氧化溝活性污泥膨脹原因及控制措施
琥珀山莊是合肥市著名的生活小區，小區污水處理采用氧化溝工藝。自1994年竣工投產到1996年運行一直比較穩定，出水符合或優于設計標準，但自1997年冬以來曾多次發生污泥膨脹的異常現象，給生產運行帶來一定的困難。本文就污泥膨脹的原因進行分析，并對運行管理提出幾點意見。
1 污水處理工藝設計概況
1.l 設計處理能力
進水流量：Q＝4 000 m3／d；
進水水質：ρ （BOD5）＝200 mg／L，ρ（SS）＝280mg／L，ρ（TKN）＝60 mg/L，ρ（CODcr）＝340 mg／L；
出水要求：pH＝6－9，ρ （S）＜30 mg／L，ρ（BOD5）＜30 mg／L，ρ（TKN）＝60 mg/L，ρ（CODcr）＜120 mg／L。
1.2 工藝流程
污水處理工藝流程見圖1。
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1.3 主要構筑物設計
①氧化溝：轉刷曝氣環形氧化溝，分兩組共四廊道，有效水深2.5 m，總容積2 580 m3。溝中污泥質量濃度 3 000 mg／L，污泥負荷 0.089 kg［BOD5」／（kg［MLSS］·d），污泥齡 20 d.
②二沉池：采用 2座直徑為 20 m圓形輻流式沉淀池，池邊水深 2.75 m，水力停留時間 16h，回流比100％。
2 運行憎況
2.1 進水水質
琥珀山莊污水處理廠進水水質波動比較大，進水 BOD5 的質量濃度最高為 499.8 mg／L，最低為44 mg／L，平均為 167 mg／L。在 100－200mg／L之間的頻率為 42.6％，在 200－300 mg／L之間的頻率為 18.5％，大于 300 mg／L的頻率約為11％。進水SS的質量濃度在120－240 mg/L之間的頻率為 47.7％，大于 240 mg／L的頻率為46.8％，平均質量濃度為 289.3 mg／L。進水 CODcr的質量濃度最高為 1413 mg／L，最低為 198 mg／L，平均為 652.2 mg／L。油脂超標情況時有發生，最高達 56 mg／L。
2.2 出水水質
除發生污泥膨脹現象期間，污水處理基本保持較高處理效率。BOD5 的去除率達到90％以上，出水 BOD，低于 30 mg／L；CODcr的去除率可達到80 ％以上，出水 CODcr低于 120 mg／L；SS的去除率達到90％左右，出水SS低于30 mg／L。
2.3 異常膨脹現象
水廠1997年冬季至1998年初出現非絲狀菌污泥膨脹，最高 SV為 84％，SVI為 170 mL/g；1998的冬季至1999年初出現絲狀菌膨脹，最高SV為99％，SVI為441 mL/g。
3 污泥異常膨脹情況分析
污泥膨脹的原因較為復雜，筆者認為該污水處理廠的污泥膨脹可歸結為以下2種類型。
3.l 絲狀菌膨脹
這是由絲狀菌過量發育或在不利條件下可能以絲狀菌形態生長的有機體引起的污泥膨脹，絲狀菌的大量繁殖、增長與下列因素有關：
①廢水水質，許多專家認為這是造成絲狀膨脹的最主要因素。含溶解性碳水化合物的廢水常發生由浮游球衣菌引起的絲狀膨脹，含硫化物高的廢水常發生由硫細菌引起的絲狀膨脹[1]。一般污水中碳水化合物較多，缺乏氮、磷等養料也易發生絲狀膨脹。圖2給出了該污水處理廠進水BOD；質量濃度與污泥沉降性能的關系曲線，從中可以
看出，含溶解性碳水化合物高的廢水往往引起了污泥沉降性能的惡化，導致污泥膨脹。
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②曝氣池內污泥負荷，一般污泥負荷Ns偏高時，如 0.5 kg［BOD5」／（kg［MLSS」·b）以上，SVI急劇增加，在超過最大值之后，又逐漸降低；Ns偏低時，SVI也會大幅度增加。也就是說，污泥負荷過高或過低都有可能會引起污泥膨脹，可以通過對活性污泥的增減來對SVI進行某種程度的調節目[2]。污泥負荷對沉降性能的影響見圖3。1995－01－1995－02 污水廠運行穩定，污泥沉降性能良好，最高SV為 50％，SVI為 58 mL/g；1999－01 －1999－02出現異常膨脹現象，最高SV為75％，SVI為 312 mL/g。根據這兩個時期的污泥負荷Ns對污泥沉降性能的影響曲線可知，低負荷率是導致絲狀膨脹的主要原因，因為絲狀菌比菌膠團細菌具有更大的比表面，在低負荷下具有更強的捕食能力。
