氨基酸中的多种基因共价结合而使其变性。有机酸能抑制微生物的代谢活性。重金属离子(尤其是Hg+、Ag+和Cu2+)进入细胞后主要与

　　酶或蛋白质上的一SH结合而使之失活或变性。微量的重金属离子还能在细胞内不断积累最终对微生物发生毒害作用。当进水中底物类型突变或含有过量的毒性底物时，可使原来被驯化好并能降解有机毒物的微生物减少或消失。在该处理系统恢复过程中，某些丝状菌能比菌胶团细菌更快地适应变化的环境而出现优先生长。

　　酸化或腐化

　　废水如果储存或在排水管道、初沉池中停留时间过长，会出现硝化反应，这样的废水容易引起污泥膨胀。这主要有两个原因：第一，废水长时间储存，受到微生物的分解，不溶性物质转变为可溶性物质，高分子物质分解为低分子物质，产生低分子有机酸，由前面介绍可知，这样的废水容易引起污泥膨胀。第二，在厌氧条件下(如厌氧沼气发酵)，废水中的含硫物质被分解，产生硫化氢。贝氏硫细菌等丝状菌可将硫化氢加以氧化并以元素硫的形式蓄于菌体内，从而引起丝状菌污泥膨胀。

　　脂类物质

　　在厌氧条件下，有些丝状菌可以吸收和储存油酸等长链脂肪酸。利用细胞表面结合的脂肪酶分解脂肪内含有的油酸。还有些调查发现当进水中含有脂类时，诺卡氏菌也易大量生长。