活性汙泥法運行中的異常現象

(一）汙泥膨脹

汙泥膨脹是活性汙泥法系統常見的一種異常現象，是指由于某種因素的改變，活性汙泥質量變輕、膨大、沉降性能惡化， sVI值不斷升高，不能在二沉池內進行正常的泥水分離，二沉池的汙泥面不斷上升，終導致汙泥流失，使曝氣池中的MI5S濃度過度降低，從而破壞正常工藝運行的汙泥，這種現象稱爲汙泥膨脹。汙泥膨脹通常是活性汙泥絮體中的絲狀菌過度繁殖而導致的。

1.汙泥膨脹的表現

發生汙泥膨脹後，SVI值異常升高，有時可達400以上。二沉池出水的SS將會大幅度增加，直至超過國家排放標准，同時導致出水的0)0&和bod5也超標。如果不立即采取控制措施,汙泥持續流失會使曝氣池內的微生物數量銳減，不能滿足分解有機汙染物的正常需要，從而導致整個系統的性能下降，甚至崩潰。如果恢複，需要從培養、驯化活性汙泥重新開始。

汙泥膨脹可通過檢測曝氣混合液的SVI、沉降速度和生物相鏡檢來判斷和預測，而通過觀察二沉池出水懸浮物和泥面的上升變化是直觀的方法。對于市政汙水處理廠，SVI超過150時，就預示着有可能或已經發生汙泥膨脹。生物相鏡檢時發現絲狀菌的豐度逐漸增大，到++級時，預示着有可能發生汙泥膨脹；到+++級時，說明汙泥已經處于膨脹狀態。

2.曝氣池活性汙泥發生絲狀菌汙泥膨脹的原因

在正常的環境中，活性汙泥中菌膠團的生長速率大于絲狀菌，不會出現絲狀菌過度繁殖的現象，但如果活性汙泥環境條件發生不利變化，絲狀菌因爲其表面積較大、抵抗環境變化的能力比菌膠團細菌強，絲狀菌的數量就有可能超過菌膠團細菌，從而導致絲狀菌汙泥膨脹。引起活性汙泥環境條件發生不利變化的因素主要有：①進水中有機物質太少，曝氣池內太低，導致微生物食料不足；②進水中N、P等營養物質不足；③PH值太低，不利于菌膠團生長；④曝氣池混合液內溶解氧太低；⑤進水水質、水量波動太大，對微生物造成沖擊；⑥進人曝氣池的汙水“腐化”而含有較多的H2S(>2mg/L)時，導致絲硫菌過量繁殖；

⑦進人曝氣池的汙水溫度偏高（超過301)。

3.汙泥膨脹的控制措施

(1)臨時控制措施

臨時控制措施主要用于控制臨時原因造成的汙泥膨脹，防止出水SS超標和汙泥的大量流失，主要方法有絮凝劑助沉法和殺菌法兩種。絮凝劑助沉法一般用于非絲狀菌引起的汙泥膨脹，而殺菌法適用于絲狀菌引起的汙泥膨脹。①絮凝劑助沉法是指向發生膨脹的曝氣池中投加絮凝劑，增強活性汙泥的凝聚性能，使之容易在二沉池實現泥水分離。混凝處理中的絮凝劑一般都可以在此時應用，常用的絮凝劑有聚合氯化鋁、聚合氯化鐵等無機絮凝劑和聚丙烯酰胺等有機高分子絮凝劑。絮凝劑可加在曝氣池的進口，也可投加在曝氣池的出口，但投加量不可太多，否則有可能破壞細菌的生物活性，降低處理效果。使用PAC [#]64時，藥劑投加量折合三氧化二鋁爲10mg/L即可。②殺菌法是指向發生膨脹的曝氣池中投加化學藥劑，殺滅或抑制絲狀菌的繁殖，從而達到控制絲狀菌汙泥膨脹的目的。常用的殺菌劑如液氯、二氧化氯、次氯酸鈉、漂白粉、雙氧水等都可以使用。實際加氯過程中，應由小劑量到大劑量逐漸進行，並隨時觀察生物相和測定SVI值。一般加氯量爲汙泥幹固體重量的0.3%~0.6%,當發現SVI值低于大允許值或鏡檢觀察到絲狀菌菌絲溶解，應當立即停止加氯。投加H202對絲狀菌有持續的抑制作用，H202投加量一般應控制在20～400mg/L，過低不起作用，過高會導致汙泥氧化解體。

