SBR运行中污泥膨胀的发生与控制

林之虹

（哈高科大豆食品有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

典型SBR处理系统采用时间分割的操作方式替代传统的空间分割方式。在流程上只设一个反应池，兼行水质水量调节、微生物降解有机物和混合液分离等功能。SBR按间歇曝气方式运行，每个周期的循环过程包括进水、混合、曝气、沉降、排放、空置等阶段。本文主要研究了SBR处理系统运行过程中，污泥膨胀所产生的发生与控制方法，举例某厂污泥膨胀后，所采取的具体措施。

1 污泥膨胀的发生和控制

由于某厂生产工艺调整，使排入处理站区的废水浓度提高，CODCX上升至 1600～1800mg/L。一段时间后，SBR池的污泥颜色开始变暗，出水中出现较多难以沉降的细碎污泥絮体。但依然可以满足排放要求，未能引起足够重视并采取进一步措施。

1.1 污泥膨胀发生

一个月后，2座SBR池几乎同时出现突发性污泥膨胀，SVI猛增至320-360，污泥完全变黑，泡沫现象严重。镜检发现：原来呈块状的菌胶团已完全解体，一根根丝状球衣细菌大量交错丛生。解体了的污泥絮体散落其中；曾经活跃的盖纤虫、钟虫等原生动物已不见踪迹，系统明显处于缺氧状态。

1.2 污泥膨胀原因分析

每天的工作记录表明，在调节池用80%的NaOH溶液通过pH指示调节仪自动调节pH值在

6.0 ～8.0，同时按比例投加营养盐(尿素和磷肥)，曝气池的DO值为2.0～4.5 mg/L、水温为20-25℃(由于采用鼓风机曝气，即使是冬季仍能保持较高水温)条件下运行时，镜检没有发现污泥内部有缺氧迹象，即解体的污泥絮体呈黄褐色(中心无缺氧变黑的区域)，轮虫和线虫等后生动物活跃，说明溶解氧的传递和渗透性良好，不存在微观状态中的缺氧。可见上述因素不是引起污泥膨胀的主要原因。

虽然进水浓度持续降低，但其变化的梯度并不大，亦不可能造成冲击负荷。值得注意的是，由于排泥管堵塞，一段时期以来各SBR池的排泥量一直偏低 (有时甚至不排泥)，此时的MLSS高达6500～7000mg/L。即使将原来的三池改为两池运行，较少的来水仍使每池的实际处理量只有设计水量的80%左右。显然，过低的进水有机物浓度和水量、过高的污泥浓度导致了污泥负荷偏低，从而推断低负荷是引起污泥膨胀的主要原因，应依此采取相应的控制措施。

2 控制污泥膨胀的方法和过程

污泥膨胀控制开始，由于膨胀的恶化及MLSS不断增长，此时两池的SV均已达到了90%以上。首先为保证出水效果，在停止曝气前10min向SBR池投加氢氧化钙 (按1：200的比例)，通过其凝聚作用来提高污泥的压密性以改善污泥沉降性能。在接下来的滗水过程中，将水位滗至滗水器所能到达的最低位(滗水深度为原来的3倍)，这样在进水量不变的情况下，排出比由 1：4 升至 1：2，使稀释倍数降低，提高了基质初始浓度。另外充分利用闲置期，将机动潜污泵投入SBR池中进行强制排泥 (剩余污泥被排入闲置池中进行消化处理)，同时疏通排泥管以确保每天的正常排泥。经过4个周期的运行，到22日泡沫现象虽未有明显改观，但各池SV均停止了增长。这说明对污泥膨胀原因的分析是正确的，采取的措施是可行的。

