余胜平
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活性污泥处理废水的时候经常出现泡沫，泡沫一般分为三种形式：
①启动泡沫。活性污泥工艺运行启动初期，由于污水中含有一些表面活性物质，易引起表面泡沫。但随着活性污泥的成熟，这些表面活性物质经生物降解，泡沫现象会逐渐消失。 ②反硝化泡沫。如果污水厂进行硝化反应，则在沉淀池或曝气不足的地方会发生反硝化作用，产生氮等气泡而带动部分污泥上浮，出现泡沫现象。
③生物泡沫。由于丝状微生物的异常生长，与气泡、絮体颗粒混合而成的泡沫具有稳定、持续、较难控制的特点。生物泡沫对污水厂的运行是非常不利的：在曝气池或二沉池中出现大量丝状微生物，水面上漂浮、积聚大量泡沫；造成出水有机物浓度和悬浮固体升高；产生恶臭或不良有害气体；降低机械曝气方式的氧转移效率；可能造成后期污泥消化时产生大量表面泡沫。
为什么曝气池污泥要回流
1,可以提高生化系统的抗冲击能力，避免进水冲击对生化系统的影响。 2，维持，厌氧，好氧断等的污泥活性，微生物数量，保证生化系统的污泥浓度。
3.回流至缺氧段可为兼性厌氧菌提供所需的氧气。
4，通过回流可控制各反应池的MLSS，以这生产过程中控制各阶段的反应。保证生产。
如果是非丝状菌膨胀，主要发生在废水水温较低而污泥负荷太高的时候，此时细菌吸附了大量有机物，来不及代谢，在胞外积贮大量高粘性的多糖物质，使得表面附着物大量增加，很难沉淀压缩。而当氮严重缺乏时，也有可产生膨胀现象。因为若缺氮，微生物便于工作不能充分利用碳源合成细胞物质，过量的碳源将被转弯为多糖类胞外贮存物，这种贮存物是高度亲水型化合物，易形成结合水，从而影响污泥的沉降性能，产生高粘性的污泥膨胀。非丝状菌污泥膨胀发生时其生化处理效能仍较高，出水也还比较清澈，污泥镜检也看不到丝状菌。非丝状菌膨胀发生情况较少，且危害并不十分严重。
根据泡沫形成的机理及其影响因素，可采用物理化学和生物的方法对泡沫进行控制。控制泡沫特别是生物泡沫的实质并非消除Microthrix parvicella等细菌的产生，主要途径就是在曝气系统中建立一个不适宜丝状菌异常生长的环境，抑制其在活性污泥中的过度增殖，使丝状菌与絮凝体形成菌保持平衡的比例生长。
1、物化方法控制泡沫
① 喷洒水
喷洒的水流或水珠能打碎浮在水面的气泡,以减少泡沫。但不能根本消除泡沫现象，是一种最常用最简便的物理方法。
② 投加化学药剂
阳离子（PAM）聚丙烯酰胺是一种常用的消泡剂，工程实例中，把阳离子聚丙烯酰胺投加于二沉池进水管中，其既有抑制Nocardioform actinomycetes（放线菌）生长的作用，又有通过回流污泥进入曝气池消除污水中表面活性剂及表面活性物质极性－非极性特点的作用。由于上述两点的存在，新的稳定泡沫难于大量生成，而在水面上的泡沫层由于水面紊动，泡沫受剪力作用不断破碎，表面泡沫水膜由于水分不断蒸发,泡沫不断破碎,泡沫层也逐渐消失。
低浓度的H2O2也是一种较常用的泡沫消除剂，在活性污泥中投加当投加低浓度H2O2时,其浓度不足以杀死菌胶团表面伸出的丝状菌，只能氧化部分生物残渣和消除代谢过程产生的毒素，净化菌胶团细菌生长的环境，促进了菌胶团细菌优势生长, 使菌胶团菌和丝状菌的生长达到了新的平衡，从而达到控制生物泡沫的目的，而出水水质并未恶化。H2O2应投加于回流污泥中，投加浓度为20～25mg H2O2/(kg/MLSS)。
另外，如氯、臭氧、聚乙二醇以及氯化铁和铜材酸洗液的混合药剂等均具有较强的氧化性，也可当作消泡剂使用。
2、生物方法控制泡沫
① 降低细胞平均停留时间
降低细胞平均停留时间是很有效的控制泡沫的方法，实质即利用丝状菌平均世代时间较长于絮凝体形成菌的特点，抑制丝状菌的过度增殖，细胞平均停留时间越短，丝状菌越少，泡沫也越少。
② 调节污水pH值 研究表明，最适宜Nocardia amarae生长的pH值为7.8,最适宜Microthrix parvicella生长的pH值为7.7～8.0，当pH值从7.0降为5.0～5.6时，能有效控制这些微生物的过度生长，减少泡沫的形成。
③ 降低曝气的空气输入率
降低了曝气的空气输入率，一是能降低曝气池中气提强度，减缓了丝状菌的上浮速度；二是能降低曝气池中的溶解氧浓度，Nocardia amarae是严格的好氧菌,在缺氧或厌氧条件下,不易生长,但 Microthrix parvicella却能忍受缺氧状态。再者，降低曝气池的空气输入量也相应的降低了微气泡的生成量，即减少丝状菌和放线菌机体上浮的载体，从而延缓泡沫的形成。
如何观察污水厂生化池中的微生物
取带有污泥的水样，就是要浑浊些的，然后做镜检啊，就是制作玻片，用显微镜观察即可，一般污水站化验室都配备有的。一般好像40倍的物镜就可以了。基本能看到轮虫。线虫等。还有部分藻类，
污水处理中爆气池如何快速提高微生物数量
采用闷曝的办法，最快的是接种，或者去别的污水处理场拉剩余污泥，直接放进曝气池，这是最快的，最好是与你们污水处理厂处理的污水性质相同或者相近的最好。
请问污水处理时大量缩短曝气时间会导致微生物死亡吗？
