1污泥膨脹和生物泡沫的形成及特點  

據統計，在發生污泥膨脹的活性污泥法處理廠中，約有90%的污泥膨脹問題是由于活性污泥中絲狀菌過量生長引起的。Sezgin等將絲狀菌膨脹定義為“宏觀結構的失敗，從某種意義上來說，有太大的宏觀結構”，即絲狀菌是構成活性污泥絮體的骨架，能夠保持污泥良好的絮體結構，但是當絲狀菌數量太多時，就會影響污泥的沉降性能和壓縮性能。關于污泥膨脹嚴重程度的判定指標主要有以下幾個：(1)由絲狀菌引起的污泥膨脹，絲狀菌總長大于104m/L;(2)根據活性污泥中絲狀菌數量的多少進行分級(如表1所示);(3)污泥體積指數(SVI)大于150mL/g。  

生物泡(pao)沫(mo)(mo)常常是在(zai)污(wu)泥膨脹發生后出現的(de)，由于絲(si)狀菌的(de)異常生長，其與氣泡(pao)、絮狀顆粒混合而成的(de)泡(pao)沫(mo)(mo)具有(you)穩定、持續、較難控(kong)制的(de)特(te)點。實際工程中生物泡(pao)沫(mo)(mo)的(de)嚴(yan)重(zhong)程度(du)除了根據SVI和絲(si)狀菌特(te)性進(jin)行(xing)判定外(wai)，還可(ke)以利用泡(pao)沫(mo)(mo)發泡(pao)指數(FSI)進(jin)行(xing)評估。  

隨著(zhu)城(cheng)市污水(shui)廠(chang)進(jin)水(shui)中工業(ye)廢(fei)水(shui)量的增加，越來越多的城(cheng)市污水(shui)廠(chang)也出現了污泥(ni)膨脹(zhang)(zhang)和生物泡(pao)沫現象，而污泥(ni)膨脹(zhang)(zhang)和生物泡(pao)沫一般具(ju)有以下三個特(te)點：  

(1)發生率較高。據統計，歐(ou)洲各國(guo)(guo)和(he)美國(guo)(guo)每年分別約有50%和(he)60%的城(cheng)市(shi)(shi)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)會發生污(wu)泥膨脹(zhang)和(he)生物泡(pao)(pao)沫(mo)現象。法國(guo)(guo)的調查顯示，6013座污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)中有20%受到泡(pao)(pao)沫(mo)問題(ti)的長期影響。在我國(guo)(guo)，大(da)部分城(cheng)市(shi)(shi)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)和(he)一些工(gong)業(ye)廢(fei)水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)也存在污(wu)泥膨脹(zhang)和(he)生物泡(pao)(pao)沫(mo)現象。  

(2)普遍(bian)性。污(wu)泥(ni)膨脹和生(sheng)物(wu)泡沫存在于各種類型的活性污(wu)泥(ni)處理工(gong)(gong)藝中，在完全混合式工(gong)(gong)藝中，這些問(wen)題尤其突出，而且連最不易發生(sheng)污(wu)泥(ni)膨脹和生(sheng)物(wu)泡沫的間歇(xie)曝(pu)氣(qi)池(chi)也可(ke)能發生(sheng)這種情況。  

(3)處理難(nan)度高(gao)。污泥膨(peng)脹和生物泡沫會(hui)使工藝的(de)處理能力下(xia)降，情況嚴重時，會(hui)使得污泥流失，出水懸浮物增高(gao)，大(da)大(da)影響(xiang)工藝效果(guo)，并且其控制(zhi)或(huo)恢(hui)復(fu)需要相(xiang)當長的(de)時間。  

