污泥上浮的原因

污泥上浮的原因引言在采用活性污泥法处理废水的运行过程中,有多种原因可引起活性污泥的活性受到抑制,导致微生物的性质和类群改变、有机底物的去除率下降。有些微生物的过量增长会形成泡沫或浮渣，运行时机械应力、裹挟气泡等均会使活性污泥的比重降低而上浮飘走，不仅增加了出水悬浮固体量，而且会大降低生物反应系统中活性污泥的活性和数量。本文在阅读大量国内外文献基础上，对导致活性污泥的活性抑制与上浮的原因、检测分析方法和控制技术进行了讨论。一、引起活性污泥上浮的主要因素：1、进水水质（1）过量的表面活性物质和油脂类化合物这类物质可以影响细胞质膜的稳定性和通透性，使细胞的某些必要成分流失而导致微生物生长停滞和死亡。当曝气池进水中含有大量这类物质时，会产生大量泡沫，这些气泡很容易附聚在菌胶团上，使活性污泥的比重降低而上浮。另外，当进水量含油脂类过高时，经过曝气与混合，油脂会附聚在菌胶团表面，使细胞缺氧死亡，导致比重降低而上浮。（2）PH冲击过高或过低的PH会影响活性污泥微生物胞外酶及存在于细胞质和细胞壁里酶的催化作用，以及微生物对营养物质的吸收。当连续流曝气反应池内PH﹤4.0或PH﹥11.0时，多数情况下活性污泥中微生物活性受到抑制，或失去活性，甚至死亡，以致发生污泥上浮。（3）盐含量的影响对进水PH的调整不能消除碱度对活性污泥的影响。对碱性进水调PH，虽然中和了碱性物质，但产生了盐。盐溶液浓度不同其渗透压也不同，渗透压是影响微生物生存的重要因素之一。如微生物所处的溶液渗透压发生突变，就会导致微生物细胞死亡。（4）水温过热组成活性污泥的微生物适合的温度范围是15—35℃，超过45℃时会使活性污泥中大部分微生物死亡而上浮（经过长期驯化的或特殊微生物除外）。另外，对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、40℃时酶活性较好，大于50℃之后，酶的活性明显下降。（5）致毒性底物对好氧活性污泥微生物有致毒作用的底物主要包括：含量过高的COD、有机物（酚及其衍生物，醇，醛和某些有机酸等）、硫化物、重金属、卤化物。高底物浓度可与细胞酶活动中心形成稳定的化合物，导致基质不能接近，无法被降解，甚至使细胞中毒死亡。重金属离子进入细胞后主要与酶或蛋白质上的-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（微动作用）。卤化物最常见的是碘和氯，碘不可逆的与菌体蛋白质（或）酶的酪氨酸结合生成二碘酪氨酸，使菌体失活。氯与水合成次氯酸，其分解产生强氧化剂。而且废水中有机物的突变，使原被驯化好的并能降解有机毒物的微生物减少减少或消失。2、工艺运行（1）过量曝气微生物处于饥饿状态而引起自身氧化进入衰老期，池中DO上升；或者由于污泥活性差，曝气叶轮线速度过高，供氧过多，总之，DO上升，短期内污泥活性很好，因为新陈代谢快，有机物分解也快，但时间一久，污泥被打得又轻又碎（但无气泡），像雾花片似的飘满沉淀池表面，随水流走。这种污泥色浅，活性差，耗氧速率下降，污泥体积和污泥指数增高，处理效果明显降低。（2）缺氧引起的污泥上浮污泥呈灰色，若缺氧过久则呈黑色，并常带有小气泡。（3）反硝化引起的污泥上浮当废水中有机氨化合物含量高或氨氮高时，在适宜条件下可被硝酸菌和亚硝酸菌氧化为NO3-，如二沉池积泥或停留时间过长，NO3-还原产生的N2会被活性污泥絮体吸附，使得活性污泥上浮。（4）回流量太大引起污泥上浮回流量突增会使气水分离不彻底，曝气池中的气泡带到沉淀区上浮，这种污泥呈颗粒状，颜色不变，上翻的方向是从导流区壁直向沉淀区壁成湍流翻动。（5）二沉池底积泥引起的污泥上浮如果二沉池底泥发酵，产生的CO2和H2也会附聚在活性污泥上，使污泥比重降低而上浮。污泥腐化产生的CH4、H2S后上浮，首先是一个个小气泡逸出水面，紧接着有黑色污泥上浮。2、活性污泥丝状菌过量生长及其控制产生的污泥上浮（1）温度与负荷微丝菌的最佳生长条件是温度在12----15℃，污泥负荷小于0.1。它的天然疏水性会引起活性污泥的脱水性差，最高为490ml/g,在温度高于20℃后，即使污泥负荷是0.2,微丝菌也不增殖。它成碎片、成浮渣形式而上浮。（2）表面活性物质、类脂化合物及机械应力作用引起低负荷膨胀和污泥上浮的最频繁的丝状菌是微丝菌、0092、0041型。在进水中表面活性物质和类脂化合物浓度的升高、接种和机械应力也会引起放线菌的增长。机械应力（如离心泵）会损坏紧密的活性污泥絮体并导致微丝菌的过量增长。（3）过量投加丝状菌抑制剂在曝气池流出槽中加入过氧化氢，数天后，丝状菌消失，SVI从严580下降至178，且过氧化氢也有确保曝气池DO和去除H2S臭味的效果，但若加入太多，会引起活性污泥的活性抑制及污泥上浮。二、活性污泥抑制与上浮的检测方法1、测定污泥的耗氧速率（OUR）和ATP（三磷酸腺苷）2、利用指示生物诊断活性污泥状态和性能三、控制污泥上浮的技术措施（1）稳定曝气池进水水质的最可行、最经济的方法是终水回流，用以稀释、调节曝气池进水中的有机物浓度，使其稳定在一定范围内，终水回用的先决条件是污水处理厂的处理能力必须大于实际进水量。（2）污水处理厂应考虑设有较大调节池并控制好液位，因高液位会使调节池的缓冲能力下降，甚至丧失；而低液位不仅均质效果差，且易使油和池底的杂质进入曝气池，造成活性污泥的冲击而上浮。液位宜控制在50---70%。（3）合理投加营养盐由于工业废水中营养比例失衡，常常碳源充足而N、P不足，因此处理工业废水时需额外补加。一般用尿素和磷酸盐，但不宜过量。（4）曝气池入口设中和池，PH自动调节系统。（5）采用纯氧曝气。从西德引进的纯氧曝气装置运行5年以来从未出现污泥上浮。（6）污泥中毒引起的污泥上浮可以加大曝气量，减少进水，清除死泥。（7）活性污泥的微生物组成主要依赖于废水成分、流动形式、和适宜的设计。由于在实际处理中几乎难以控制废水成分，因此，对运行条件和反应器的设计进行优化选择至关重要。