(2)調節運行工藝控制措施

①在曝氣池的進口處投加粘土、消石灰、生汙泥或消化汙泥等，以提高活性汙泥的沉降性和密實性；②使進人曝氣池的汙水處于新鮮狀態，如采取預曝氣措施，使汙水處于好氧狀態，避免形成厭氧狀態，同時吹脫硫化氫等有害氣體；③加強曝氣強度，提高混合液DO濃度，防止混合液局部缺氧或厭氧；④補充N、P等營養鹽，保持混合液中C、N、P等營養物質的平衡；⑤提高汙泥回流比，降低汙泥在二沉池的停留時間，避免在二沉池出現厭氧狀態；⑥對汙水進行預曝氣吹脫酸氣或加堿調節，以提高曝氣池進水的pH值；⑦利用在線儀表的手段加強和提高化驗分析的時效性，充分發揮調節池的作用，保證曝氣池的汙泥負荷相對穩定；⑧控制曝氣池進水的溫度，對溫度較高的小流量工業廢水進行降溫處理。

(3)永久性控制措施

永久性控制措施是指對現有曝氣處理設施進行改造，避免產生汙泥膨脹的因素出現。常用的永久性控制措施是在曝氣池前設置生物選擇器。生物選擇器的主要作用是防止絲狀菌的過度繁殖，避免絲狀菌在微生物處理系統中成爲優勢菌種。就是通過創造一定的條件，確保沉澱性能好的菌膠團細菌等非絲狀菌占優勢。

生物選擇器的工作原理是在好氧或厭氧生物反應器之前，設置-個停留時間較短的反應器，使回流汙泥和未被稀釋的汙水在其中接觸，即在選擇器中維持較高的F/M值。在高F/M值下，沉澱性能好的微生物可以優先在選擇器基質濃度高的區域吸收利用基質，並在整個懸浮活性汙泥體系中處于優勢地位。生物選擇器的類型有好氧選擇器、缺氧選擇器和厭氧選擇器三種。好氧選擇器內需要進行進行曝氣充氧，使之處于好氧狀態，而缺氧選擇器與厭氧選擇器只進行攪拌。

好氧選擇器實際上是在曝氣池的首段劃出一格，其容積按水力停留時間20min計，通過對汙水進行充分曝氣，讓菌膠團細菌在DO較高、.營養充足的條件下充分吸收利用有機物，限制絲狀菌的過度繁殖。在完全混合活性汙泥法的曝氣池前端，設置一個好氧選擇器，其控制汙泥膨脹的效果非常明顯。

缺氧選擇器與厭氧選擇器的設施和設備完全一樣，兩者的功能取決于生物處理系統活性汙泥泥齡的長短。泥齡長時，發生完全的硝化，選擇器內硝酸鹽濃度高，此時爲缺氧選擇器；反之，泥齡短時選擇器內既無溶解氧又無硝酸鹽，即成爲厭氧選擇器。缺氧選擇器中菌膠團細菌利用硝酸鹽化合性氧源進行繁殖，而絲狀菌則因無法利用化合性氧源而受到抑制，增殖速度落後于菌膠團細菌。大多數絲狀菌是絕對好氧的，因此在厭氧選擇器內受到抑制，而大多數菌膠團細菌是兼性菌，在厭氧條件下能進行厭氧代謝，繼續增殖。但厭氧選擇器中菌膠團細菌厭氧代謝會產生硫化氫，硫化氫的存在爲絲硫細菌的繁殖創造了條件。

(二）曝氣池內活性汙泥不增長或減少

(1)二沉池出水懸浮物含量大，汙泥流失過多。主要原因是汙泥膨脹引起汙泥沉降性能變差，通過分析汙泥膨脹的原因，采取具體對策。有時爲防止汙泥的流失和提高沉澱效率，可以使汙泥在曝氣池中直接靜止沉澱，或在曝氣池進水或出水中投加少量絮凝劑。

(2)進水有機負荷偏低。進水負荷偏低造成活性汙泥繁殖增K所需的有機物相對不足，使活性汙泥中的微生物只能處于維持狀態，甚至有可能進人自身氧化階段使活性汙泥量減少。對策是設法提高進水量，或減少鳳機運轉台數或降低表曝機轉速，或減少曝氣池運轉間數，縮短汙水停留時間。