2活性污泥膨脹中的常見微生物  

2.1污泥膨脹中主要優勢微型動物  

微(wei)(wei)型動(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu)在(zai)實際(ji)污(wu)(wu)水(shui)處(chu)理中常被作為(wei)反映系統(tong)處(chu)理性能的(de)指示(shi)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)，這主要是因為(wei)微(wei)(wei)型動(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu)本身在(zai)污(wu)(wu)水(shui)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)處(chu)理系統(tong)中占有重要地位，其(qi)對(dui)周圍環境變(bian)化的(de)敏感(gan)性較(jiao)高，且其(qi)檢測方法較(jiao)為(wei)簡便。目前，國內外(wai)學者主要對(dui)微(wei)(wei)型動(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu)與(yu)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)沉降性能的(de)相(xiang)關(guan)性進行(xing)研究，認(ren)為(wei)漫游蟲(chong)(chong)(chong)(chong)屬(Litonotus)、斜葉(xie)蟲(chong)(chong)(chong)(chong)屬(Loxophyllum)的(de)一(yi)些種(zhong)類數量(liang)與(yu)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)沉降性能存在(zai)負相(xiang)關(guan)關(guan)系。陳小剛等采用缺氧(yang)–好氧(yang)膜生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)反應器(A/O-MBR)組合工藝(yi)對(dui)系統(tong)運(yun)行(xing)過程(cheng)中的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)種(zhong)群結構變(bian)化進行(xing)研究，發現(xian)(xian)系統(tong)運(yun)行(xing)期間，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)絮體(ti)結構變(bian)化規律為(wei)緊密(mi)–疏松–緊密(mi)–出(chu)現(xian)(xian)膨(peng)脹，絲狀(zhuang)菌數量(liang)級(ji)別隨絮體(ti)結構變(bian)化逐漸增加到“++級(ji)”，微(wei)(wei)型動(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu)優(you)(you)勢群落(luo)也隨之(zhi)變(bian)化，即游動(dong)(dong)型纖毛(mao)蟲(chong)(chong)(chong)(chong)——輪蟲(chong)(chong)(chong)(chong)——鐘蟲(chong)(chong)(chong)(chong)——累(lei)枝(zhi)蟲(chong)(chong)(chong)(chong)，其(qi)中當鐘蟲(chong)(chong)(chong)(chong)和(he)累(lei)枝(zhi)蟲(chong)(chong)(chong)(chong)成(cheng)為(wei)優(you)(you)勢群落(luo)時，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)絮體(ti)處(chu)于緊密(mi)狀(zhuang)態(tai)(tai)，隨后出(chu)現(xian)(xian)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)膨(peng)脹。劉娟等對(dui)絲狀(zhuang)菌污(wu)(wu)泥(ni)(ni)膨(peng)脹狀(zhuang)態(tai)(tai)下的(de)原生(sheng)(sheng)動(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu)群落(luo)結構進行(xing)分析(xi)，發現(xian)(xian)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)膨(peng)脹狀(zhuang)態(tai)(tai)下匍匐型纖毛(mao)蟲(chong)(chong)(chong)(chong)及有殼類肉足蟲(chong)(chong)(chong)(chong)優(you)(you)勢明顯(xian)，其(qi)典型的(de)原生(sheng)(sheng)動(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu)為(wei)斜管蟲(chong)(chong)(chong)(chong)(Chiloclonella)、小輪毛(mao)蟲(chong)(chong)(chong)(chong)(Trochiliaminuta)和(he)匣殼蟲(chong)(chong)(chong)(chong)(Centropyxis)。  