会的，我是污水处理的施工方，厂方为了省点电钱把风机每隔两个小时就停三个小时，现象出现了，第一天曝气池污泥颜色变黑灰缺氧，二沉池出水水质COD55，氨氮2.4。第二天，曝气池污泥上浮，二沉池出水水质COD80，氨氮3.2。持续一周我们曝气池弹性填料上挂的微生物膜层脱落，曝气池严重少泥，二沉池由于曝气池死亡的泥进入而把底层的正常污泥带上浮，导致二沉池出水不达标。COD240。氨氮9.2。总磷7以上。悬浮物140。所以建议曝气池不能缩短曝气时间，否则直接影响出水。给你一个建议：要是为了节能的话就把风机内的配置电机更换。
AAO 法工艺介绍
AAO 生物脱氮工艺将传统的活性污泥、生物硝化工艺结合起来, 取长补短, 更有效的去除水中的有机物。此法即是通常所说的厌氧- 缺氧- 好氧法, 污水依次经过厌氧池- 缺氧池- 好氧池被降解。
1、AAO 法污水处理开工调试
AAO 法污水处理开工运行前必须先进行好氧活性污泥的培养驯化, 污泥的培养驯化过程如下。 2.1 培养过程
(1) 污泥买来后, 将其投入检查合格的曝气池内, 注入清水, 此时水温应保持在 25～30℃之间,温度不能太高, 应模拟正常生产时的温度。冬天温度最少也要控制在 20℃以上。因为在 20～28℃之间是细菌繁殖的最佳温度, 注入温度适宜的清水后,启动风机曝气, 风量不能大, 沉淀后放掉上清液,以洗掉污泥中的化学药剂和细菌的毒素, 清洗的次数看具体情况而定。
(2) 开始培养时, 加入过滤后的粪清, 测一下曝气池化学需氧量 COD, 达到 500～700mg/L 即可。同时加入磷盐, 按纯磷 5mg/L 废水来计算, 再加入葡萄糖。其中, 糖类是能量, 磷盐和粪清是养料。尿素视氮的含量情况适当添加。培养时稀释水可以少加一点。
(3) 曝气后 10min, 测一下溶解氧和 COD。培养之初因污泥没有活性, 对溶解氧及 COD 的消耗很少, 曝气量要适当调小, 只要泥不沉就行。还可以考虑间隔曝气, 时间看情况而定。
(4) 曝气后需做一些比较工作, 就是通过测定30min 沉降比, 计算泥量, 以便观察污泥的生长情况。
(5) 培养一段时间后, 如果发现 COD 或溶解氧与投入之初有明显减小, 就应增加 COD 的浓度,同时控制好溶解氧在 1～2mg/L, 以免细菌得不到足够的营养而自身分解。曝气量不能过大, 以免把没有活性的污泥冲散, 使细菌流失死亡。 (6) 随着细菌的活性增加, 会排出一定量的毒物, 这时就隔一天换一定量的水, 在这个过程中要做好活性污泥量的比较工作, 看看泥量是否增加,COD 每天早晨和傍晚各做一次, 以比较所消耗的COD。
(7) 进行镜检工作。如果观察到大量的透明状的细菌,说明这时的细菌很活跃，但还没有形成活性污泥, 因为没有结合好。在以后发现了菌胶团且沉降性能好,此时说明活性污泥培养成功。观察污泥用低倍显微镜 (160 倍) 就可以了。
2、A2/O工艺的固有缺欠
A2/O工艺的内在固有缺欠就是硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上存在着矛盾和竞争,很难在同一系统中同时获得氮、磷的高效去除,阻碍着生物除磷脱氮技术的应用。其中最主要的问题是厌氧环境下反硝化与释磷对碳源的竞争。根据生物除磷原理,在厌氧条件下,聚磷菌通过菌种间的协作,将有机物转化为挥发酸,借助水解聚磷释放的能量将之吸收到体内,并以聚β羟基丁酸PHB形式贮存,提供后续好氧条件下过量摄磷和自身增殖所需的碳源和能量。如果厌氧区存在较多的硝酸盐,反硝化菌会以有机物为电子供体进行反硝化,消耗进水中有机碳源,影响厌氧产物PHB的合成,进而影响到后续除磷效果。一般而言,要同时达到氮、磷的去除目的,城市污水中碳氮比(COD/N)至少为4•5。当城市污水中碳源低于此要求时,由于该工艺把缺氧反硝化置于厌氧释磷之后，反硝化效果受到碳源量的限制,大量的未被反硝化的硝酸盐随回流污泥进入厌氧区,干扰厌氧释磷的正常进行(有时甚至会导致聚磷菌直接吸磷),最终影响到整个营养盐去除系统的稳定运行。为解决A2/O工艺碳源不足及其引起的硝酸盐进入厌氧区干扰释磷的问题,研究者们进行了大量工艺改 进,归纳起来主要有三个方面:一是解决硝酸盐干扰释磷问题而提出的工艺,如:UCT、MUCT等工艺;二是直接针对碳源不足而采取解决措施,如补充碳源、改变进水方式、为反硝化和除磷重新分配碳源,进而形成的一些工艺,如:JHB工艺、倒置A2/O工艺;三是随着反硝化除磷细菌DPB的发现形成的以厌氧污泥中PHB为反硝化碳源的工艺,如undefinedephanox工艺和双污泥系统的除磷脱氮工艺。
3、弥补碳源不足的工艺对策
3.1补充碳源
补充碳源可分为两类:一类是包括甲醇、乙醇、丙酮和乙酸等可用作外部碳源的化合物，一类是易生物降解的COD源，它们可以是初沉池污泥发酵的上清液或其它酸性消化池的上清液或者是某种具有大量易生物降解COD组分的有机废水，例如:麦芽工业废水、水果和蔬菜工业废水和果汁工业废水等。碳源的投加位置可以是缺氧反应器,也可以是厌氧反应器,在厌氧反应器中投加碳源不仅能改善除磷，而且能增加硝酸盐的去除潜力，因为投加易生物降解的COD能使起始的脱氮速率加快，并能运行较长的一段时间。 3.2改变进水方式
取消初次沉淀池或缩短初次沉淀时间,使沉砂池出水中所含大量颗粒有机物直接进入生化反应系统,这种传统意义上的初次沉淀池污泥进入生化反应池后,可引发常规活性污泥法系统边界条件的重要变化之一就是进水的有机物总量增加了,部分地缓解了碳源不足的问题,在提高除磷脱氮效率的同时,降低运行成本。对功能完整的城市污水处理厂而言,这种碳源是易于获取又不额外增加费用的。 3.3倒置A2/O工艺
