【干貨】什么樣的廢水容易發(fā)生污泥膨脹？
時(shí)間：2023-06-20 作者：admin
對污泥膨脹有明顯影響的水質(zhì)因素主要包括所處理污水中有機(jī)物的類型、進(jìn)水中的碳氮磷比、硫化物的含量，以及有毒、有害物質(zhì)等物質(zhì)組分的含量。
有 機(jī) 物
溶解性有機(jī)物
用活性污泥法處理碳水化合物含量多的廢水，易發(fā)生污泥膨脹。污水中容易引起污泥膨脹的碳水化合物主要指葡萄糖、蔗糖、乳糖等單糖或二糖。一般認(rèn)為，在導(dǎo)致絲狀菌污泥膨脹的微生物中，最有代表性的是球衣菌屬，它能將這些糖類物質(zhì)直接作為能源予以利用，并易于繁殖。絲狀菌膨脹的另一種致因微生物，如硫細(xì)菌，亦是這樣。但是，對于不溶性高分子淀粉就沒有那樣的影響。因?yàn)?，對于這些在利用之前必須加以分解的高分子物質(zhì)，多數(shù)絲狀菌對其的分解速度非常慢，難以增殖。但是，有些污泥膨脹的致因絲狀菌，如蠟狀芽孢桿菌草狀變種和白地霉，不但能直接利用單糖類物質(zhì)進(jìn)行繁殖，而且對于復(fù)雜的高分子碳水化合物也能夠充分加以利用而增殖。
另外，在糖類碳水化合物含量多時(shí)，活性污泥微生物亦能較易地將其代謝分泌出高黏性多糖類物質(zhì)。而這些物質(zhì)過多，覆蓋在菌膠團(tuán)微生物表面，導(dǎo)致非絲狀菌性污泥膨脹。
廢水中可溶性有機(jī)物含量多時(shí)，亦易于發(fā)生污泥膨脹。一般，這里所指的可溶性有機(jī)物，除了包括上述的單糖、二糖類物質(zhì)，還包括低分子可溶性有機(jī)物。具體來說，是指乳品生產(chǎn)廢水、發(fā)酵廢水和制糖廢水等。
一般來說，活性污泥中的絲狀菌與其他菌膠團(tuán)細(xì)菌相比較，對高分子物質(zhì)的水解能力弱，也難于吸收不溶性物質(zhì)。為此，當(dāng)廢水中含可溶性有機(jī)物多時(shí)，絲狀菌就易于利用于自身繁殖，易于發(fā)生絲狀菌膨脹。與城市污水相比較，工業(yè)廢水更容易發(fā)生膨脹。其典型的絲狀菌的種類隨污水種類而不同。
顆粒性有機(jī)物
根據(jù)有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)廢水中含有難生物降解的底物或顆粒性有機(jī)物時(shí)，某些類型的絲狀菌容易大量生長。在一些采用前端設(shè)置有厭氧/缺氧區(qū)的去除營養(yǎng)物質(zhì)的污水處理廠中，普遍存在上述類型的絲狀菌。有學(xué)者推測在厭氧和缺氧區(qū)，這些代謝緩慢的底物和顆粒性有機(jī)物的降解速率非常低，因此這些底物進(jìn)入污水處理廠的好氧區(qū)后，在好氧區(qū)這些物質(zhì)被分解轉(zhuǎn)化為低濃度的易溶解性有機(jī)物，而溶解性有機(jī)物恰恰是有利于某些類型的絲狀菌生長。
養(yǎng) 物 質(zhì)
活性污泥微生物，為了進(jìn)行正常的生長、繁殖，除了需要碳源外，還需要多種營養(yǎng)物質(zhì)才能保證其正常的生長代謝活動(dòng)，并維持微生物種類的動(dòng)態(tài)平衡和生物活性。若底物中缺少這些營養(yǎng)物質(zhì)，會(huì)抑制或終止許多生物化學(xué)反應(yīng)，降低營養(yǎng)敏感型微生物的活性和底物降解能力，改變微生物種類和數(shù)量，促使絲狀菌等低營養(yǎng)型微生物的過量生長，產(chǎn)生污泥膨脹問題。在工業(yè)廢水和城市污水處理廠中，較常見的情況是缺乏氮和磷兩種營養(yǎng)物質(zhì)。通常認(rèn)為氮、磷和碳之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋壤?，一般?jīng)驗(yàn)提出的比例通常為BOD；：N:P=100：5：1。
硫 化 物