2.2污泥膨脹和發泡菌群  

污(wu)泥膨(peng)脹(zhang)和(he)(he)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)泡沫(mo)的(de)(de)(de)(de)產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)主要(yao)與活性(xing)(xing)污(wu)泥中微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)種類(lei)(lei)以(yi)及(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長情況有(you)(you)關。有(you)(you)大(da)量研(yan)究表(biao)明，當進水(shui)含(han)硫化(hua)(hua)物(wu)或(huo)營養物(wu)質(zhi)缺乏(fa)時(shi)，會(hui)引起硫絲(si)(si)菌(jun)(jun)(jun)和(he)(he)貝(bei)氏(shi)硫絲(si)(si)菌(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)過度繁殖(zhi)，而含(han)溶解(jie)性(xing)(xing)碳水(shui)化(hua)(hua)合物(wu)高的(de)(de)(de)(de)廢(fei)水(shui)會(hui)引起浮游球(qiu)衣(yi)細菌(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)過度增殖(zhi)，這(zhe)(zhe)些都會(hui)引發污(wu)泥膨(peng)脹(zhang)。活性(xing)(xing)污(wu)泥中分(fen)(fen)枝菌(jun)(jun)(jun)酸(suan)(suan)(suan)放線菌(jun)(jun)(jun)(Mycolata)過度繁殖(zhi)也會(hui)造成(cheng)(cheng)污(wu)泥膨(peng)脹(zhang)和(he)(he)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)泡沫(mo)，因為(wei)分(fen)(fen)枝菌(jun)(jun)(jun)酸(suan)(suan)(suan)放線菌(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)細胞壁(bi)中含(han)有(you)(you)長鏈枝狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)枝菌(jun)(jun)(jun)酸(suan)(suan)(suan)，造成(cheng)(cheng)細胞表(biao)面呈(cheng)疏(shu)水(shui)性(xing)(xing)，而細胞疏(shu)水(shui)性(xing)(xing)正是(shi)(shi)(shi)形(xing)成(cheng)(cheng)絲(si)(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)(jun)污(wu)泥膨(peng)脹(zhang)和(he)(he)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)泡沫(mo)的(de)(de)(de)(de)必(bi)要(yao)條件(jian)。另外也有(you)(you)報道認(ren)為(wei)，微(wei)絲(si)(si)菌(jun)(jun)(jun)(Microthrixparvicella)的(de)(de)(de)(de)大(da)量增殖(zhi)也會(hui)引起污(wu)泥膨(peng)脹(zhang)和(he)(he)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)泡沫(mo)，因為(wei)微(wei)絲(si)(si)菌(jun)(jun)(jun)在生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長繁殖(zhi)過程中可(ke)(ke)利用(yong)長鏈脂肪酸(suan)(suan)(suan)作為(wei)碳源(yuan)和(he)(he)能源(yuan)，多(duo)余的(de)(de)(de)(de)長鏈脂肪酸(suan)(suan)(suan)被富集、儲存(cun)在體(ti)內，這(zhe)(zhe)由油脂組成(cheng)(cheng)大(da)液珠(zhu)可(ke)(ke)以(yi)達到細胞干重的(de)(de)(de)(de)35%，使(shi)得活性(xing)(xing)污(wu)泥比重進一步(bu)降低，更易(yi)漂浮到水(shui)面形(xing)成(cheng)(cheng)浮沫(mo)。絲(si)(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)(jun)并不是(shi)(shi)(shi)一種特(te)(te)殊的(de)(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)，而是(shi)(shi)(shi)具(ju)有(you)(you)絲(si)(si)狀(zhuang)或(huo)枝狀(zhuang)特(te)(te)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)統稱。從本質(zhi)上來(lai)說，絲(si)(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)(jun)是(shi)(shi)(shi)具(ju)有(you)(you)疏(shu)水(shui)表(biao)面層的(de)(de)(de)(de)，與油類(lei)(lei)的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)性(xing)(xing)相似。它可(ke)(ke)以(yi)附著疏(shu)水(shui)性(xing)(xing)底物(wu)上，并通(tong)過食用(yong)它們作為(wei)食物(wu)來(lai)源(yuan)而生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長。Eikelboom通(tong)過對數(shu)百個(ge)污(wu)水(shui)處理(li)廠的(de)(de)(de)(de)數(shu)千個(ge)污(wu)泥樣(yang)品進行了觀(guan)察和(he)(he)研(yan)究，將所觀(guan)察的(de)(de)(de)(de)絲(si)(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)(jun)區分(fen)(fen)為(wei)26大(da)類(lei)(lei)，分(fen)(fen)類(lei)(lei)依據(ju)包括：(1)是(shi)(shi)(shi)否(fou)存(cun)在衣(yi)鞘和(he)(he)粘(zhan)液;(2)是(shi)(shi)(shi)否(fou)滑行運動;(3)真分(fen)(fen)支或(huo)假分(fen)(fen)支;(4)革蘭氏(shi)染色(se)和(he)(he)奈氏(shi)染色(se)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)征;(5)絲(si)(si)狀(zhuang)體(ti)的(de)(de)(de)(de)長短、性(xing)(xing)質(zhi)和(he)(he)形(xing)狀(zhuang);(6)細胞直徑、長短和(he)(he)形(xing)狀(zhuang);(7)有(you)(you)無(wu)胞含(han)體(ti)(PHB，多(duo)聚磷酸(suan)(suan)(suan)鹽和(he)(he)硫粒等(deng)(deng))等(deng)(deng)。根據(ju)以(yi)上七個(ge)方面的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)性(xing)(xing)分(fen)(fen)為(wei)7個(ge)群，如表(biao)2所示。  

總(zong)結國(guo)內外(wai)膨脹污泥中出現(xian)的(de)絲(si)狀微生物，盡管在不同(tong)地區和不同(tong)的(de)工藝(yi)運行條(tiao)件下出現(xian)的(de)絲(si)狀菌(jun)會有所差異(yi)，但最頻(pin)繁出現(xian)的(de)絲(si)狀菌(jun)有以下種類：微絲(si)菌(jun)、0961型(xing)菌(jun)、軟發菌(jun)、0092型(xing)菌(jun)、0041型(xing)菌(jun)/0675型(xing)菌(jun)、Nocardioformactinomycetes、Nostocoidalimicola、021N型(xing)菌(jun)/發硫(liu)菌(jun)、浮游球(qiu)衣(yi)菌(jun)/1701型(xing)菌(jun)等(deng)。  