通过继续强制排泥使MLSS逐渐回落到3000mg/L左右，并缩短充水时间(由启动l台提升泵改为2台)，进一步提高基质初始浓度，将曝气时间减至6.0h增大了浓度梯度，避免了曝气结束后污泥负荷过低而利于丝状菌生长。20天后(氢氧化钙停止投加)，水面悬浮的黄褐色污泥已基本消失，SV/亦缓慢下降，出水COD降至120mg/L以下。镜检观察到丝状菌已明显衰减，由丛生状变为分散状，部分单枝已折断成散碎短枝。此时，泡沫量也开始减少，间或有水面露出。此后每天仍稳定地排除剩余污泥(MLSS控制在3000mg/L左右)并保持其他措施不变。开始SVI持续下降，泡沫也随时间的推移而衰减，到曝气后期主要集中在曝气头上方水面区域，由于粘带的污泥絮体减少其颜色也由暗变亮。再过十天后，两SBR池的SVI都降到了200mL/g以下，出水COD也已稳定在100mg/L以内。镜检发现污泥恢复到了原来的菌胶团正常状态，且丝状菌基本消失，仅有少量短碎单枝夹裹在污泥中；草履虫和豆形虫等这些只有在污泥性能不好时才出现的微生物也大为减少。污泥膨胀已得到有效控制。以后控制每天的排泥量，保证MLSS在3000mg/L左右，系统一直运行稳定，膨胀再也没有生。四个月月后，来水水质、水量逐渐正常，又恢复了三池运行及原来的运行参数。针对情况变化，始终着重于通过污泥负荷的控制来调整工艺，确保了系统稳定运行。

3 污泥膨胀及控制机理

和菌胶团细菌相比，丝状菌具有比表面积大和在低底物浓度时竞争生长优势明显的特性，因而低有机负荷被认为是引起污泥膨胀的重要因素 。SBR法能有效抑制丝状菌生长的关键在于反应器内存在较高的有机底物浓度梯度(在时间上)，同时对应存在着一个变化的污泥负荷，这一非稳态的过程不利于丝状菌竞争生长优势的发挥。在本例中，0.05 kgBOD/(kgMLSS·d)的负荷在SBR工艺设计中已属低负荷范围；当来水有机物浓度较低时，偏小的排出比(1：4)又使混合液进一步被稀释；由给出数据不难算出，COD实际浓度变化为80～250 mg/L(设计出水COD为80 mg/L)，不能形成较高的浓度梯度；而对于高出设计近一倍多的污泥浓度则污泥负荷更低且基本没有梯度变化，上述这些情况都无法对丝状菌形成抑制。低负荷必然又对应着长泥龄，这又利于丝状菌 (比增长速率小于胶团细菌)在反应器内的停留、生长。同时，低负荷下相对较高的溶解氧浓度也利于丝状菌(绝大多数为专性好氧菌)生长。伴随污泥膨胀的发生出现了严重的泡沫现象，这主要是由丝状菌(呈丝状或枝状)的过度生长引起的，丝网与气泡、絮体颗粒混合成的泡沫具有稳定、持续、较难控制的特点 。当丝状菌的生长受到抑制即污泥膨胀得到控制时，泡沫也会随之减弱。泡沫表征的变化也为污泥膨胀的发生和控制起到了较好的指示作用。SBR工艺不易发生污泥膨胀，但并不排除其发生的可能性。在实际操作中，应对废水水质、运行条件和丝状菌过度生长之间的关系予以重视，充分利用工艺优势加以调整。同时，此次控制污泥膨胀的成功经验也表明，SBR法比传统活性污泥工艺在控制污泥膨胀方面更具可操作性，进一步凸现了该工艺的优点。

4 结束语

总之，SBR工艺主要是通过基质控制来抑制丝状菌的过度生长，使菌胶团细菌在系统中处于竞争优势。因此，对于处理易生物降解和溶解性有机废水的高负荷SBR系统，要确保其溶解氧的充足供给，并考虑合理调整运行以降低负荷。伴随污泥膨胀的发生，出现了严重的泡沫现象。当丝状菌的生长受到抑制，污泥膨胀得到控制时，泡沫现象也会随之减弱。泡沫表征的变化为膨胀的发生和控制也起到了较好的指示作用。SBR工艺不易发生污泥膨胀，但并不排除其发生的可能性。根据微生物的生长特点，改善其生长环境，有效地控制丝状菌繁殖，充分利用工艺优势加以调整才能更好地防止污泥膨胀的发生。

[1]刘大鹏，曾光明，王薇，邹亮，王永福.SBR处理废水中的污泥膨胀与控制 [J].环境工程，2003-10-22.