传统A2/O工艺厌氧、缺氧、好氧布置的合理性值得怀疑。其在碳源分配上总是优先照顾释磷的需要,把厌氧区放在工艺的前部,缺氧区置后。这种作法是以牺牲系统的反硝化速率为前提的。但释磷本身并不是除磷脱氮工艺的最终目的。就工艺的最终目的而言,把厌氧区前置是否真正有利,利弊如何,是值得研究的。基于以上认识,他们对常规除磷脱氮工艺提出一种新的碳源分配 方式,缺氧区放在工艺最前端,厌氧区置后,即所谓的倒置A2/O工艺。其特点如下:①聚磷菌厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境,其在厌氧条件下形成的吸磷动力可 以得到更充分的利用,具有“饥饿效应”优势;②允许所有参与回流的污泥全部经历完整的释磷、吸磷过程,故在除磷方面具有“群体效应”优势;③缺氧段位于工艺的首端,允许反硝化优先获得碳源,故进一步加强了系统的脱氮能力;④工程上采取适当措施可以将回流污泥和内循环合并为一个外回流系统,因而流程简捷,宜于推广。
AAO里面脱氮和除磷在硝化液回流方面是有点相互制约的，回流比大了脱氮好除磷不好，回流比小了除磷好脱氮不好。呵呵，主要还是用在大型的污水处理厂了，如果对磷要求比较高就加化学除磷了。
培菌初期DO偏高是很正常的，因为微生物数量比较少，耗氧速率低。控制DO不要大于5都是可以的，我们之前做过培菌，证明只要DO不太离谱，比如在3-5之间都是可以的，随着微生物的增长，相同气量下DO会逐渐降低的。另外因为温度低，水体中的DO值也会比夏天高的；等到连续进水的时候，DO会进一步降低的，放心好了
培菌是需要时间的，你才开始多少天就着急了。一般一个星期后，泥都会长很多了，SV30会有15左右，气温低、进水COD低可能这个过程要长一点，如果你要保险一点，可以考虑MLSS达到1000就开始小水量连续进水，这样能及时补充有机物。如果连续进水开始，污泥回流系统也要同步开启。我们当时培菌的时候，MLSS达到1000就可是少量排泥了。考虑你们的情况，可以等MLSS再高点再考虑排剩余污泥。
一个星期后你再看吧，污泥应该会长的！至于泥长到什么程度可以完成培菌，我想还是可以按照F/M（食微比）的方法进行判断，冬天的食微比可以控制低一点，也就是MLSS可以控制高一点
污泥调试成熟的标志
1.生物相稳定，菌教团颜色土黄色或棕黄色，颜色比较鲜艳，结构密室。具有一定量的钟虫、轮虫等生物。 2.SV在10-30%，建议培养时培养到较高的SV范围，保证池中有足够的污泥数量。 以下几点，应该得到重视：
1、对于生活污水项目，好氧段投泥后连续闷曝有点浪费，建议风机间断运行，如果设备能够自动转换控制最佳。
2、各单元驯化先后顺序的问题，建议先拿好氧池开始，倒着走。有例子我记得AAO有好氧段回流水到A段的，这些水不能浪费了，在好氧段闷曝是排除的污水就送回到A段。
3、营养物质的投加。应该设定一个COD值，闷曝前计算当量补充的有机炭源。当然如果方便，联系大便厂家拉过来直接放进去，注意毛发等杂质。
4、闷曝阶段的控制。一般间断曝气2天左右换一次水，在闷曝在换水，一般3、4个疗程应该就能够看到效果了。
5、通过DO变化、进水、出水水质对比，可以明显的发现污泥微生物的存在、状大，然后就是连续进水了。
6、注意开始连续进水曝气阶段污泥流失的可能性最大，曝气量和曝气频率的控制比较重要，建议还是间断曝气来的稳妥。
7、胆大心细最重要。刚接触调试的人员不能怕这怕那，畏首畏尾，要有一定的自信和眼力。呵呵。 总结：我的老师曾经讲过，一个无人看护的水处理项目保持连续进水、出水，里面的细菌也能自己慢慢培养起来，这是自然法则，只不过是时间长短的问题。调试人员的任务就是加快这一生物衍化的进程，控制其发展方向。放心，刚开始调试，不敢乱动，生怕整坏，影响工程进度，后来让老师骂得多了就慢慢的毛了。希望这些文字性的东西对大家都能有所帮助。
AAO工艺概况
AAO（厌 氧/缺氧/好氧)工艺，亦称A2/O工艺，是70年代由美国的一些专家在厌氧一好氧(An-0)法脱氮工艺的基础上开发的，其宗旨是开发一项能够同步脱氮除磷的污水处理工艺，各反应器单元功能与工艺特征如下:
(1 )原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥进人厌氧反应器，该反应器主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。
(2 )污水经过厌氧反应器进人缺氧反应器，该反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q (Q一一原污水流量)。
(3 )混合液从缺氧反应器进人好氧反应器，该反应器是多功能的:去除BOD5,硝化和吸收磷。这三项反应都是重要的，混合液中含有N03-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD5(或COD)则得到去除.流量为2Q的混合液从这里回流缺氧 反应器。
(4 )沉 淀 池的功能是泥水分离，污泥的一部分回流厌氧反应器，上清液作为处理水排放.AA O 工 艺具有以下各项特点:
(1 )该 工 艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺.