3污泥膨脹和泡沫的控制方法  

3.1降低細胞平均停留時間  

據(ju)統計，國內外較(jiao)為(wei)常見的(de)發泡微(wei)生(sheng)(sheng)物平均(jun)世(shi)代時(shi)間較(jiao)長，降低細(xi)胞(bao)平均(jun)停留時(shi)間(MCRT)可以有(you)(you)效(xiao)(xiao)控(kong)制(zhi)污(wu)泥膨脹和發泡現象。Noutsopoulos等發現，當MCRT為(wei)8~10d時(shi)，可以有(you)(you)效(xiao)(xiao)抑制(zhi)微(wei)絲菌的(de)生(sheng)(sheng)長。也有(you)(you)文獻報道(dao)，控(kong)制(zhi)MCRT在9d以內，可以將曝氣(qi)池中的(de)諾卡菌(Nocardia)消除(chu)。但(dan)這種控(kong)制(zhi)方(fang)法在實際污(wu)水(shui)廠中很(hen)難實現，曝氣(qi)池中的(de)硝化菌平均(jun)世(shi)代時(shi)間較(jiao)長，與采用此方(fang)法相(xiang)矛盾。  

3.2調節曝氣池溶解氧量  

曝氣(qi)池長(chang)時(shi)間處(chu)于低(di)(di)(di)溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)常(chang)常(chang)會(hui)引起絲狀(zhuang)(zhuang)菌污泥(ni)(ni)膨(peng)脹(zhang)，這種污泥(ni)(ni)膨(peng)脹(zhang)的(de)控(kong)制(zhi)措施(shi)是(shi)提(ti)高溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)量，這就需要提(ti)高曝氣(qi)系統的(de)供氧(yang)(yang)能(neng)(neng)力和降(jiang)低(di)(di)(di)有機(ji)(ji)負(fu)荷(he)。Palm等研究發(fa)現，DO濃度(du)與系統有機(ji)(ji)負(fu)荷(he)成(cheng)函數關系，一般當有機(ji)(ji)負(fu)荷(he)約為(wei)0.5kgCOD/(kgMLSS?d)，并且DO質(zhi)量濃度(du)在2.0mg/L時(shi)可以有效控(kong)制(zhi)絲狀(zhuang)(zhuang)菌的(de)生長(chang)。高春娣等研究發(fa)現，當A/O工藝長(chang)期處(chu)于0.5mg/L的(de)低(di)(di)(di)溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)時(shi)，會(hui)發(fa)生以軟(ruan)發(fa)菌(H.hydrossis)為(wei)優勢菌的(de)絲狀(zhuang)(zhuang)菌膨(peng)脹(zhang)，SVI一直保(bao)持在300mL/g以上;將(jiang)DO的(de)質(zhi)量濃度(du)提(ti)高到2.0mg/L，同時(shi)有機(ji)(ji)負(fu)荷(he)降(jiang)低(di)(di)(di)到0.37kgCOD/(kgMLSS?d),能(neng)(neng)夠(gou)有效控(kong)制(zhi)污泥(ni)(ni)膨(peng)脹(zhang)，SVI下降(jiang)到150mL/g。通過合(he)理調(diao)節DO和有機(ji)(ji)負(fu)荷(he)來(lai)防(fang)止(zhi)低(di)(di)(di)溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)引起的(de)絲狀(zhuang)(zhuang)菌污泥(ni)(ni)膨(peng)脹(zhang)，是(shi)污泥(ni)(ni)膨(peng)脹(zhang)控(kong)制(zhi)最(zui)直接、經濟和有效的(de)方法。  

3.3曝氣池添加前置生物選擇器  

生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)(ze)(ze)器是通過提供(gong)各種(zhong)較(jiao)為(wei)適(shi)宜的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)存環境(溶解(jie)氧(yang)(yang)(yang)、pH或(huo)(huo)污泥(ni)濃度等)來選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)(ze)(ze)優(you)勢微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)裝置(zhi)。生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)(ze)(ze)器主(zhu)要分為(wei)好(hao)氧(yang)(yang)(yang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)(ze)(ze)器、厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)(ze)(ze)器及缺(que)氧(yang)(yang)(yang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)(ze)(ze)器三種(zhong)。好(hao)氧(yang)(yang)(yang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)(ze)(ze)器是根據擴散選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)(ze)(ze)理論(lun)，在曝氣池前端(duan)或(huo)(huo)首段設置(zhi)高(gao)負(fu)荷(he)區域，通過負(fu)荷(he)的(de)(de)(de)變化來抑制(zhi)低負(fu)荷(he)條件下的(de)(de)(de)絲狀(zhuang)菌(jun)(jun)過度繁(fan)殖;而厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)和缺(que)氧(yang)(yang)(yang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)(ze)(ze)器主(zhu)要利用微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)代謝機制(zhi)的(de)(de)(de)不同來抑制(zhi)絲狀(zhuang)菌(jun)(jun)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長，預防(fang)污泥(ni)膨(peng)脹的(de)(de)(de)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)。大量的(de)(de)(de)試驗(yan)數據證明，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)(ze)(ze)器能永久性地(di)控制(zhi)由以下絲狀(zhuang)菌(jun)(jun)導致的(de)(de)(de)污泥(ni)膨(peng)脹：021N型菌(jun)(jun)、發硫菌(jun)(jun)、S.Natans、1701型菌(jun)(jun)、N.limicola、軟發菌(jun)(jun)等。Bitton發現好(hao)氧(yang)(yang)(yang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)(ze)(ze)器在泥(ni)齡5d時可(ke)以有(you)(you)效(xiao)抑制(zhi)諾(nuo)卡(ka)菌(jun)(jun)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長，而Ayers等發現厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)(ze)(ze)器是控制(zhi)微(wei)(wei)絲菌(jun)(jun)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長最(zui)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)長期解(jie)決方(fang)法。另外有(you)(you)研究(jiu)報道(dao)，缺(que)氧(yang)(yang)(yang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)(ze)(ze)器對(dui)(dui)諾(nuo)卡(ka)菌(jun)(jun)有(you)(you)控制(zhi)作用，對(dui)(dui)微(wei)(wei)絲菌(jun)(jun)則無明顯作用。  