(3)曝氣充氧量過大。曝氣充氧量過大會使活性汙泥過氧化，汙泥總量不增加。對策是減少風機運轉台數或降低表曝機轉速，合理調整曝氣量，減少供氧量。

(4)營養物質含量不平衡。營養物質含量不平衡會使活性汙泥微生物的凝聚性能變差，對策是及時補充足量的氮、磷等營養鹽。

(5)剩余汙泥排放量過大。使得活性汙泥的增長量少于剩余汙泥的排放量，對策是減少剩余汙泥的排放量。

(三）活性汙泥解體

SV和SVI值特別高、出水非常渾濁、處理效果急劇下降等現象往往是活性汙泥解體的征兆，運行中出現這種情況的原因主要有：

(1)汙泥中毒：進水中有毒物質或有機物含量突然升高很多，使微生物代謝功能受到損害甚至喪失，活性汙泥失去淨化活性和絮凝活性。這種情況在工業廢水處理場經常出現，通常是工廠事故汙水排放量過多，使汙水處理系統超負荷運行所導致的。解決的對策是將事故排水及時引向事故池或在均質調節池內與其他汙水充分混合均質，並充分發揮預處理設施的作用，利用混凝沉澱等物理、化學法進行處理後，再進人生物處理系統的曝氣池。

(2)有機負荷長時間偏低：處理水量或汙水濃度長期偏低而曝氣量仍維持正常值，其結果就會出現過度曝氣，引起汙泥的過度自身氧化，菌膠團的絮凝性能下降，後導致汙泥解體。長此以往，還可能會使汙泥部分或全部失去活性，在進水有機負荷再提高時失去淨化功能，使出永水質急劇惡化。對策是減少風機運轉台數或降低表曝機轉速，或減少曝氣池運轉間數，只運行部分曝氣池。

(四）二沉池出水浮物含量增大

(1)活性汙泥膨脹使汙泥沉降性能變差，泥水界面接近水面，部分汙泥碎片經出水堰溢出。對策是通過分析汙泥膨脹的原因，逐一排除。

(2)進水量突然增加，使二沉池表面水力負荷升高，導致上升流速加大、影響活性汙泥的正常沉降，水流夾帶汙泥碎片經出水堰溢出。對策是充分發揮調節池的作用，使進水盡可能均衡。

(3)出水堰或出水集水槽內藻類附着太多。對策是操作運行人員及時清除這些藻類。

(4)曝氣池活性汙泥濃度偏高，二沉池泥水界面接近水面，部分汙泥碎片經出水堰溢出。對策是加大剩余汙泥排放量。

(5)活性汙泥解體造成汙泥的絮凝性下降或消失，汙泥碎片隨水流出。對策是找到汙泥解體的原因，逐一排除和解決。

(6)吸(刮）泥機工作狀況不好，造成二沉池汙泥或水流出現短流現象，局部汙泥不能及時回流，部分汙泥在二沉池停留時間過長，汙泥缺氧腐化解體後隨水流溢出。對策是及時修理吸(刮）泥機，使其恢複正常工作狀態。

(7)活性汙泥在二沉池停留時間過長，汙泥因缺氧腐化解體後隨水流溢出。對策是加大回流汙泥量，在二沉池中的縮短停留時間。

(8)水溫較高且水中硝酸鹽含量較多時，二沉池出現汙泥反硝化脫氮現象，氮氣裹帶大塊汙泥上浮到水面後隨水流溢出。對策是加大回流汙泥量，縮短汙泥在二沉池停留時間。

(五）二沉池出水溶解氧偏低或偏高

(1)活性汙泥在二沉池停留時間過長，汙泥中好氧微生物繼續消耗氧，導致二沉池出水中溶解氧下降。對策是加大回流汙泥量，縮短停留時間。

(2)吸(刮)泥機工作狀況不好，造成二沉池局部汙泥不能及時回流，部分汙泥在二沉池停留時間過長，汙泥中好氧微生物繼 

(4)曝氣池進水有機負荷偏低或曝氣池充氧量偏大，此時二沉池出水溶解氧過高但水質很好，可采取從調節池多調水，提高進水負荷的辦法，或采取減少運轉風機台數，降低充氧量的辦法。

(5)曝氣池混合液中毒，微生物無法利用水中溶解氧也有可能造成二沉池出水溶解氧過高。這樣形成的二沉池出水溶解氧過高現象都是暫時的，隨之而來就會是溶解氧迅速降低和出水水質變差的現象。此時應查明有毒物質的來源並予以排除。

(六）二沉池出水BOD5與0»&突然升高

(1)進人曝氣池的汙水水量突然加大、有機負荷突然升高或有毒有害物質濃度突然升高等，會引起活性汙泥性能降低，終導致出水（：00(>和BOD5突然升高。對策是加強汙水水質監測和充分發揮調節池的作用，使進水盡可能均衡。