有些類型的絲狀菌可以利用硫化氫為能源，將硫化氫氧化為單質(zhì)硫，并將這些硫以胞內(nèi)顆粒物的形式沉積在菌體內(nèi)。通過積硫試驗(yàn)，可以測定出絲狀菌體內(nèi)儲(chǔ)存的單質(zhì)硫。這些類型的絲狀菌可以同時(shí)利用下水道內(nèi)腐化廢水中的硫化物和相對分子質(zhì)量低的有機(jī)酸，因此在處理這些腐化廢水時(shí)，這兩種菌可以大量生長。但是這些絲狀菌不能利用溶解性不好的硫化物，如硫化鐵。
國內(nèi)外的學(xué)者都發(fā)現(xiàn)在固定膜生物反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)大量Beggiatoa菌種。在生物轉(zhuǎn)盤污水處理廠的溶解氧缺乏的前端(超負(fù)荷區(qū))的生物膜上出現(xiàn)大量一簇簇如毛發(fā)的白色附著物，這些白色附著物就是大量Beggiatoa菌聚集在一起所形成，而白色就是Beggiatoa菌體內(nèi)單質(zhì)硫顆粒所顯現(xiàn)出的顏色。刮去表面的白色附著物則顯現(xiàn)出下層黑色的腐化層。Beggiatoa菌生長在腐化的生物膜的好氧表面，從下層溶液中獲得溶解氧，將腐化層的硫化物氧化為單質(zhì)硫并儲(chǔ)存在其菌體內(nèi)。
有 毒 物 質(zhì)
廢水中的有毒物質(zhì)主要指過高的COD、某些有機(jī)物(酚及其衍生物、醇、醛和某些有機(jī)酸等)、硫化物、重金屬和氯化物等。毒性底物對活性污泥系統(tǒng)產(chǎn)生的影響主要是抑制活性污泥微生物的活性，使污泥比重減輕出現(xiàn)污泥上浮，導(dǎo)致處理效率降低。高濃度有機(jī)物可和細(xì)胞酶活動(dòng)中心形成穩(wěn)定的化合物，有機(jī)物無法被降解，細(xì)胞酶的活性降低，甚至使細(xì)胞中毒而死亡。酚類物質(zhì)主要損傷微生物的細(xì)胞膜、鈍化酶和使蛋白質(zhì)變性。醇類物質(zhì)通過溶解細(xì)胞壁和膜中的類脂，破壞膜結(jié)構(gòu)并使蛋白質(zhì)脫水變性。醛類物質(zhì)能與蛋白質(zhì)氨基酸中的多種基因共價(jià)結(jié)合而使其變性。有機(jī)酸能抑制微生物的代謝活性。重金屬離子(尤其是Hg+、Ag+和Cu2+)進(jìn)入細(xì)胞后主要與
酶或蛋白質(zhì)上的一SH結(jié)合而使之失活或變性。微量的重金屬離子還能在細(xì)胞內(nèi)不斷積累最終對微生物發(fā)生毒害作用。當(dāng)進(jìn)水中底物類型突變或含有過量的毒性底物時(shí)，可使原來被馴化好并能降解有機(jī)毒物的微生物減少或消失。在該處理系統(tǒng)恢復(fù)過程中，某些絲狀菌能比菌膠團(tuán)細(xì)菌更快地適應(yīng)變化的環(huán)境而出現(xiàn)優(yōu)先生長。
酸化或腐化
廢水如果儲(chǔ)存或在排水管道、初沉池中停留時(shí)間過長，會(huì)出現(xiàn)硝化反應(yīng)，這樣的廢水容易引起污泥膨脹。這主要有兩個(gè)原因：第一，廢水長時(shí)間儲(chǔ)存，受到微生物的分解，不溶性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄晕镔|(zhì)，高分子物質(zhì)分解為低分子物質(zhì)，產(chǎn)生低分子有機(jī)酸，由前面介紹可知，這樣的廢水容易引起污泥膨脹。第二，在厭氧條件下(如厭氧沼氣發(fā)酵)，廢水中的含硫物質(zhì)被分解，產(chǎn)生硫化氫。貝氏硫細(xì)菌等絲狀菌可將硫化氫加以氧化并以元素硫的形式蓄于菌體內(nèi)，從而引起絲狀菌污泥膨脹。
脂 類 物 質(zhì)
在厭氧條件下，有些絲狀菌可以吸收和儲(chǔ)存油酸等長鏈脂肪酸。利用細(xì)胞表面結(jié)合的脂肪酶分解脂肪內(nèi)含有的油酸。還有些調(diào)查發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)水中含有脂類時(shí)，諾卡氏菌也易大量生長。
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