好氧生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)選(xuan)擇(ze)器(qi)(qi)對(dui)污(wu)(wu)泥(ni)膨(peng)脹控(kong)制效果的(de)(de)(de)(de)好壞，取(qu)決于對(dui)接觸(chu)時(shi)間和曝氣量的(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)(ji)。接觸(chu)時(shi)間太(tai)短或(huo)太(tai)長(chang)都(dou)會(hui)引(yin)起(qi)后續生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處理工(gong)藝中(zhong)絲(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)，在(zai)設(she)計(ji)(ji)中(zhong)一(yi)般取(qu)5~30min。另外(wai)(wai)，曝氣量過(guo)小會(hui)刺激菌(jun)(jun)膠團分泌過(guo)多的(de)(de)(de)(de)胞外(wai)(wai)聚合物(wu)(EPS)而引(yin)發非絲(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)膨(peng)脹;若過(guo)大，不僅造成能量的(de)(de)(de)(de)浪(lang)費，且對(dui)污(wu)(wu)泥(ni)絮體的(de)(de)(de)(de)形成造成負(fu)面(mian)影響。一(yi)般好氧生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)選(xuan)擇(ze)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)曝氣量設(she)計(ji)(ji)采用15%~30%的(de)(de)(de)(de)溶解性COD去除率進(jin)行計(ji)(ji)算。缺(que)氧生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)選(xuan)擇(ze)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)主要設(she)計(ji)(ji)參數是易生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)降(jiang)解COD(RBCOD)與(yu)NO3ˉ-N的(de)(de)(de)(de)比(bi)值(zhi)和接觸(chu)時(shi)間。RBCOD/NO3ˉ-N過(guo)小時(shi)，反(fan)硝化(hua)(hua)進(jin)行不徹底，引(yin)起(qi)絲(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)膨(peng)脹;比(bi)值(zhi)過(guo)大時(shi)，會(hui)因(yin)NOxˉ-N的(de)(de)(de)(de)完全(quan)反(fan)硝化(hua)(hua)而出現厭氧狀(zhuang)態。缺(que)氧生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)底物(wu)貯存(cun)能力會(hui)因(yin)未(wei)知原因(yin)降(jiang)低，導(dao)(dao)致(zhi)溶解性有機(ji)底物(wu)大量進(jin)入后續曝氣池(chi)，引(yin)發絲(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)，這些(xie)都(dou)是目(mu)前(qian)需(xu)要解決的(de)(de)(de)(de)關鍵問題。厭氧生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)選(xuan)擇(ze)器(qi)(qi)在(zai)實際工(gong)程中(zhong)也得(de)到了(le)廣泛(fan)應用，且控(kong)制效果比(bi)較明(ming)顯。但當(dang)進(jin)水中(zhong)含有硫化(hua)(hua)物(wu)時(shi)，常會(hui)引(yin)起(qi)絲(si)狀(zhuang)硫氧化(hua)(hua)菌(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)，導(dao)(dao)致(zhi)厭氧選(xuan)擇(ze)器(qi)(qi)中(zhong)污(wu)(wu)泥(ni)沉降(jiang)性能的(de)(de)(de)(de)下降(jiang)。  

