污泥活性抑制和污泥上浮的检测及控制

污泥活性抑制和污泥上浮的检测及控制摘要：引起污泥活性抑制和污泥上浮的原因在进水水质方面有：过量表面活性物质和类脂化合物，过低或过高的pH值冲击，碱度过高，水温过热，酚及其衍生物、醇、醛、某些有机酸、硫化物、重金属及卤化物等致毒性底物的流入；工艺运行方面的原因有：过量曝气，污泥缺氧反硝化，污泥回流量过大，池底积泥腐化以及机械应力等，还有起沫丝状菌的过量生长产生的泡沫和浮渣。控制活性污泥上浮的主要措施有：调节曝气剂的DO、pH值，采用均质调节池并控制其液位，合理投加营养盐等。关键字：废水处理活性污泥污泥上浮冲击致毒控制引言在采用活性污泥泥法处理废水水的运行过程程中，有多种种原因可引起起曝气池活性性污泥的活性性受到抑制而而导致微生物物性质和类群群的改变、有有机底物的去去除率下降。有有些微生物（如如丝状菌）的的过量增长会会形成泡沫（foam）或浮渣（scum），运行时时机械应力、挟挟裹气泡等均均会使活性污污泥的比重降降低而上浮飘飘走，不仅增增加了出水中中的悬浮固体体量，而且会会大大降低生生物反应系统统中活性污泥泥的活性和数数量。本文在在阅读大量国国内外文献基基础上，对导导致活性污泥泥活性抑制与与上浮的原因因、检测分析析方法和控制制技术进行了了讨论。1引起活性污污泥上浮的主主要因素1.1进水水水质1.1.1过过量的表面活活性物质和油油脂类化合物物这类物质可以影影响细胞质膜膜的稳定性和和通透性，使使细胞的某些些必要成分流流失而导致微微生物生长停停滞和死亡。当当曝气池进水水中含有大量量这类物质时时，会产生大大量泡沫（气气泡），这些些气泡很容易易附聚在菌胶胶团上，使活活性污泥的比比重降低而上上浮。另外，当当进水含油脂脂量过高时，经经过曝气与混混合，油脂会会附聚在菌胶胶团表面，使使细菌缺氧死死亡，导致比比重降低而上上浮[1-33]。1.1.2ppH值冲击过高或过低的ppH值会影响活活性污泥微生生物胞外酶及及存在于细胞胞质和细胞壁壁里酶的催化化作用以及微微生物对营养养物质的吸收收。当连续流流曝气反应池池内pH＜4.0或pH＞11.0时，多数情情况下活性污污泥中微生物物活性受到抑抑制，或失去去活性，甚至至死亡，以致致发生污泥上上浮[4]。用SBR法处理啤酒酒废水和化工工废水的实验验结果表明：：当进水pH值为2.5－5.0和10.0－12.0时，pH值越低（或或越高），污污泥活性受抑抑制越严重，上上浮污泥量越越多。控制低低pH值（3.5-77.0）的反应周期期内pH值不变，两两种废水的活活性污泥在pH≤5.5时就开始出出现污泥上浮浮[5-6]]。另一方面面，随着pH值的增加，由由于胞外聚合合物（ExtraaCellluarPolymmer）的电离官官能团增加，活活性污泥絮凝凝作用增加（尽尽管带的负电电性增加），但但当pH值超过一定定范围后，絮絮凝作用下降降。可见，这这时的电排斥斥作用增加，也也会造成活性性污泥脱絮（悬悬浮、不絮凝凝、反絮凝（defloocculaation）和上浮[66]。1.1.3盐盐含量的影响响对进水的pH值值调整不能消消除碱度对活活性污泥的影影响。对碱性性进水调pH值，虽然中中和了碱性物物质，但产生生了盐。盐溶溶液浓度不同同其渗透压也也不同，渗透透压是影响微微生物生存的的重要因素之之一[7]。如微微生物所处的的溶液渗透压压发生突变，就就会导致细胞胞死亡。1.1.4水水温过热组成活性污泥的的微生物适合合的温度范围围一般为15－35℃，超过45℃时会使活性性污泥中大部部分微生物死死亡而上浮（经经过长期驯化化的或特殊微微生物除外）[8]。另外，KlausKriebitzsch等在用SBR工艺测定温度对细胞内酶活性影响的试验中也发现，温度在20、30和40℃时酶活性较好，大于50℃之后，酶的活性明显下降。1.1.5致致毒性底物对好氧活性污泥泥微生物有致致毒作用的底底物主要包括括：含量过高高的COD、有机物（酚酚及其衍生物物，醇，醛和和某些有机酸酸等）、硫化化物、重金属属及卤化物。高高底物浓度可可与细胞酶活活动中心形成成稳定的化合合物，导致基基质不能接近近，无法被降降解，甚至使使细胞中毒死死亡。重金属属离子进人细细胞后主要与与酶或蛋白质质上的-SH基结合而使使之失活或变变性。