(2 )在 厌 氧(缺氧)、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100,
(3 )污 泥 中含磷浓度高，具有很高的肥效。
(4 )运 行 中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低。
AA O 工 艺也存在如下各项的待解决问题:
(1 )除 磷 效果难于再行提高(总磷去除率一般为70%1591)，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当PBOD，值高时更是如此.
(2 )脱 氮 效果也难于进一步提高(总氮去除率一般为40~70%159,601)，内循环量一般以2Q为限，不宜太高。
(3 )进 人 沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。
AA O 反应 器中，通过改变进水磷浓度三个工况，考察了AAO反应器的脱氮除磷效果，并对COD、氮、磷等物质在厌氧、缺氧、好氧三反应器中的迁移进行了分析，观察到缺氧反硝化吸磷等一系列现象.本节中，将着重从微生物角度来讨论AAO反应器生物强化除磷的特性。
小结
(1)在实验室搭建并运行AAO反应器，处理人工配制污水，进水CODIP值分别为 60 ,4 0和30左右.COD,B OD5,T N以及NH3一的去除率在三个工况中比较 接 近 ， 分 别在90,9 0.6 7和99%左右.工况一和工况二对TP的去除率达 90 '%左 右，而工况三出水仆在3一4mg/L间，去除率在70%以下；
(2)原水中COD大部分在厌氧池去除;NH3-N主要在好氧池去除，NOX-N在厌氧池和 缺 氧 池去除，两池去除比例相当;厌氧池中大量释P，缺氧池和好氧池均出现 P的 吸 收；
(3) AAO缺氧池中出现较明显的反硝化聚磷现象，经测定，三工况flN0 3分别为0.4 2, 0 . 36和0.37。此外在缺氧吸磷批式实验中发现，P吸收与NOX稍耗之间的 比 例 在0.6一0.9m g-NOXImg-P之间；
(4)在AM〕三工况中，随着进水C/P的减小，污泥中异养菌、硝化菌和反硝化菌含童 基 本 上不变，而聚琪菌含羞增加，同时架糖菌比例降低，即进水C/P的减小 促 进 了聚磷菌对糖原菌的竞争；
(5) AAO系统中出现反硝化聚磷菌的重要条件是厌氧池中尽可能多的有机底物被转化 为 胞 内PHAs，且缺氧池中外碳源缺乏，使得内碳源成为反硝化反应的主要 碳 源 。
微生物生长曲线 四个阶段：
停滞期 又称调整期，这是微生物培养的最初阶段。
初期，细胞内各种酶系要有一个适应的过程。开始时，菌体不裂殖，菌数不增加，但是经过一段时期，到了停滞期的后期时，酶系有了一定时间适应环境，菌体发育到了一定的程度后，便开始进行细胞分裂，微生物的生长速度开始增长。
对数期 又称生长旺盛期。细胞经过一段时期的调整适应后，就可以最快的速率进行分裂繁殖，细胞的生长进入了生长旺盛期。
在这个期间，细菌数以几何级数增加，称为对数期，为等速生长期，细菌的生长速率为最大。A.此期间内，微生物周围的营养物质丰富，生物体的生长、繁殖不受底物限制。B.此期间内，死细菌数是较小的
静止期 又称平衡器，细胞经过对数期大量繁殖后，液相中的营养物质逐渐被消耗减少，细胞繁殖速率逐渐减慢，故又称减速生长期。
在这个期间，细胞繁殖速率几乎和细胞的死亡速率相等，活菌数趋于稳定，这个现象的出现主要是由于环境中的养料减少。，代谢产物积累过多所致。如果在此期间，继续再增加营养物质，并排出代谢产物，那么菌体细胞又可以恢复过去对数期的生长速率。
衰老期 又称衰亡期 静止期后，液相中的营养物质耗尽，细菌因为得不到足够的营养而只能利用菌体内储存的物质或者以死菌体作为养料，进行着内源呼吸，维持生命，故有时又称该时期为内源呼吸期，。这期间液相中的活细胞数急剧下降，，只有少数细胞继续分裂，大多数细菌出现自容现象并死亡。死亡速率大于生长速率，生长曲线显著下降。在细胞形态方面，此时呈退化型较多，有些细菌在这个期间也往往会产生芽孢。
环境中营养物质的多少影响着微生物的生长。我们控制营养物质的供给，就控制了微生物的生长繁殖及活动情况，在生物处理中，我们控制了一定的F/M值，（F代表营养物质，M代表细胞量，F/M是两者的比值，也称生物负荷率）就可以得出不同的微生物生长率，微生物的活性和处理效果。
如果我们采用较高的F/M值维持微生物的对数生长，则此时微生物繁殖很快，活力也很强，处理废水的能力必然较高。微生物处于食料过剩的环境中，微生物的生长速率不受有机物的限制，而与其本身的量有关。在这种情况下，微生物的絮凝、沉降性较差，出水带出的有机物质，包括菌体也多一些，也就是说，利用对数期进行废水处理的生化处理，虽然反应速率很快，但是想取得稳定的出水以及较高的处理效果，也比较困难，所以一般在废水生物处理过程中，经常利用减数生长期或者内源呼吸期的微生物生长、活动，使沸水中的有机物稳定化，并取得较好的处理效果
固液分离型膜 - 生物反应器
