當污泥中有大量絲狀菌時,大量具有一定強度的絲狀體相互支撐、交錯,大大惡化了污泥的沉降、壓縮性能,形成污泥膨脹。 造成污泥絲狀膨脹的主要因素大致為:①污水水質。研究結果表明,污水水質是造成污泥膨脹的*主要因素。含溶解性碳水化合物高的污水往往發生由浮游球衣細菌引起的絲狀膨脹,含硫化物高的污水往往發生由硫細菌引起的絲狀膨脹。污水的水溫和pH值也對污泥膨脹有明顯的影響。水溫低于1512時,一般不會膨脹。pH低時,容易產生膨脹。有的研究認為,污水中碳、氮、磷的比例對發生絲狀膨脹影響很大,氮和磷不足都易發生絲狀膨脹。但有的研究結果表明,恰恰是含氮太高促使了污泥膨脹,在試驗室的研究也表明,如以葡萄糖和牛肉膏為主配制人工污水進行試驗,則不論碳、氮、磷的比例是高或低,都會產生極其嚴重的污泥膨脹。②運行條件。曝氣池的負荷和溶解氧濃度都會影響污泥膨脹。曝氣池中的污泥負荷(以kg (BOD5)/kg(MLSS).d計)較高時,容易發生污泥膨脹。曾有人根據部分城市污水廠的運行資料統計后得出結論:活性污泥的SVI值與污泥負荷值密切相關。負荷低或高都不易發生污泥膨脹,而在0.5~1.5kg(BOD5)/kg(MLSS)·d范圍內SVI較高(負荷為1.0時*嚴重),甚至導出了SVI與污泥負荷的關系公式。但實踐表明,這樣的結論是不恰當的。影響污泥絲狀膨脹的*主要因素是水質而不是污泥負荷。對某些污水,不論污泥負荷較高或較低都會發生污泥絲狀膨脹;對某些污水則相反,都不會發生污泥絲狀膨脹。污泥負荷對污泥膨脹在一定條件下有一定的影響而無必然的聯系。關于溶解氧濃度的影響,結論也往往有矛盾。多數資料表明,溶解氧濃度低時,容易發生由浮游球衣細菌和絲硫細菌引起的污泥膨脹。但也有資料表明,正是溶解氧濃度高,促進了污泥膨脹。我們的試驗證實,對于含硫化物高的污水(例如已經陳腐的污水),不論曝氣池中的溶解氧濃度低或高都會產生由硫細菌過度繁殖引起的污泥膨脹。不過,在溶解氧低時,污泥中占優勢的是絲硫菌;在溶解氧高時,占優勢的是亮發菌。③工藝方法。研究和調查表明,完全混合的工藝方法比傳統的推流方式較易發生污泥膨脹,而間歇運行的曝氣池*不容易發生污泥膨脹;不設初次沉淀池(設有沉砂池)的活性污泥法,SVI值較低,不容易發生污泥膨脹;葉輪式機械曝氣與鼓風曝氣相比,易于發生絲狀菌性膨脹。射流曝氣的供氧方式可以有效地克服浮游球衣細菌引起的污泥膨脹。 (2)非絲狀菌性膨脹 發生污泥非絲狀菌性膨脹時,與絲狀菌性膨脹相類似,SVI值很高,污泥在沉淀池內很難沉淀、壓縮。此時的處理效率仍很高,上清液也清澈。如將污泥用顯微鏡檢查,則情況就完全不同。在顯微鏡下,看不到絲狀細菌,即使看到也是數量極少的短絲狀菌。 經研究,非絲狀菌性膨脹污泥含有大量的表面附著水,細菌外面包有粘度極高的粘性物質,這種粘性物質是由葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖、脫氧核糖等形成的多糖類。 非絲狀菌性膨脹主要發生在污水水溫較低而污泥負荷太高時。微生物的負荷高,細菌吸取了大量營養物,但由于溫度低,代謝速度較慢,就積貯起大量高粘性的多糖類物質。這些多糖類物質的積貯,使活性污泥的表面附著水大大增加,使污泥的SVI值很高,形成膨脹污泥。在運行中,如發生污泥膨脹,可針對膨脹的類型和絲狀菌的特性,采取以下一些抑制的措施,如:①控制曝氣量,使曝氣池中保持適量的溶解氧(不低于1~2mg/L,不超過4mg/L);②調整pH值;③如氮、磷的比例失調,可適量投加氮化合物和磷化合物;④投加一些化學藥劑(如鐵鹽凝聚劑、有機陽離子凝聚劑,某些黃泥等惰性物質以及漂白粉、液氯等)。但投加藥劑費用較貴,停止加藥后又會恢復膨脹,而且并不是對各類膨脹都是有效的;⑤城市污水廠的污水在經過沉砂池后,跳越初沉池,直接進入曝氣池。 在設計時,對于容易發生污泥膨脹的污水,可以采取以下一些方法:①減小城市污水廠的初沉池或取消初沉池,增加進入曝氣池的污水中懸浮物,可使曝氣池中的污泥濃度明顯增加,污泥沉降性能改善;②兩級生物處理法,即采用沉砂池--一級曝氣池--中間沉淀池--二級曝氣池--二次沉淀池的工藝,或是初次沉淀池--生物膜法處理--曝氣池--二次沉淀池等工藝。這種方法,實際改變了進入后面的曝氣池時的水質,可以有效地防止活性污泥的膨脹;③對于現有的容易發生污泥嚴重膨脹的污水廠,可以在曝氣池的前面部分補充設置足夠的填料。這樣,既降低了曝氣池的污泥負荷,又改變了進入后面部分曝氣池的水質,可以有效地克服活性污泥膨脹;④用氣浮法代替二次沉淀池,可以有效地使整個處理系統維持正常運行。但氣浮法的運行費用比二次沉淀池高。