微量的的重金属离子子还能在细胞胞内不断积累累最终对微生生物发生毒害害作用（微动动作用）。卤卤化物最常见见的是碘和氯氯，碘不可逆逆地与菌体蛋蛋白质（或酶酶）的酪氨酸酸结合，生成成二碘酪氨酸酸，使菌体失失活。氯与水水合成次氯酸酸，其分解产产生强氧化剂剂。而且废水水中有机物的的突变，使原原被驯化好的的并能降解有有机毒物的微微生物减少或或消失。1.2工艺运运行1.2.1过过量曝气微生物处于饥饿饿状态而引起起自身氧化进进人衰老期，池池中溶解氧浓浓度（DO）上升；或或者由于污泥泥活性差，曝曝气叶轮线速速度过高，供供氧过多。总总之，DO上升，短期期内污泥活性性可能很好，因因为新陈代谢谢快，有机物物分解也快，但但时间一久，污污泥被打得又又轻又碎（但但无气泡），象象雾花片似的的飘满沉淀池池表面，随水水流走。这种种污泥色浅，活活性差，耗氧氧速率下降，污污泥体积和污污泥指数增高高，处理效果果明显降低。1.2.2缺缺氧引起的污污泥上浮污泥呈灰色，若若缺氧过久则则呈黑色，并并常带有小气气泡。1.2.3反反硝化引起的的污泥上浮当废水中有机氨氨化合物含量量高或氨氮高高时，在适宜宜条件下可被被硝酸菌和亚亚硝酸菌氧化化为NO3-，如二沉池池积泥或停留留时间过长，NO3-还原产生的N2会被活性污污泥絮凝体所所吸附，使得得活性污泥上上浮。1.2.4回回流量太大引引起的污泥上上浮回流量突增，会会使气水分离离不彻底，曝曝气池中的气气泡带到沉淀淀区上浮，这这种污泥呈颗颗粒状，颜色色不变，上翻翻的方向是从从导流区壁直直向沉淀区壁壁成湍流翻动动。1.2.5二二沉池池底积积泥引起的污污泥上浮如果二沉池底泥泥发酵，产生生的CO2和H2也会附聚在在活性污泥上上，使污泥比比重降低而上上浮。污泥腐腐化产生CH4、H2S后卜浮，首首先是一个个个小气泡逸出出水面，紧接接着有黑色污污泥上浮。1.3活性污污泥丝状菌过过量生长及其其控制产生的的污泥上浮1.3.1温温度与负荷微丝菌（Moccrothrrixpaatviceella）的最佳生生长条件是温温度在12－15℃，污泥负荷荷小于0.1kgg/（kg·d）。它的天天然疏水性会会引起活性污污泥的脱水性性差，最高为为490mLL/g。在温度高高于20℃后、即使污污泥负荷是0.2kgg/(kg··d)，M.parrvicellla也不增值。它它打碎成30－80μm的碎片，成成浮渣形式而而上浮。1.3.2表表面活性物质质、类脂化合合物及机械应应力作用引起低负荷膨胀胀和污泥上浮浮的最频繁的的丝状菌是：：微丝菌、0092型、0041型。在进水水中表面活性性物质和类脂脂化合物浓度度的升高、接接种和机械应应力也会引起起放线菌（Actinnomyceetes）的增长。Kappeelerettal观察到机械械应力（如离离心泵）损坏坏紧密的活性性污泥絮凝体体并导致微丝丝菌的过量增增长[9]。1.3.3过过量投加丝状状菌抑制剂在曝气池流出槽槽中注人过氧氧化氢，数天天后，丝状菌菌就消失，SVI从580mLL/g下降至178mLL/g。且过氧化化氢也有确保保曝气池DO和去除H2S臭味的效果果。但若加人人量太多会引引起活性污泥泥的活性抑制制及污泥上浮浮。2活性污泥活活性抑制与上上浮的检测方方法2.1测定污污泥的耗氧速速率（OUR）和ATP测定活性污泥的的耗氧速率（OUR），可判断断有无毒物流流入、负荷条条件和排泥平平衡情况[110]。若同同时测定三磷磷酸腺苦（ATP），还可以以从处理机能能方面对微生生物量和活性性度进行定量量分析。根据据P.E.JJorgennsen等的研究表表明，测定ATP含量和OUR是检测生物物量活性的可可靠方法。2.2利用指指示生物诊断断活性污泥状状态和性能用显微镜对活性性污泥中的微微生物进行镜镜检，其中的的原生动物和和后生动物（统统称为微型动动物）相对比比细菌个体大大，在显微镜镜下易于观察察、鉴别和计计数，且对外外界环境条件件的变化更为为敏感，作为为指示生物来来诊断活性污污泥的状态和和性能，在工工程实践中已已有较广泛应应用。这种指指示作用概括括于表1中。表1微型动物物对活性污泥泥状态和性能能的指示作用用微型动物镜检情情况活性污泥状态①钟虫、遁纤虫虫、累枝虫、聚聚缩虫、独缩缩虫等固着型型原声动物和和轮虫等后生生动物大量出出现（≥106个/L）良好②微型动物种类类高度多样化化，没有占绝绝对优势数量量的微生物