固液分离型膜 - 生物反应器是在水处理领域中研究得最为广泛深入的一类膜 - 生物反应器，是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。在传统的废水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在 1.5~3.5g/L 左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间（ HRT ）与污泥龄（ SRT ）相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的 25% ～ 40% 。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。针对上述问题， MBR 将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，大大提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌 ( 特别是优势菌群 ) 的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低 F/M 比减少剩余污泥产生量（甚至为零），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。
MBR 工艺类型
以下讨论的均为固液分离型膜 - 生物反应器。 根据膜组件和生物反应器的组合方式，可将 膜 - 生物反应器 分为分置式、一体式以及复合式三种基本类型。分置式和一体式的 MBR 请参见图 3 。
分置式膜 - 生物反应器把膜组件和生物反应器分开设置，如图 3 所示。生物反应器中的混合液经循环泵增压后打至膜组件的过滤端，在压力作用下混合液中的液体透过膜，成为系统处理水；固形物、大分子物质等则被膜截留，随浓缩液回流到生物反应器内。分置式膜 - 生物反应器的特点是运行稳定可靠，易于膜的清洗、更换及增设；而且膜通量普遍较大。但一般条件下为减少污染物在膜表面的沉积，延长膜的清洗周期，需要用循环泵提供较高的膜面错流流速，水流循环量大、动力费用高 (Yamamoto, 1989) ，并且泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物菌体产生失活现象 ( Brockmann and Seyfried, 1997 ) 。
一体式膜 - 生物反应器是把膜组件置于生物反应器内部，如图 4 所示。进水进入膜 - 生物反应器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在外压作用下由膜过滤出水。这种形式的膜 - 生物反应器由于省去了混合液循环系统，并且靠抽吸出水，能耗相对较低；占地较分置式更为紧凑，近年来在水处理领域受到了特别关注。但是一般膜通量相对较低，容易发生膜污染，膜污染后不容易清洗和更换。
复合式膜 - 生物反应器在形式上也属于一体式膜 - 生物反应器，所不同的是在生物反应器内加装填料，从而形成复合式膜 - 生物反应器，改变了反应器的某些性状，如图 5 所示：
MBR 工艺的特点
与许多传统的生物水处理工艺相比， MBR 具有以下主要特点： 一、出水水质优质稳定
由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈， 悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除 ，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（ CJ25.1-89 ），可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。
同时，膜分离也使 微生物被完全被截流在生物反应器内， 使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但 提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器 对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。
二、剩余污泥产量少
该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。
三、占地面积小，不受设置场合限制
生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省； 该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。
四、可去除氨氮及难降解有机物
由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。
五、操作管理方便，易于实现自动控制 该工艺实现了水力停留时间（ HRT ）与污泥停留时间（ SRT ）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。
六、易于从传统工艺进行改造
该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。
膜 - 生物反应器也存在一些不足。主要表现在以下几个方面：
• 膜造价高，使膜 - 生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺； • 膜污染容易出现，给操作管理带来不便；
• 能耗高：首先 MBR 泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力，其次是 MBR 池中 MLSS 浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成 MBR 的能耗要比传统的生物处理工艺高。
MBR 工艺用膜
膜可以由很多种材料制备，可以是液相、固相甚至是气相的。目前使用的分离膜绝大多数是固相膜。根据孔径不同可分为：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜；根据材料不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是微滤级别膜。膜可以是均质或非均质的，可以是荷电的或电中性的。广泛用于废水处理的膜主要是由有机高分子材料制备的固相非对称膜。