(2)曝氣池管理不善（如曝氣充氧量不足等），使活性汙泥的淨化功能降低，終導致出水CODo和BOD5突然升高。對策是加強對曝氣池的管理，及時調整各種運行參數。

(3)二沉池管理不善（如浮渣清理不及時、刮泥機運轉不正常等），會使二沉池沉降功能降低，出水COD&和BOD5突然升高。對策是加強對二沉池的管理，及時巡檢，發現問題立即整改。

(七）二沉池汙泥上浮

二沉池汙泥上浮指的是汙泥在二沉池內發生酸化或反硝化導致的汙泥漂浮到二沉池表面的現象。這些漂浮上來的汙泥本身不存在質量問題，其生物活性和沉降性能都很正常。漂浮的原因主要是這些正常的汙泥在二沉池內停留時間過長，由于溶解氧被逐漸消耗而發生酸化，產生H2S等氣體附着在汙泥絮體上，使其密度減小，造成汙泥的上浮。當系統的SRT較長，發生硝化後，進人二沉池的混合液中會含有大量的硝酸鹽，汙泥在二沉池中由于缺乏足夠溶解氧(D0<0.5mg/L)而發生反硝化，反硝化產生的N2同樣會附着在汙泥絮體上，使其密度減小，造成汙泥的上浮。

控制汙泥上浮的措施，一是及時排出剩余汙泥和加大回流汙泥量，不使汙泥在二沉池內的停留時間太長；二是加強曝氣池末沉池中汙泥不處于厭氧或缺氧狀態。對于反硝化造成的汙泥上浮，還可以增大剩余汙泥的排放量，降低SRT，通過控制硝化程度，達到控制反硝化的目的。

(八）二沉池表面出現黑色塊狀汙泥

二沉池表面出現黑色塊狀汙泥通常是汙泥腐化所致。曝氣量過小使汙泥在二沉池缺氧，或曝氣池汙泥生成量大而剩余汙泥排放量小使汙泥在二沉池的停留時間過長，或者重力排泥時泥鬥不合理、使汙泥難以下滑，或者刮吸泥機部分吸泥管不通暢及存在刮不到的死角，都會造成汙泥在二沉池局部長期滯留沉積而發生厭氧代謝，產生大量！CH4等氣體，包裹在泥塊上，促使汙泥呈大塊狀上浮，而且顔色呈現黑色。汙泥腐化上浮與一般的汙泥上浮不同，腐化上浮時汙泥會腐敗變黑，產生惡臭。

解決的辦法有保證剩余汙泥的及時排放，排除排泥設備的故障，清除沉澱池內壁或某些死角的汙泥，降低好氧處理系統汙泥的硝化程度，加大汙泥回流量，防止其他處理構築物的腐化汙泥的進入等。

(九）活性汙泥法的泡沫現象

1.泡沫分類

(1)啓動泡沫。活性汙泥J：藝運行啓動初期，由于汙水中含有一些表面活性物質，在曝氣的攪拌和吹脫作用下易引起泡沫現%,有時在曝氣池表面會形成高達幾米的泡沫山。因此又稱啓動泡沫，這是因爲活性汙泥培養初期活性汙泥的功能尚未形成，所僅產生泡沫的物質在曝氣的作用下都變成了泡沫。但隨着活性汙泥的成熟，這些表面活性物質會被微生物降解，泡沫現象會逐漸消失。在正常運行的活性汙泥系統中，來水中表面活性物質突然增加或由于某種原因造成大量汙泥流失後，F/M劇增也會產生泡沫。

(2)反硝化泡沫。如果汙水廠進行硝化反應，則在沉澱池或曝氣不足的地方會發生反硝化作用，產生氮等氣泡而帶動部分汙泥上浮，出現泡沫現象。

(3)生物泡沫。由于絲狀微生物的異常生長，與氣泡、絮體顆粒混合而成的泡沫具有穩定、持續、較難控制的特點。

2.生物泡沫的危害

(1)泡沫一般具有粘滯性，它會將大量活性汙泥等固體物質卷人曝氣池的漂浮泡沫層，泡沫層在曝氣池表面翻騰，阻礙氧氣進人曝氣池混合液，降低充氧效率（尤其對機械曝氣方式影響大）。

(2)當混有泡沫的曝氣池混合液進人二沉池後，泡沫裹帶活性汙泥等固體物質會增加出水懸浮物含量而引起出水水質惡化，同時在二沉池表面形成大量浮渣，在冬天氣溫較低時會因結冰影響二沉池吸（刮）泥機的正常運轉。

