污泥活性抑制和污泥上浮的检测及控制
丁峰1，徐学清1，彭永臻2，王淑莹2，高春梯2
（1．青岛建筑工程学院环境工程系，山东青岛266033；2．哈尔滨工业大学市政环境工程学院，黑龙江哈尔滨150090）
摘 要：引起污泥活性抑制和污泥上浮的原因在进水水质方面有：过量表面活性物质和类脂化合物，过低或过高的pH值冲击，碱度过高，水温过热，酚及其衍生物、醇、醛、某些有机酸、硫化物、重金属及卤化物等致毒性底物的流入；工艺运行方面的原因有：过量曝气，污泥缺氧反硝化，污泥回流量过大，池底积泥腐化以及机械应力等，还有起沫丝状菌的过量生长产生的泡沫和浮渣。控制活性污泥上浮的主要措施有：调节曝气剂的DO、pH值，采用均质调节池并控制其液位，合理投加营养盐等。
关键词：废水处理；活性污泥；污泥上浮；冲击；致毒；控制
中图分类号：X703
文献标识码：B
文章编号：1009－2455（2001）01－0010－03
引言
在采用活性污泥法处理废水的运行过程中，有多种原因可引起曝气池活性污泥的活性受到抑制而导致微生物性质和类群的改变、有机底物的去除率下降。有些微生物（如丝状菌）的过量增长会形成泡沫（foam）或浮渣（scum），运行时机械应力、挟裹气泡等均会使活性污泥的比重降低而上浮飘走，不仅增加了出水中的悬浮固体量，而且会大大降低生物反应系统中活性污泥的活性和数量。本文在阅读大量国内外文献基础上，对导致活性污泥活性抑制与上浮的原因、检测分析方法和控制技术进行了讨论。
1 引起活性污泥上浮的主要因素
1.1 进水水质
1.1.1 过量的表面活性物质和油脂类化合物
这类物质可以影响细胞质膜的稳定性和通透性，使细胞的某些必要成分流失而导致微生物生长停滞和死亡。当曝气池进水中含有大量这类物质时，会产生大量泡沫（气泡），这些气泡很容易附聚在菌胶团上，使活性污泥的比重降低而上浮。另外，当进水含油脂量过高时，经过曝气与混合，油脂会附聚在菌胶团表面，使细菌缺氧死亡，导致比重降低而上浮[1-3]。
1.1.2 pH值冲击
过高或过低的pH值会影响活性污泥微生物胞外酶及存在于细胞质和细胞壁里酶的催化作用以及微生物对营养物质的吸收。当连续流曝气反应池内pH＜4.0或pH＞11.0时，多数情况下活性污泥中微生物活性受到抑制，或失去活性，甚至死亡，以致发生污泥上浮[4]。用SBR法处理啤酒废水和化工废水的实验结果表明：当进水pH值为2.5－5.0和10.0－12.0时，pH值越低（或越高），污泥活性受抑制越严重，上浮污泥量越多。控制低pH值（3.5-7.0）的反应周期内pH值不变，两种废水的活性污泥在pH≤5.5时就开始出现污泥上浮[5-6]。另一方面，随着pH值的增加，由于胞外聚合物（Extra Celluar Polymer）的电离官能团增加，活性污泥絮凝作用增加（尽管带的负电性增加），但当pH值超过一定范围后，絮凝作用下降。可见，这时的电排斥作用增加，也会造成活性污泥脱絮（悬浮、不絮凝、反絮凝（deflocculation）和上浮[6]。
1.1.3 盐含量的影响
对进水的pH值调整不能消除碱度对活性污泥的影响。对碱性进水调pH值，虽然中和了碱性物质，但产生了盐。盐溶液浓度不同其渗透压也不同，渗透压是影响微生物生存的重要因素之一[7]。如微生物所处的溶液渗透压发生突变，就会导致细胞死亡。
1.1.4 水温过热
组成活性污泥的微生物适合的温度范围一般为15－35℃，超过45℃时会使活性污泥中大部分微生物死亡而上浮（经过长期驯化的或特殊微生物除外）[8]。另外，Klaus Kriebitzsch等在用SBR工艺测定温度对细胞内酶活性影响的试验中也发现，温度在20、30和40℃时酶活性较好，大于50℃之后，酶的活性明显下降。
1.1.5 致毒性底物
对好氧活性污泥微生物有致毒作用的底物主要包括：含量过高的COD、有机物（酚及其衍生物，醇，醛和某些有机酸等）、硫化物、重金属及卤化物。高底物浓度可与细胞酶活动中心形成稳定的化合物，导致基质不能接近，无法被降解，甚至使细胞中毒死亡。重金属离子进人细胞后主要与酶或蛋白质上的-SH基结合而使之失活或变性。微量的重金属离子还能在细胞内不断积累最终对微生物发生毒害作用（微动作用）。卤化物最常见的是碘和氯，碘不可逆地与菌体蛋白质（或酶）的酪氨酸结合，生成二碘酪氨酸，使菌体失活。氯与水合成次氯酸，其分解产生强氧化剂。而且废水中有机物的突变，使原被驯化好的并能降解有机毒物的微生物减少或消失。
1.2 工艺运行
1.2.1 过量曝气
微生物处于饥饿状态而引起自身氧化进人衰老期，池中溶解氧浓度（DO）上升；或者由于污泥活性差，曝气叶轮线速度过高，供氧过多。总之，DO上升，短期内污泥活性可能很好，因为新陈代谢快，有机物分解也快，但时间一久，污泥被打得又轻又碎（但无气泡），象雾花片似的飘满沉淀池表面，随水流走。这种污泥色浅，活性差，耗氧速率下降，污泥体积和污泥指数增高，处理效果明显降低。
1.2.2 缺氧引起的污泥上浮
污泥呈灰色，若缺氧过久则呈黑色，并常带有小
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