①波豆虫、尾波波虫、侧滴虫虫、屋滴虫、豆豆形虫、草履履虫等快速游游泳型原生动动物较多恶化②严重恶化时微微型动物极少少，或被一种种（或一组）占占优势

漫游虫、斜叶虫虫、管叶虫等等慢速游泳型型或匍匐行进进的原生动物物较多恶化→良好可观察到微型动动物，但个体体数比正常污污泥害臊，蠕蠕动纤毛类叫叫少。球衣菌菌、丝硫菌、微微丝菌、放线线菌大量出现现膨胀、泡沫和浮浮渣变形虫和简便虫虫等肉足类原原生动物的个个数在混合液液中出现104个/mL分散、解体新态虫、扭头虫虫、草履虫出出现较多溶解氧（DO）不不足轮虫和变形虫大大量出现曝气过剩3控制污泥上上浮的技术措措施①稳定曝气池进进水水质的最最可行、最经经济的方法是是终水回流，用用以稀释、调调节曝气池进进水中的有机机物浓度，使使其稳定在一一定范围内，终终水回流的先先决条件是污污水处理厂的的处理能力必必须大于实际际进水量。②污水处理厂应应考虑设有较较大容积的调调节池（均质质池）并控制制好均质池（调调节池）液位位。因高液位位会使均质池池的水量缓冲冲能力下降，甚甚至丧失；而而低液位运行行不仅均质效效果差，且易易使油和均质质池底的杂质质进人曝气池池，造成活性性污泥受冲击击而上浮。液液位宜控制在在50％－70％。③合理投加营养养盐。由于工工业废水中营营养比例失调调，常常碳源源充分而氮、磷磷等营养物不不足，因此处处理工业废水水时须另外补补加。一般以以尿素和磷酸酸盐为氮源和和磷源，但投投加量不宜过过量。④曝气池人口设设中和池及由由碱池、酸池池、pH检测仪、pH自动调节阀阀等组成的pH自动调节系系统，使曝气气池进水的pH值控制在要要求范围内。⑤采用纯氧曝气气。从西德引引进的纯氧曝曝气装置，投投产5a以来从未出出现污泥上浮浮。⑥污泥中毒引起起的污泥上浮浮可以加大曝曝气量，减少少进水量并清清除死污泥。⑦活性污泥的微微生物组成主主要依赖于废废水成分、流流动形式、运运行条件和适适宜的设计。由由于在实际处处理过程中几几乎难以控制制废水成分，因因此对运行条条件和反应器器设计进行优优化选择至关关重要。参考文献：[1]Brittt－MarieeWileenetaal.shbbortTTeamEEffecttsofDissoolvedOxygeenConncentrrationnonttheTuurbidiityofftheSuperrrnataantoffActiivateddSluddge[J]]．Wat.SSci.Teech，1998，38(3)：25－33.[2]J.KaappeleeranddWillliGujjer．InfluuencessofWWastewwaterCompoositioonanddOperrationnCondiitionssonAActivaatedSSludgeeBulkkingaandSccumFoormatiion[JJ]．Wat.SSci.Teech，1994，30(111)：181－189．[3]DaviidJennkinsTowarrdsaComprrehenssiveMModelofAcctivattedSlludgeBubinnganddFoamming[JJ]．Wat.SSci.Teech，1992，25（6）：215－230．[4]WeslleyO．Pipes．Bulkiing，Defloocculaation，andPPinpoiintFlloc[J]].JourrnaloofWPFFC，1979，51（1）：62－70[5]高春娣，王王淑莹，吴凡凡松，崔和平平．化工污水水处理场污泥泥膨胀与上浮浮的原因及其其控制[J]．哈尔滨建建筑大学学报报，1999，32（5）：52－55．[6]姚毅．活活性污泥的表表面特性与其其沉降脱水性性能的关系[J]．中国给水水排水，1996，12（1）：22－25．[7]俞汉青废水处理中中微型动物及及其作用[J]．中国给水水排水，1992，8（2）：43－46．[8]王家玲．．环境微生物物学[M]．北京：高高等教育出版版社，1988[9]P.E..Jorgeensen．etal．EstimmationnofVViableeBiommassiinwasstewa