3.4投加化學藥劑  

通過(guo)向(xiang)反應(ying)器投加(jia)特定的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)(xue)藥劑(ji)(Cl2、O3、H2O2等(deng))可以殺(sha)死廢水(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)絲(si)(si)(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)(jun)，從而消除污(wu)(wu)泥(ni)膨脹和(he)生物泡(pao)沫現(xian)(xian)象。有(you)研究(jiu)表明(ming)，投加(jia)10mgCl/gMLSS的(de)(de)(de)(de)(de)NaClO能有(you)效(xiao)(xiao)解(jie)決微(wei)絲(si)(si)(si)菌(jun)(jun)(jun)過(guo)度增(zeng)殖造成的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)膨脹和(he)生物泡(pao)沫問題。黃程(cheng)蘭等(deng)研究(jiu)發(fa)現(xian)(xian)，氯(lv)化(hua)鈣溶于水(shui)后會分解(jie)產生氯(lv)離子，氯(lv)離子在(zai)水(shui)中具有(you)滅(mie)菌(jun)(jun)(jun)消毒作(zuo)用(yong)，可以殺(sha)死部分絲(si)(si)(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)(jun)，抑制絲(si)(si)(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)(de)生長(chang)，促進菌(jun)(jun)(jun)膠(jiao)團的(de)(de)(de)(de)(de)形成，對解(jie)決污(wu)(wu)泥(ni)膨脹有(you)很好的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果。Guo等(deng)發(fa)現(xian)(xian)由(you)低底物濃度梯度引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)耐氯(lv)021N型絲(si)(si)(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)(jun)，在(zai)NaClO劑(ji)量高達80mgCl/gSS的(de)(de)(de)(de)(de)情況下仍能夠維持細(xi)胞(bao)(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)完(wan)整性(xing);但加(jia)入30mg/gSS的(de)(de)(de)(de)(de)溴化(hua)十六(liu)烷基三(san)甲基銨(CTAB)可滲透(tou)該耐氯(lv)菌(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)(de)細(xi)胞(bao)(bao)壁，從而將其(qi)選(xuan)擇性(xing)殺(sha)死，顯著提(ti)升(sheng)污(wu)(wu)泥(ni)沉降性(xing)能。在(zai)實際(ji)工程(cheng)應(ying)用(yong)中，投加(jia)化(hua)學(xue)(xue)藥劑(ji)仍存在(zai)一些問題，如藥劑(ji)投加(jia)量大導致(zhi)剩余污(wu)(wu)泥(ni)量大大增(zeng)加(jia)，滅(mie)菌(jun)(jun)(jun)劑(ji)對絲(si)(si)(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)(jun)不具有(you)選(xuan)擇性(xing)而抑制其(qi)他(ta)菌(jun)(jun)(jun)群的(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)導致(zhi)出水(shui)水(shui)質變差，以及藥效(xiao)(xiao)短暫而極大增(zeng)加(jia)了運行(xing)成本(ben)等(deng)。因(yin)此研發(fa)投加(jia)量少、見(jian)效(xiao)(xiao)快、無復發(fa)作(zuo)用(yong)，以及能夠選(xuan)擇性(xing)殺(sha)死絲(si)(si)(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)(de)新型化(hua)學(xue)(xue)藥劑(ji)是今后主要的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)方向(xiang)。  

3.5投加特定微生物  

目(mu)前(qian)，通(tong)過(guo)投加(jia)特(te)定(ding)微生(sheng)(sheng)物(wu)來控制污(wu)(wu)泥(ni)膨脹(zhang)(zhang)和生(sheng)(sheng)物(wu)泡(pao)沫(mo)(mo)仍處于實(shi)(shi)驗室階(jie)段，在實(shi)(shi)際污(wu)(wu)水(shui)處理(li)(li)廠中尚未(wei)廣泛采用(yong)。有(you)(you)(you)研(yan)究(jiu)提出，采用(yong)輪蟲可殺死大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)絲(si)(si)狀(zhuang)菌(jun)，提高(gao)污(wu)(wu)泥(ni)沉降性(xing)能，從而控制污(wu)(wu)泥(ni)膨脹(zhang)(zhang)和生(sheng)(sheng)物(wu)泡(pao)沫(mo)(mo)現(xian)象。Inamori等發(fa)現(xian)有(you)(you)(you)兩(liang)(liang)種具有(you)(you)(you)胞咽囊的(de)(de)(de)(de)(de)纖毛(mao)蟲能夠吞食021N型菌(jun)和浮(fu)游球衣細菌(jun)這兩(liang)(liang)類絲(si)(si)狀(zhuang)菌(jun)，對(dui)(dui)由這兩(liang)(liang)類絲(si)(si)狀(zhuang)菌(jun)引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)膨脹(zhang)(zhang)和生(sheng)(sheng)物(wu)泡(pao)沫(mo)(mo)現(xian)象有(you)(you)(you)很好的(de)(de)(de)(de)(de)處理(li)(li)效果。另(ling)外，也有(you)(you)(you)研(yan)究(jiu)發(fa)現(xian)，某些特(te)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)噬菌(jun)體(ti)(ti)(ti)能夠對(dui)(dui)部分發(fa)泡(pao)細菌(jun)起(qi)控制作用(yong)，如(ru)名(ming)為GTE2、GTE5、GTE7、TPA2的(de)(de)(de)(de)(de)噬菌(jun)體(ti)(ti)(ti)所具有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征及其基因(yin)組(zu)序列對(dui)(dui)穩定(ding)污(wu)(wu)水(shui)處理(li)(li)廠中的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)膨脹(zhang)(zhang)和生(sheng)(sheng)物(wu)泡(pao)沫(mo)(mo)有(you)(you)(you)很大(da)幫助。雖然這些噬菌(jun)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)控制機理(li)(li)尚不明確，但是在實(shi)(shi)驗室規模上的(de)(de)(de)(de)(de)各種研(yan)究(jiu)表明，噬菌(jun)體(ti)(ti)(ti)對(dui)(dui)絲(si)(si)狀(zhuang)菌(jun)的(de)(de)(de)(de)(de)控制是有(you)(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)。將噬菌(jun)體(ti)(ti)(ti)引(yin)入(ru)實(shi)(shi)際工程應(ying)用(yong)中來減少(shao)絲(si)(si)狀(zhuang)菌(jun)的(de)(de)(de)(de)(de)數量，是一種安(an)全(quan)有(you)(you)(you)效且(qie)環境(jing)友好的(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)。  