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③溶解氧濃度，當曝氣量不足、溶解氧濃度偏低時，也易發生絲狀膨脹。絲狀菌比菌膠團細菌有更高的溶解氧親和力和忍耐力，因此在低氧條件下絲狀菌膠團細菌對氧有更強的競爭力[3]。圖4反映了1995—01～1995—02和1999—01～1999—02曝氣池內溶解氧濃度對污泥沉降性能的影響情況。
圖3和圖4均采用不同年份的同一時期進行分析，pH值基本穩定并排除了溫度因素的干擾。
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由于選用冬春季節的數據，DO值較年平均值高。由以上分析得知高的人流BOD5 值、低氧、低負荷都不同程度引起了污泥的絲狀膨脹，通過各因素對污泥沉降性能影響的曲線得到，當溫度為 23.9－30 ℃，ρ（DO）值為 7－13 mg／L（冬春季），NS值為 0.04－0.15 kg［BOD5」／（kg［MLSS」·d），入流ρ（BOD5）值介于 80－180 mg／L之間時，污泥沉降性能較好。
3.2 非絲狀膨脹
這種膨脹是由于菌膠團細菌活動異常，細菌外面包有粘度極高的粘性物質，污泥表面含有大量結合水，導致活性污泥沉降性能的惡化。發生膨脹時SVI值很高，污泥很難沉淀、壓縮，但處理效能仍很高，上清液清澈。
非絲狀菌膨脹主要發生在廢水水溫和溶解氧含量較低而污泥負荷過高時。污泥負荷高，細菌吸收了大量營養物，但由于溫度低、溶解氧濃度低，代謝速度較慢，有機物來不及代謝，就積蓄起大量高粘性的多糖類物質，這使污泥的表面附著水大大增加，SVI提高，形成膨脹污泥。檢查MLSS是否降低、泥齡是否縮短、人流BOD5 是否增加、DO是否降低，這些情況之一存在，即可認為此膨脹為非絲狀菌膨脹。
由于該污水廠1997年底至1998年初發生了非絲狀菌膨脹，以此期間的數據與運行穩定的1995年同期數據進行比較得到表 1，從表 1可知運行異常的1998—01 比運行良好的1995—01 溶解氧值要偏低，進水BOD5，值要高很多，SVI值大幅度增加，鏡檢發現沒有或有極少絲狀菌，上清液清澈。為預防非絲狀膨脹，冬春季一般要控制溶解氧不低于7mg／L，進水 BOD5 的質量濃度不高于 180 mg／L，且由于污泥濃度 MLSS與污泥負荷Ns成一定反比例關系，為控制污泥負荷范圍，MLSS值不能太低，應保持在 3 000 mg／L左右。
表1 運行正常與不正常時BOD5，DO與SVI的關系
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4 運行管理采用的措施
針對以上導致污泥膨脹的原因，運行中可采取以下措施：
①加強日常監控，檢測污水水質、氧化溝內溶解氧濃度、回流污泥濃度、SV和SVI，并做鏡檢等，防止異常情況發生。
②當人流污水的 BOD5 過高，如超過180mg／L時可以將處理后的水與原水混合來降低其人流濃度。
③控制污泥回流量，如污泥負荷過高，可適當提高MLSS值，以調整污泥負荷，一般MLSS值保持在 3000 mg／L左右。必要時還要停止進水，進行“悶曝”。
④調節曝氣量，保證充足的溶解氧（冬春季大于7mg／L）。缺氧時應加大曝氣量，或降低進水量以減輕負荷，或適當降低MLSS值使需氧量減少。
⑤針對污泥絮體難以下沉的情況，可投加一些混凝劑如粘土、硅藻土等以助其沉降，降低污泥指數。
參考文獻：
[1] 唐受印，汪大 .廢水處理工程［M」.北京：化學工業出版社，1998.
[2]［日」洞 勇（張自杰，譯）污水的生物處理[M].北京：中國建筑工業出版社，1980
[3] 白曉慧，王寶貞.寒冷地區城市污水處理廠改進工藝的運行效能[J].中國環境科學 2001，21（1）：70－73
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