膜的分类如图所示：
一、 MBR 膜材质
1、高分子有机膜材料： 聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。
有机膜成本相对较低，造价便宜，膜的制造工艺较为成熟，膜孔径和形式也较为多样，应用广泛，但运行过程易污染、强度低、使用寿命短。
2、无机膜 ：是固态膜的一种，是由无机材料，如金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。
目前在 MBR 中使用的无机膜多为陶瓷膜，优点是：它可以在 pH ＝ 0~14 、压力 P<10MPa 、温度 <350 ℃ 的环境中使用，其通量高、能耗相对较低，在高浓度工业废水处理中具有很大竞争力；缺点是：造价昂贵、不耐碱、弹性小、膜的加工制备有一定困难。
二、 MBR 膜孔径
MBR 工艺中用膜一般为微滤膜（ MF ）和超滤膜（ UF ），大都采用 0.1 ～ 0.4 μ m 膜孔径，这对于固液分离型的膜反应器来说已经足够。
微滤膜常用的聚合物材料有：聚碳酸酯、纤维素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等。
超滤常用聚合物材料有：聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚丙烯腈（ PAN ）、聚偏氟乙烯、纤维素酯、聚醚醚酮、聚亚酰胺、聚醚酰胺等。
三、 MBR 膜组件
为了便于工业化生产和安装，提高膜的工作效率，在单位体积内实现最大的膜面积，通常将膜以某种形式组 装在一个基本单元设备内，在一定的驱动力下，完成混合液中各组分的分离，这类装置称为膜组件（ Module ）。
工业上常用的膜组件形式有五种： 板框式（ Plate and Frame Module ）、螺旋卷式 (Spiral Wound Module) 、圆管式 (Tubular Module) 、中空纤维式 (Hollow Fiber Module) 和毛细管式 (Capillary Module) 。前两种使用平板膜，后三者使用管式膜。圆管式膜直径 >10mm; 毛细管式－ 0.5~10.0mm ；中空纤维式 <0.5mm> 。
表：各种膜组件特性
名称/项目 中空纤维式 毛细管式 螺旋卷式 平板式 圆管式
价格（元 /m 3 ） 40~150 150~800 250~800 800~2500 400~1500 冲填密度 高 中 中 低 低
清洗 难 易 中 易 易 压力降 高 中 中 中 低
可否高压操作 可 否 可 较难 较难 膜形式限制 有 有 无 无 无
MBR 工艺中常用的膜组件形式有：板框式、圆管式、中空纤维式。 板框式：
是 MBR 工艺最早应用的一种膜组件形式，外形类似于普通的板框式压滤机。优点是：制造组 装简单，操作方便，易于维护、清洗、更换。缺点是：密封较复杂，压力损失大，装填密度小。
圆管式：
是由膜和膜的支撑体构成，有内压型和外压型两种运行方式。实际中多采用内压型，即进水从管内流入，渗透液从管外流出。膜直径在 6~24mm 之间。圆管式膜优点是：料液可以控制湍流流动，不易堵塞，易清洗，压力损失小。缺点是：装填密度小。
中空纤维式：
组 装形式如下图所示： [ 图 ]
外径一般为 40 ～ 250 μm ，内径为 25 ～ 42μm 。优点是：耐压强度高，不易变形。在 MBR 中，常把组件直接放入反应器中，不需耐压容器，构成浸没式膜 - 生物反应器。一般为外压式膜组件。优点是：装填密度高；造价相对较低；寿命较长，可以采用物化性能稳定，透水率低的尼龙中空纤维膜；膜耐压性能好，不需支撑材料。缺点是：对堵塞敏感，污染和浓差极化对膜的分离性能有很大影响。
MBR 膜组件设计的一般要求：
• 对膜提供足够的机械支撑，流道通畅，没有流动死角和静水区； • 能耗较低，尽量减少浓差极化，提高分离效率，减轻膜污染； • 尽可能高的装填密度，安装，清洗、更换方便； • 具有足够的机械强度、化学和热稳定性。
膜组件的选用要综合考虑其成本，装填密度、应用场合、系统流程、膜污染及清洗、使用寿命等。
MBR 的应用领域
进入 90 年代中后期，膜 - 生物反应器在国外已进入了实际应用阶段。加拿大 Zenon 公司首先推出了超滤管式膜 - 生物反应器，并将其应用于城市污水处理。为了节约能耗，该公司又开发了浸入式中空纤维膜组件，其开发出的膜 - 生物反应器已应用于美国、德国、法国和埃及等十多个地方，规模从 380m 3 /d 至 7600m 3 /d 。日本三菱人造丝公司也是世界上浸入式中空纤维膜的知名提供商，其在 MBR 的应用方面也积累了多年的经验，在日本以及其他国家建有多项实际 MBR 工程。日本 Kubota 公司是另一个在膜 - 生物反应器实际应用中具有竞争力的公司，它所生产的板式膜具有流通量大、耐污染和工艺简单等特点。国内一些研究者及企业也在 MBR 实用化方面进行着尝试。
现在，膜 - 生物反应器已应用于以下领域：
一、城市污水处理及建筑中水回用
1967 年第一个采用 MBR 工艺的废水处理厂由美国的 Dorr-Oliver 公司建成，这个处理厂处理 14m 3 /d 废水。 1977 年，一套污水回用系统在日本的一幢高层建筑中得到实际应用。 1980 年，日本建成了两座处理能力分别为 10m 3 /d 和 50m 3 /d 的 MBR 处理厂。 90 年代中期，日本就有 39 座这样的厂在运行，最大处理能力可达 500m 3 /d ，并且有 100 多处的高楼采用 MBR 将污水处理后回用于中水道。 1997 年，英国 Wessex 公司在英国 Porlock 建立了当时世界上最大的 MBR 系统，日处理量达 2 ， 000 m 3 ， 1999 年又在 Dorset 的 Swanage 建成了 13 ， 000m 3 /d 的 MBR 工厂 [14] 。
