摘要：污泥膨胀问题复杂，多年来一直困扰污水厂运行管理工作。本文分析了当前环境工程中所存在的污泥膨胀基本类型，并采用到了SBR活性污泥法，专门解决应对环境工程中所存在的污泥膨胀问题，再结合若干污泥膨胀技术完善问题解决渠道。
关键词：污泥膨胀技术；环境工程；活性污泥法；类型；试验
污泥膨胀（sludge bulking）就是指污泥本身是拥有严重的松散结构的，它体现为体积上浮、增大、具有沉降分离困难的特征现状。这些特征会对出水水质产生严重影响，在当前几乎所有类型的活性污泥工艺中都存在污泥膨胀。污泥膨胀问题的调整时间长、解决难度大、再加之污泥本身在膨胀过程中压缩性大幅度被削弱，所以污泥的沉降比也会下降90%之多，造成出水水质的严重污染。
一、污泥膨胀的基本类型及影响因素
（一）基本类型
污泥膨胀一般存在两种主要类型，其一是活性污泥中存在大量丝状菌，丝状菌大量繁殖引发污泥丝状菌的膨胀，导致污泥膨胀；其二是菌胶体细菌体内产生了大量的累积高粘性物质，例如甘露糖、葡萄糖、阿拉伯糖、脱氧核糖等等，这些多类糖也会引发非丝状菌膨胀。通常情况下，第一种情况及丝状菌膨胀所形成的污泥膨胀现象是最为常见的，它在发生膨胀时会出现3种基本特征：特征一为二沉池中污泥的SVI值（Sludge Volume Index，污泥容积指数）会超过200ml/g；特征二为回流污泥的浓度会快速下降；特征三为二沉池中的污泥层会因为丝状菌膨胀体积增大而导致污泥层高度增高。
（二）影响因素
以活性污泥为例，它拥有30余种丝状菌，其中相对常见的微丝菌、软发菌、浮游球衣菌、021N菌等等都会直接影响到出水水质，形成严重的水质污染。目前在环境工程中对污泥膨胀进行了分析发现，污泥膨胀本身的影响因素就包括了溶解氧、污水温度、污水的pH值等等。就以污水的pH值为例，由于活性污泥本身所形成的就是一个相对动态的微生态系统，所以它在基于不同种属的情况下其微生物对pH值的不同适应范围也是不同的，无论pH值过高或过低都会影响到活性污泥中外酶及细胞内酶的活性。换言之，微生物对营养物质本身是具有吸收作用的，以污泥膨胀中的丝状菌为例，它的适宜pH值大约在5~6.5范围内，在该pH值环境中它可快速生长繁殖，其它丝状菌也是如此，但如果pH值在5下，丝状菌就会出现膨胀现象，导致污泥膨胀问题的发生。
除此之外，像物理层面的污泥常规负荷、冲击负荷、处理工艺等等也会影响到污泥的膨胀效果。如果实在相对低负荷的状态下，丝状菌在污泥微生物体系中会占据一定优势，它可能也会出现膨胀现象，直接造成负荷状态变高，此时像冲击负荷就会发生改变，短时间内水质水量中会产生大量的波动进而打破水生态系统环境。这就说明丝状菌已经占据绝对优势，它可随时随地引发污泥膨胀[1]。
二、环境工程中污泥膨胀的技术试验分析
在环境工程中需要对污泥膨胀所产生的条件与环境进行分析，因此要采用到活性污泥法SBR（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）工艺通过试验思考抑制污泥膨胀现象发生的有效途径。
（一）SBR试验装置
在试验前选取两个SBR有机玻璃圆形柱形容器，设置反应器的高度在550m左右，地面直径在200mm，且容器的有效体积在12L左右。将取样口设置在距离反应器底部10mm的位置，并保持取样口之间距离在150mm左右，以此来满足取样排水实际需求，如图1。
图1 SBR试验容器的纵（左）横（右）剖面示意图
（一）SBR培养与驯化过程
