【干貨】什么樣的廢水容易發生污泥膨脹？

2023-06-19 10:59:34來源：環保小蜜蜂關鍵詞：膜反應器污泥膨脹廢水處理閱讀量：14895

導讀：據了解，污水中有機物的類型、進水中的碳氮磷比、硫化物的含量等偏高或偏低容易產生污泥膨脹，本文助你一探解決方案。

　　對污泥膨脹有明顯影響的水質因素主要包括所處理污水中有機物的類型、進水中的碳氮磷比、硫化物的含量，以及有毒、有害物質等物質組分的含量。

　　有機物

　　溶解性有機物

　　用活性污泥法處理碳水化合物含量多的廢水，易發生污泥膨脹。污水中容易引起污泥膨脹的碳水化合物主要指葡萄糖、蔗糖、乳糖等單糖或二糖。一般認為，在導致絲狀菌污泥膨脹的微生物中，最有代表性的是球衣菌屬，它能將這些糖類物質直接作為能源予以利用，并易于繁殖。絲狀菌膨脹的另一種致因微生物，如硫細菌，亦是這樣。但是，對于不溶性高分子淀粉就沒有那樣的影響。因為，對于這些在利用之前必須加以分解的高分子物質，多數絲狀菌對其的分解速度非常慢，難以增殖。但是，有些污泥膨脹的致因絲狀菌，如蠟狀芽孢桿菌草狀變種和白地霉，不但能直接利用單糖類物質進行繁殖，而且對于復雜的高分子碳水化合物也能夠充分加以利用而增殖。

　　另外，在糖類碳水化合物含量多時，活性污泥微生物亦能較易地將其代謝分泌出高黏性多糖類物質。而這些物質過多，覆蓋在菌膠團微生物表面，導致非絲狀菌性污泥膨脹。

　　廢水中可溶性有機物含量多時，亦易于發生污泥膨脹。一般，這里所指的可溶性有機物，除了包括上述的單糖、二糖類物質，還包括低分子可溶性有機物。具體來說，是指乳品生產廢水、發酵廢水和制糖廢水等。

　　一般來說，活性污泥中的絲狀菌與其他菌膠團細菌相比較，對高分子物質的水解能力弱，也難于吸收不溶性物質。為此，當廢水中含可溶性有機物多時，絲狀菌就易于利用于自身繁殖，易于發生絲狀菌膨脹。與城市污水相比較，工業廢水更容易發生膨脹。其典型的絲狀菌的種類隨污水種類而不同。

　　顆粒性有機物

　　根據有關研究發現，當廢水中含有難生物降解的底物或顆粒性有機物時，某些類型的絲狀菌容易大量生長。在一些采用前端設置有厭氧/缺氧區的去除營養物質的污水處理廠中，普遍存在上述類型的絲狀菌。有學者推測在厭氧和缺氧區，這些代謝緩慢的底物和顆粒性有機物的降解速率非常低，因此這些底物進入污水處理廠的好氧區后，在好氧區這些物質被分解轉化為低濃度的易溶解性有機物，而溶解性有機物恰恰是有利于某些類型的絲狀菌生長。

　　養物質

　　活性污泥微生物，為了進行正常的生長、繁殖，除了需要碳源外，還需要多種營養物質才能保證其正常的生長代謝活動，并維持微生物種類的動態平衡和生物活性。若底物中缺少這些營養物質，會抑制或終止許多生物化學反應，降低營養敏感型微生物的活性和底物降解能力，改變微生物種類和數量，促使絲狀菌等低營養型微生物的過量生長，產生污泥膨脹問題。在工業廢水和城市污水處理廠中，較常見的情況是缺乏氮和磷兩種營養物質。通常認為氮、磷和碳之間應有適當的比例，一般經驗提出的比例通常為BOD；：N:P=100：5：1。

　　硫化物

　　有些類型的絲狀菌可以利用硫化氫為能源，將硫化氫氧化為單質硫，并將這些硫以胞內顆粒物的形式沉積在菌體內。通過積硫試驗，可以測定出絲狀菌體內儲存的單質硫。這些類型的絲狀菌可以同時利用下水道內腐化廢水中的硫化物和相對分子質量低的有機酸，因此在處理這些腐化廢水時，這兩種菌可以大量生長。但是這些絲狀菌不能利用溶解性不好的硫化物，如硫化鐵。

　　國內外的學者都發現在固定膜生物反應器內出現大量Beggiatoa菌種。在生物轉盤污水處理廠的溶解氧缺乏的前端(超負荷區)的生物膜上出現大量一簇簇如毛發的白色附著物，這些白色附著物就是大量Beggiatoa菌聚集在一起所形成，而白色就是Beggiatoa菌體內單質硫顆粒所顯現出的顏色。刮去表面的白色附著物則顯現出下層黑色的腐化層。Beggiatoa菌生長在腐化的生物膜的好氧表面，從下層溶液中獲得溶解氧，將腐化層的硫化物氧化為單質硫并儲存在其菌體內。

　　有毒物質

　　廢水中的有毒物質主要指過高的COD、某些有機物(酚及其衍生物、醇、醛和某些有機酸等)、硫化物、重金屬和氯化物等。毒性底物對活性污泥系統產生的影響主要是抑制活性污泥微生物的活性，使污泥比重減輕出現污泥上浮，導致處理效率降低。高濃度有機物可和細胞酶活動中心形成穩定的化合物，有機物無法被降解，細胞酶的活性降低，甚至使細胞中毒而死亡。酚類物質主要損傷微生物的細胞膜、鈍化酶和使蛋白質變性。醇類物質通過溶解細胞壁和膜中的類脂，破壞膜結構并使蛋白質脫水變性。醛類物質能與蛋白質氨基酸中的多種基因共價結合而使其變性。有機酸能抑制微生物的代謝活性。重金屬離子(尤其是Hg+、Ag+和Cu2+)進入細胞后主要與

　　酶或蛋白質上的一SH結合而使之失活或變性。微量的重金屬離子還能在細胞內不斷積累最終對微生物發生毒害作用。當進水中底物類型突變或含有過量的毒性底物時，可使原來被馴化好并能降解有機毒物的微生物減少或消失。在該處理系統恢復過程中，某些絲狀菌能比菌膠團細菌更快地適應變化的環境而出現優先生長。

　　酸化或腐化

　　廢水如果儲存或在排水管道、初沉池中停留時間過長，會出現硝化反應，這樣的廢水容易引起污泥膨脹。這主要有兩個原因：第一，廢水長時間儲存，受到微生物的分解，不溶性物質轉變為可溶性物質，高分子物質分解為低分子物質，產生低分子有機酸，由前面介紹可知，這樣的廢水容易引起污泥膨脹。第二，在厭氧條件下(如厭氧沼氣發酵)，廢水中的含硫物質被分解，產生硫化氫。貝氏硫細菌等絲狀菌可將硫化氫加以氧化并以元素硫的形式蓄于菌體內，從而引起絲狀菌污泥膨脹。

　　脂類物質

　　在厭氧條件下，有些絲狀菌可以吸收和儲存油酸等長鏈脂肪酸。利用細胞表面結合的脂肪酶分解脂肪內含有的油酸。還有些調查發現當進水中含有脂類時，諾卡氏菌也易大量生長。