1998 年 5 月，清华大学进行的一体式膜 - 生物反应器中试系统通过了国家鉴定。 2000 年初，清华大学在北京市海淀乡医院建起了一套实用的 MBR 系统，用以处理医院废水，该工程于 2000 年 6 月建成并投入使用，目前运转正常。 2000 年 9 月，天津大学杨造燕教授及其领导的科研小组在天津新技术产业园区普辰大厦建成了一个 MBR 示范工程，该系统日处理污水 25 吨，处理后的污水全部用于卫生间的冲洗及绿地浇洒，占地面积为 10 平方米，处理每吨污水的能耗为 0.7kW · h 。
二、. 工业废水处理 90 年代以来， MBR 的处理对象不断拓宽，除中水回用、粪便污水处理以外， MBR 在工业废水处理中的应用也得到了广泛关注，如处理食品工业废水、水产加工废水、养殖废水、化妆品生产废水、染料废水、石油化工废水，均获得了良好的处理效果。 90 年代初，美国在 Ohio 建造了一套用于处理某汽车制造厂的工业废水的 MBR 系统，处理规模为 151m 3 /d ，该系统的有机负荷达 6.3kgCOD/m 3 · d ， COD 去除率为 94% ，绝大部分的油与油脂被降解。在荷兰，一脂肪提取加工厂采用传统的氧化沟污水处理技术处理其生产废水，由于生产规模的扩大，结果导致污泥膨胀，污泥难以分离，最后采用 Zenon 的膜组件代替沉淀池，运行效果良好。
三、. 微污染饮用水净化
随着氮肥与杀虫剂在农业中的广泛应用，饮用水也不同程度受到污染。 LyonnaisedesEaux 公司在 90 年代中期开发出同时具有生物脱氮、吸附杀虫剂、去除浊度功能的 MBR 工艺， 1995 年该公司在法国的 Douchy 建成了日产饮用水 400m 3 的工厂。出水中氮浓度低于 0.1mgNO 2 /L ，杀虫剂浓度低于 0.02 μ g/L 。
四、. 粪便污水处理
粪便污水中有机物含量很高，传统的反硝化处理方法要求有很高污泥浓度，固液分离不稳定，影响了三级处理效果。 MBR 的出现很好地解决了这一问题，并且使粪便污水不经稀释而直接处理成为可能。
日本已开发出被称之为 NS 系统的屎尿处理技术，最核心部分是平板膜装置与好氧高浓度活性污泥生物反应器组合的系统。 NS 系统于 1985 年在日本琦玉县越谷市建成，生产规模为 10kL/d ， 1989 年又先后在长崎县、熊本县建成新的屎尿处理设施。 NS 系统中的平板膜每组约 0.4m 2 共几十组并列安装，做成能自动打开的框架装置，并能自动冲洗。膜材料为截流分子量 20000 的聚砜超滤膜。反应器内污泥浓度保持在 15000~18000mg/L 范围内。到 1994 年，日本已有 1200 多套 MBR 系统用于处理 4000 多万人的粪便污水。
五、土地填埋场 / 堆肥渗滤液处理
土地填埋场 / 堆肥渗滤液含有高浓度的污染物，其水质和水量随气候条件与操作运行条件的变化而变化。 MBR 技术在 1994 年前就被多家污水处理厂用于该种污水的处理。通过 MBR 与 RO 技术的结合，不仅能去除 SS 、有机物和氮，而且能有效去除盐类与重金属。最近美国 Envirogen 公司开发出一种 MBR 用于土地填埋场渗滤液的处理，并在新泽西建成一个日处理能力为 40 万加仑 ( 约 1500m 3 /d) 的装置，在 2000 年底投入运行。该种 MBR 使用一种自然存在的混合菌来分解渗滤液中的烃和氯代化合物，其处理污染物的浓度为常规废水处理装置的 50 ～ 100 倍。能达到这一处理效果的原因是， MBR 能够保留高效细菌并使细菌浓度达到 50 ， 000g/L 。在现场中试中，进液 COD 为几百至 40 ， 000mg/L ，污染物的去除率达 90% 以上。
国内外 MBR 主要应用领域及相应百分比率：
污水类型 所占百分比率（％） 污水类型 所占百分比率（％） 工业污水 27 城市污水 12 建筑污水 24 垃圾 9 家庭污水 27 MBR 发展前瞻
一、MBR 应用的重点领域和方向
•现有城市污水处理厂的更新升级，特别是出水水质难以达标或处理流量剧增而占地面积无法扩大的水厂。
• 无排水管网系统的小区，如居民点、旅游度假区、风景区等。
• 有污水回用需求的地区或场所，如宾馆、洗车业、客机、流动厕所等充分发挥 MBR 占地面积小、设备紧凑、自动控制、灵活方便的特点。
• 高浓度、有毒、难降解工业废水处理。如造纸、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行业，是一种普遍的点源污染。 MBR 可以对这些常规处理工艺无法达标的废水进行有效的处理，并实现回用。
• 垃圾填埋厂渗滤液的处理及回用。
• 小规模污水厂（站）的应用。膜技术的特点十分适合处理小规模污水。 二、MBR 未来的研究重点如下 • 膜污染的机理及防治。
• MBR 工艺流程形式及运行条件的优化。
• MBR 污泥产率与运行条件的关系，以合理减少污泥产量，降低污泥处理费用。
• MBR 生物反应器内微生物的代谢特性及其对出水水质、污泥活性等的影响，从而确定适宜的微生物生长及代谢条件。
• MBR 工艺经济性研究。在目前国内经济发展水平、膜产品供应状况和规范设计要求的条件下， MBR 用于污水处理的最大经济流量的确定。
• 以节能、处理特殊水质对象、兼具脱氮除磷、操作维护简便、可以长期稳定运行等为目标，开发新型的膜 生物反应器 .