3.6其他控制方法  

除(chu)了上述方法(fa)之外，向泡(pao)沫噴灑(sa)水、加強上部攪拌、對發泡(pao)污(wu)泥進(jin)行連續選擇(ze)性浮選以及減少水量的沖擊負荷等方法(fa)都能對污(wu)泥膨脹和生物泡(pao)沫起一定(ding)作(zuo)用(yong)，在(zai)運用(yong)時應根據現(xian)場的實(shi)際情況加以選擇(ze)。  

3.7厭氧消化泡沫的控制  

厭(yan)氧(yang)消化泡沫普遍存在于厭(yan)氧(yang)消化池中(zhong)，其主要發(fa)泡成(cheng)因有(you)(you)以下三點：(1)由于有(you)(you)機負荷過高導致揮發(fa)性脂肪(fang)酸(VFA)特別是乙(yi)酸的積累所致;(2)污泥(ni)中(zhong)含有(you)(you)大量的表面活性劑(ji);(3)污泥(ni)中(zhong)含有(you)(you)大量的絲狀菌，如戈登氏菌(Gordoniaamarae)和微(wei)絲菌。針對(dui)厭(yan)氧(yang)消化泡沫的控制措施有(you)(you)以下幾種：降低細胞平均停(ting)留時間、降低有(you)(you)機負荷、加(jia)強(qiang)機械攪拌、投(tou)加(jia)化學藥劑(ji)(如聚合鋁鹽)、熱(re)水解技術以及對(dui)污泥(ni)進行(xing)超聲預處理(li)等。  

3.7.1熱水解技術  

熱(re)水(shui)解技(ji)(ji)術(shu)(shu)是一種有效(xiao)的(de)(de)(de)污(wu)泥預處理(li)(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)，可(ke)(ke)以(yi)改善剩余污(wu)泥和濃縮污(wu)泥的(de)(de)(de)脫水(shui)性(xing)能，也是一種十分有效(xiao)和經濟可(ke)(ke)行的(de)(de)(de)厭氧泡沫控(kong)制措施。Barjenbruch等研究發(fa)現，熱(re)水(shui)解技(ji)(ji)術(shu)(shu)(在121℃下加(jia)熱(re)60min)相比機(ji)械攪拌(ban)和酶法預處理(li)(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)具有較好的(de)(de)(de)發(fa)泡控(kong)制性(xing)能。有研究表明(ming)，坎比工藝的(de)(de)(de)熱(re)水(shui)解預處理(li)(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)對(dui)厭氧泡沫的(de)(de)(de)控(kong)制具有顯著效(xiao)果。Alfaro等研究發(fa)現，熱(re)水(shui)解技(ji)(ji)術(shu)(shu)(在170℃下蒸汽加(jia)熱(re)15min)能夠急劇(ju)降低以(yi)微絲菌(jun)為(wei)優勢(shi)菌(jun)群的(de)(de)(de)絲狀(zhuang)菌(jun)豐度(泡沫指數由從5級降到2級)。熱(re)水(shui)解技(ji)(ji)術(shu)(shu)相對(dui)于幾種被廣泛(fan)接受的(de)(de)(de)生物(wu)泡沫控(kong)制策略具有明(ming)顯優勢(shi)，但(dan)是其操作壓力和溫度控(kong)制仍(reng)需要(yao)進(jin)一步(bu)的(de)(de)(de)優化改善。  