(3)生物泡沫蔓延到走道板上，影響巡檢和設備維修。夏天生物泡沫隨風飄蕩，產生一系列環境衛生問題，而且醫學界還認爲形成生物泡沫的諾卡氏菌極有可能是人類的致病菌。冬季泡沫結冰後，清理困難，還可能滑倒巡檢和維修人員。

(4)回流汙泥中含有泡沫會引起類似浮選的現象，損壞汙泥的正常性能。生物泡沫隨排泥進人泥區，幹擾汙泥濃縮和汙泥消化的順利進行。

3.曝氣池出現生物泡沫的原因

(1)汙泥停留時間：由于產生泡沫的微生物普遍生長速率較低、生長周期較長，所以較長的汙泥停留時間（SRT)有利于這些微生物的生長。如采用延時曝氣方式等超低負荷的活性汙泥系統就易產生泡沫現象，而且一旦泡沫形成，泡沫層的生物停留時間就獨立于曝氣池內的汙泥停留時間，易形成穩定持久的泡沫。

(2)pH值：pH值從7.0下降到5.0~ [#].6時，、能有效地減少泡沫的形成。放線菌和絲狀菌的生長對pH值極敏感，適宜的pH值爲7.8左右，當pH值爲5.0時，就能有效控制其生長。

(3)溶解氧(DO)_:放線菌是嚴格的好氧菌，在缺氧或厭氧條件下，不易生長。

(4)溫度：與生物泡沫形成有關的菌類都有各自適宜的生長溫度和佳溫度，當環境或水溫有利于它們生長時，就可能產生泡沫現象。一般來說，溫度在30T以上時，容易爆發泡沫現象。

(5)憎水性物質：汙水中含有不溶性或憎水性物質（如油、脂類等)有利于放線菌的生長。

(6)曝氣方式：據觀察，不同曝氣方式產生的氣泡不同，微氣泡或小氣泡比大氣泡更有利于產生生物泡沫，並且泡沫層易集中于曝氣強度低的區域。

(7)氣溫、氣壓和水溫的交替變化：嚴重的泡沫現象在溫度高的夏季和寒冷的冬季都不會發生，每年都出現在春夏、秋冬換季時。由水溫高于氣溫而交變到水溫低于氣溫時和由水溫低于氣溫而交變到水溫?于氣溫時容易出現泡沫現象，在氣壓和氣溫交變的時期，由于環境的更叠，使微生物的生長、構成等發生了變化，容易出現泡沫現象。

4.曝氣池出現生物泡沫後的控制對策

(1)噴灑水等增加表面攪拌的方法：噴灑水是一種簡單和常用的物理方法，通過噴灑水流或水珠以打碎浮在水面的氣泡，可以有效減少曝氣池或二沉池表面的泡沫。打散的汙泥顆粒部分重新恢複沉降性能，但絲狀細菌仍然存在于混合液中，所以，不能消除泡沫現象的根本原因。

(2)投加殺菌劑或消泡劑：可以采用具有強氧化性的殺菌劑，如氯、臭氧和過氧化物等。還有利用聚乙二醇、矽酮生產的市售藥劑，以及氯化鐵和銅材酸洗液的混合藥劑等。藥劑的作用僅僅能降低泡沫的增長，卻不能消除泡沫的形成。而廣泛應用的殺菌劑普遍存在負作用，因爲過量或投加位置不當，會大量降低曝氣池中絮成菌的數量及生物總量。

(3)降低汙泥齡：降低曝氣池中汙泥的停留時間，可以抑制生長周期較長的放線菌的生長。當汙泥停留時間在5～6d時，能有效控制絲狀菌的生長以避免由其產生的泡沫問題。

(4)回流厭氧消化池上清液：已有試驗表明，厭氧消化池上清液能抑制絲狀菌的生長，因而采用厭氧消化池上清液回流到曝氣池的方法，能控制曝氣池表面的氣泡形成。由于厭氧消化池上清液中有濃度很高COD&(BOD5)和氨氮，有可能影響後的出水質量，應慎重采用。

(5)向曝氣反應器內投加載體(填料）：在一些活性汙泥系統中投加移動或固定填料，使一些易產生汙泥膨脹和泡沫的微生物固着生長，這既能增加曝氣池內的生物量，提高處理效果，又能減少或控制泡沫的產生。

(6)投加化學藥劑：向曝氣池中投加聚合氯化鋁等陽離子絮凝劑也可以有效控制泡沫的產生後，使混合液表面的穩定泡沫失去穩定性，進而使絲狀菌分散重新進人活性汙泥絮體中。