要利用SBR试验对污泥进行培养与驯化，所以在试验中可选取稀释接种方法。这里以某污水处理厂的污泥样本为例进行分析，它的培养驯化前期要经过以下技术流程：
曝气池中提取混合液→静置沉淀污泥→上清液排除→在反应器中放入沉淀污泥→继续添加试验用水→压缩空气压入
完成上述技术流程后，就直接进入驯化阶段，该阶段的基本技术流程如下：
降低40%污泥沉降比→曝气池中曝气12h→沉淀污泥→上清液排除→二次添加污水循环试验在完成驯化阶段7天以后，会发现污泥沉降会有所降低，整体沉降状况良好，且出现了紧密絮凝体。此时经过试验检测发现COD的去除效果已经超过70%，污泥的沉降比也达到最低26%以上。也就是说此时污泥的浓度已经达到了2800mg/L[2]。
（二）SBR试验的运行控制
SBR的试验周期一般都设置在8小时，其污水源的采用到配水法，实施瞬间进水，快速处理。针对它的运行方式以下分别来论述。
进水过程中会存在缺氧和厌氧两种情况，此时要为污水水源释放磷，并做反硝化处理，其试验停留时间大约控制在2小时左右。
曝气过程即好氧过程，要进行硝化、有机物降解和摄磷处理，并将试验停留时间控制在4小时左右。
第三阶段进行污泥沉淀，其试验停留时间大约控制在1小时。
最后进入排水与排泥阶段，将处理过的污水及少量污泥全部排掉，试验停留时间约为1小时。
（三）SBR试验结果分析
根据SBR试验结果分析可总结出以下3点结论：
第一，污水中的污泥负荷是产生污泥膨胀的最直接影响要因，如果是低负荷条件下污水污泥就非常容易出现污泥膨胀现象。
第二，根据SBR试验分析实际上产生污泥膨胀DO浓度实际上都不是固定的，例如活性污泥就与有机负荷密切相关。但如果有机负荷不同，它对DO的浓度需求也会不同。
第三，如果水源水质的营养物质不足也同样会产生污泥膨胀，这是因为进水负荷会影响到污泥膨胀中丝状菌的繁殖时间[3]。
（三）环境工程中治理污泥膨胀的技术建议
针对污泥膨胀这一严重的水质污染问题，本文也提出了两点治理技术建议。
首先要做到对水温情况的合理控制，为活性污泥本身提供相对良好的生存环境。一般情况下25~40℃是SBR池的标准水温温度，最大到40℃都可控制污泥丝状菌的生长情况。再者，在SBR池中应该对其氨氮含量进行测量，并人为增加它的氨氮含量，但控制器不要超出临界值，避免它影响到外排水质量。
再一点就是要严格控制SBR池的加碱量情况，确保SBR池中的硝化与反硝化pH值均能达标。一般来说在硝化时应该将其污水的pH值控制在7.5~8.5之间，以此为好氧菌防治提供有利环境。如果是反硝化，则要将pH值控制在6.5~7.5之间，此时可有效遏制丝状菌繁殖，同时为厌氧菌提供存活有利环境。
总结：
综上所述，针对活性污泥膨胀的相关检测试验与技术应对对策都是当前污水处理工艺的重点研究课题，合理运用技术可有效提高污水处理效果，推进行业快速发展。
参考文献：
[1]张俊浩.环境工程污泥膨胀技术探讨[J].技术与市场，2017（9）：179-180.
[2]田雄超.环境工程中污泥微膨胀技术的运用[J].山西化工，2016（2）：96-98.
[3]马洪艳.污泥微膨胀技术应用探究[J].科技致富向导，2013（12）：85.
论文作者:候继国
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/24
标签：污泥论文; 丝状论文; 活性论文; 污水论文; 技术论文; 负荷论文; 环境工程论文; 《基层建设》2018年第14期论文;