3.7.2超聲預處理技術  

超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)預(yu)處(chu)(chu)理(li)技術可(ke)以(yi)破(po)壞污泥絮體(ti)的(de)(de)(de)(de)細胞(bao)(bao)及(ji)結構，提(ti)高(gao)(gao)細胞(bao)(bao)的(de)(de)(de)(de)可(ke)生化性(xing)，而且可(ke)以(yi)使絲(si)狀(zhuang)菌(jun)菌(jun)絲(si)斷裂，降低絲(si)狀(zhuang)菌(jun)豐度。Khanal等(deng)研究發現(xian)，僅僅超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)處(chu)(chu)理(li)2min，絲(si)狀(zhuang)菌(jun)的(de)(de)(de)(de)結構完(wan)整(zheng)性(xing)被顯著(zhu)破(po)壞，細菌(jun)細胞(bao)(bao)沒有明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)破(po)壞，經過超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)30min，絲(si)狀(zhuang)菌(jun)細胞(bao)(bao)壁完(wan)全解體(ti)。有研究報道(dao)，對(dui)(dui)污泥進行(xing)超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)預(yu)處(chu)(chu)理(li)可(ke)以(yi)有效減(jian)少中(zhong)溫(wen)沼氣池的(de)(de)(de)(de)生物泡(pao)沫。Alfaro等(deng)研究發現(xian)，采用(yong)運行(xing)能耗(hao)為66.7kWh/m3的(de)(de)(de)(de)超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)處(chu)(chu)理(li)污泥，厭氧消化池中(zhong)的(de)(de)(de)(de)絲(si)狀(zhuang)菌(jun)數量大(da)大(da)減(jian)少，絲(si)狀(zhuang)菌(jun)豐度從“+++級(ji)”降到“±級(ji)”。盡管超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)預(yu)處(chu)(chu)理(li)技術對(dui)(dui)絲(si)狀(zhuang)菌(jun)的(de)(de)(de)(de)控制有顯著(zhu)效果，但是相(xiang)對(dui)(dui)于熱(re)水解技術來(lai)說，該技術的(de)(de)(de)(de)能源消耗(hao)較大(da)，運行(xing)費(fei)用(yong)較高(gao)(gao)，因(yin)此在實際工程應(ying)用(yong)中(zhong)超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)預(yu)處(chu)(chu)理(li)技術的(de)(de)(de)(de)能耗(hao)問題是一個需要著(zhu)重考慮的(de)(de)(de)(de)方面。  

4結論與建議  

(1)在污(wu)水處(chu)理廠運行過程中，針對曝氣池、二沉池等易發(fa)生(sheng)污(wu)泥(ni)膨(peng)脹和(he)生(sheng)物(wu)泡(pao)沫現象的(de)生(sheng)物(wu)處(chu)理工(gong)藝(yi)，應加(jia)強對SVI、生(sheng)物(wu)相(xiang)等指標的(de)檢測(ce)，并制定一套完(wan)整的(de)污(wu)泥(ni)膨(peng)脹和(he)生(sheng)物(wu)泡(pao)沫的(de)預警(jing)監測(ce)系(xi)統，時(shi)刻注意工(gong)藝(yi)運行狀況(kuang)，防止(zhi)污(wu)泥(ni)膨(peng)脹和(he)生(sheng)物(wu)泡(pao)沫的(de)發(fa)生(sheng)。  

(2)由于引起污泥膨脹(zhang)和生(sheng)物泡沫的絲狀(zhuang)菌種類(lei)繁多，因(yin)此在采取(qu)相應的控(kong)制措施(shi)時應從微生(sheng)物入手，采用先進的現代生(sheng)物檢測技術(shu)確定絲狀(zhuang)菌種類(lei)，明確污泥膨脹(zhang)和生(sheng)物泡沫產生(sheng)的原因(yin)，為后續制定控(kong)制方案提供(gong)依(yi)據(ju)。  

(3)對(dui)于(yu)已(yi)經發生(sheng)污(wu)泥(ni)(ni)膨脹或生(sheng)物泡沫并(bing)已(yi)明(ming)確其主要優勢(shi)絲(si)狀菌種類的(de)(de)生(sheng)物處理工藝，首先(xian)應根據(ju)絲(si)狀菌的(de)(de)特性采取工藝調控措施(shi)，如降低污(wu)泥(ni)(ni)齡(ling)、調節曝氣池溶(rong)解(jie)氧量、增設(she)生(sheng)物選(xuan)擇器等。若上述措施(shi)沒(mei)有(you)對(dui)污(wu)泥(ni)(ni)膨脹或生(sheng)物泡沫起(qi)到(dao)很(hen)好的(de)(de)控制效果(guo)，可以通(tong)過投加化學藥劑(ji)或特定(ding)微生(sheng)物進(jin)行控制。

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