絲狀菌污泥膨脹的影響因素與控制.pdf

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1、第7卷第1期環(huán)境科學(xué)進(jìn)展Vol.7,No.11999年2月ADVANCESINENVIRONMENTALSCIENCEFeb.,1999絲狀菌污泥膨脹的影響因素與控制周利彭永臻黃志高春娣丁峰(哈爾濱建筑大學(xué),哈爾濱150008)摘要本文系統(tǒng)地介紹了近一、二十年來(lái)國(guó)際上關(guān)于絲狀菌污泥膨脹的最新研究成果。從絲狀菌的種類與特性、絲狀菌污泥膨脹的機(jī)理、引起污泥膨脹的污水性質(zhì)和運(yùn)行條件等方面全面地論述了污泥膨脹的影響因素與控制方法,通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外污泥膨脹研究現(xiàn)狀與存在問(wèn)題的分析,提出了該課題今后的研究方向。關(guān)鍵詞:污泥膨脹絲狀菌溶解氧污

2、泥負(fù)荷一、前言自從活性污泥法問(wèn)世以來(lái),在其運(yùn)行管理中絲狀菌污泥膨脹(以下簡(jiǎn)稱污泥膨脹)問(wèn)題一直是困擾人們的難題之一。它具有三個(gè)顯著特點(diǎn):一是發(fā)生率較高,在歐洲近50%的城市污水廠每年發(fā)生污泥膨脹,在我國(guó)污泥膨脹的發(fā)生率也很高,例如在上海幾乎所有的城市污水及工業(yè)廢水處理廠存在不同程度的污泥膨脹問(wèn)題;二是普遍性,在各種類型與變法的活型污泥工藝中都存在污泥膨脹問(wèn)題,甚至連被認(rèn)為最不易發(fā)生污泥膨脹的間歇式曝氣池也能發(fā)生污泥膨脹;三是危害嚴(yán)重、難于控制,污泥膨脹的后果不僅使污泥流失,出水懸浮物增高使水質(zhì)惡化,也大大降低了處理能力,嚴(yán)重

3、者將導(dǎo)致工藝無(wú)法正常運(yùn)行,而且污泥膨脹一旦發(fā)生則難于控制或者需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。為此,世界各國(guó)一直在從事這一課題的研究,以便有效地防止和控制污泥膨脹問(wèn)題。應(yīng)當(dāng)指出,污泥膨脹是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問(wèn)題,由于活性污泥法是生物化學(xué)反應(yīng),形成活性污泥的微生物是多種微生物的群體,既受到污水水質(zhì)條件的影響,又受到運(yùn)行條件及環(huán)境的影響,如污水的種類、成分、濃度、水溫、負(fù)荷、溶解氧、pH值等因素都會(huì)對(duì)污泥膨脹產(chǎn)生影響,因此,眾多研究者的研究成果中,有些觀點(diǎn)并不相同,甚至相互矛盾。下面從四個(gè)方面簡(jiǎn)要總結(jié)近十幾年對(duì)污泥膨脹研究的狀況,并對(duì)該課題今后的研

4、究方向提出了展望。二、引起污泥膨脹的絲狀菌的種類目前已知引起污泥膨脹的絲狀菌有30多種,但最常出現(xiàn)的只有十幾種。通過(guò)總結(jié)南國(guó)家自然科學(xué)基金(編號(hào):597780245)和黑龍江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目現(xiàn)在黑龍江省規(guī)劃設(shè)計(jì)院工作1期周利等:絲狀菌污泥膨脹的影響因素與控制89非、美國(guó)、英國(guó)、荷蘭、丹麥、法國(guó)、澳大利亞、德國(guó)以及世界各國(guó)對(duì)膨脹污泥中絲狀微生物[1]的調(diào)查,可以看出盡管在不同地區(qū)有所差異,但最頻繁出現(xiàn)的絲狀菌有以下種類:微絲菌Nocardioformactinomycetes0092型0961型0041型/0675型No

5、tocoidalimicola軟發(fā)菌浮游球衣菌/1701型021N型/發(fā)硫菌大量研究調(diào)查表明,膨脹污泥中的絲狀菌種類與活性污泥工藝運(yùn)轉(zhuǎn)條件密切相關(guān)。[2]例如在Pujol和Boutin的研究中,低負(fù)荷下的絲狀菌種類為:0041型、0092型及微絲菌。在高負(fù)荷下的絲狀菌為:浮游球衣菌,021型、1701型的1863型菌。Strom和Jenkins[3]的研究表明,低負(fù)荷下的絲狀菌種類有:0041型、0092型、0081型、微絲菌。低DO下的絲狀菌種類有:1701型、021N型、浮游球衣菌、1863型。低pH下真菌占優(yōu)勢(shì)。Gab

6、b[4]等人對(duì)南非的脫氮或脫氮除磷污水廠中引起污泥膨脹的絲狀菌0092型、微絲菌、0675型和0041型菌劃為低負(fù)荷型,而0675型、0041型又可歸于營(yíng)養(yǎng)型。也有研究表明營(yíng)養(yǎng)不足時(shí)絲狀菌有發(fā)硫細(xì)菌、021N型和球衣菌。三、影響污泥膨脹的主要因素1.污水的性質(zhì)對(duì)污泥膨脹的影響(1)污水種類對(duì)污泥膨脹的影響污水的種類對(duì)污泥膨脹有明顯影響,通常認(rèn)為那些含有易生物降解和溶解的有機(jī)成分,特別是低分子量的烴類,糖類和有機(jī)酸類等類型基質(zhì)的污水容易引起污泥膨脹,例如釀酒、啤酒、乳品、石化、造紙等廢水。(2)營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)污泥膨脹的影響在處理工

7、業(yè)廢水及城市污水時(shí),因營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的缺乏而產(chǎn)生的污泥膨脹一般是由于N、P的不足引起的,通常認(rèn)為N、P在污水中合適的比例為BOD5∶N∶P=100∶5∶1。Wagnet通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),污水中P的含量影響污泥沉降性能,如果P/MLSS<3%,容[5]易發(fā)生污泥膨脹。Richard用021N型菌進(jìn)行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度較低的情況下,絲狀菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)具有累積能力,認(rèn)為這是它們?cè)诓黄胶馍L(zhǎng)條件下的又一個(gè)優(yōu)勢(shì)。[6]R.E.Sheder等人報(bào)道了在缺N(TOC/N=160/2.7)的情況下,缺氧選擇器并不能抑制絲狀菌的生長(zhǎng)(SVI>150

8、ml/g)。研究表明許多絲狀菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(如N、P等)有較強(qiáng)的親和力,這可能是缺乏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而導(dǎo)致污泥膨脹的原因。(3)污水的早期消化對(duì)污泥膨脹的影響污水如果貯存或在下水管道、初沉池中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),容易發(fā)生早期消化反應(yīng),這種污水容易發(fā)生污泥膨脹。其原因主要是消化時(shí)產(chǎn)生的大量低分子有機(jī)酸和硫化