成熟、系统 MBR 的工艺设计方法
MBR工艺的特点
4.1 对污染物的去除效率高
MBR对悬浮固体（SS）浓度和浊度有着非常良好的去除效果。由于膜组件的膜孔径非常小（0.01～1μm），可将生物反应器内全部的悬浮物和污泥都截留下来，其固液分离效果要远远好于二沉池，MBR对SS的去除率在99%以上，甚至达到100%；浊度的去除率也在90%以上，出水浊度与自来水相近。
由于膜组件的高效截留作用，将全部的活性污泥都截留在反应器内，使得反应器内的污泥浓度可达到较高水平，最高可达40～50g/L.这样，就大大降低了生物反应器内的污泥负荷，提高了MBR对有机物的去除效率，对生活污水COD的平均去除率在94%以上，BOD的平均去除率在96%以上。
同时，由于膜组件的分离作用，使得生物反应器中的水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）是完全分开的，这样就可以使生长缓慢、世代时间较长的微生物（如硝化细菌）也能在反应器中生存下来，保证了MBR除具有高效降解有机物的作用外，还具有良好的硝化作用。研究表明，MBR在处理生活污水时，对氨氮的去除率平均在98%以上，出水氨氮浓度低于1mg/L.
此外，选择合适孔径的膜组件后，MBR对细菌和病毒也有着较好的去除效果，这样就可以省去传统处理工艺中的消毒工艺，大大简化了工艺流程。
另外，在DO浓度较低时，在菌胶团内部存在缺氧或厌氧区，为反硝化创造了条件。仅采用好氧MBR工艺，虽然对TP的去除效率不高，但如果将其与厌氧进行组合，则可大大提高TP的去除率。研究表明，采用A/O复合式MBR工艺，对TP的去除率可达70%以上。
4.2 具有较大的灵活性和实用性
在城市污水或工业废水处理中，传统的处理工艺（格栅+沉砂池+初沉池+曝气池+二沉池+消毒池）流程较长，占地面积大，而出水水质又不能保证。而MBR工艺（筛网过滤+MBR）则因流程短、占地面积小！处理水量灵活等特点，而呈现出明显优势#MBR的出水量根据实际情况，只需增减膜组件的片数就可完成产水量调整，非常简单、方便。
对于传统的活性污泥法工艺中出现的污泥膨胀现象，MBR由于不用二沉池进行固液分离，可以轻松解决。这样，就大大减轻了管理操作的复杂程度，使优质！稳定的出水成为可能。
同时，MBR工艺非常易于实现自动控制，提高了污水处理的自动化水平。
4.3 解决了剩余污泥处置难的问题
剩余污泥的处置问题，是污水处理厂运行好坏的关键问题之一#MBR工艺中，污泥负荷非常低，反应器内营养物质相对缺乏，微生物处在内源呼吸区，污泥产率低，因而使得剩余污泥的产生量很少，SRT得到延长，排除的剩余污泥浓度大，可不用进行污泥浓缩，而直接进行脱水，这就大大节省了污泥处理的费用。有研究得出，在处理生活污水时，MBR最佳的排泥时间在35d左右。
1. 污泥膨胀的一个主要特征就是前期SVI会迅速不断上升，等到高于200，那就确定是污泥膨胀了。
2.污泥膨胀发生时，一般污泥负荷也比较低（在0.1以下），你的BOD知道了，要是测一下污泥浓度的话，可计算出负荷，建议算算。
另外：污泥膨胀一般是丝状菌大量繁殖所致，cc老师可看看镜检，观察一下丝状菌的情况，结合SVI来下结论。。。
应该是污泥膨胀。
据本人经验，低负荷、高溶解氧易造成污泥膨胀。或高负荷、低溶解氧。 楼主的污泥浓度低，温度低，处理能力也应较低，葡萄糖积累说明负荷高。符合高粘性膨胀的因素。
出现此类情况应降低负荷、控制溶解氧、间歇曝气，增加缺氧时间、适当排泥来解决。
F/M 有机负荷率（F/M），也叫污泥负荷。F指的是有机物，M指的是微生物。
有机负荷率F/M：单位重量的活性污泥在单位时间内所承受的有机物的数量，或生化池单位有效体积在单位时间内去除的有机物的数量，单位kgBOD5/(kgMLVSS.d)。
f指有机物量
m指微生物量
两者比值用来反映污泥负荷,生物处理主要要掌握好泥龄的概念,以及BOD有机负荷,一切都跟这个有关.
以上说法存在不准确，其实F/M在生物学上应该简称为“食微比”，F指的是Food，而M指的就是Microorganism，F/M确实是用在活性污泥上的，作为反应其活力的一种比值。
高粘性污泥膨胀的成因：进水中含有大量的溶解性有机物，使F/M太高，而进水中缺乏足够 的N、P等营养元素，或混合液中的DO不足时，细菌很快把大量有机物吸入体内，由于缺乏N、P或由于DO不足，又不能在体内进行正常的分解代谢，细菌就向体内分泌过量的多糖类物质，这些物质由于含有氢氧基而具有较强的亲水性，使活性污泥结合水增加，呈粘性的凝胶状，产生高粘性污泥膨胀。
建议每天停两次气，每次30—120min 每次重新启动曝气前，最好置换一些水。 上层不容易成絮团的散兵游勇，损失一些也无妨。
否则一块儿繁殖，将来很多微生物都会没有组织纪律性。
污泥膨胀的所有原因和解决办法
污泥膨胀 正常的活性污泥沉降性能好，其SVI约为50—150之间为正常。
SVI=活性污泥体积/MLSS，当SVI>200并继续上升时，称为污泥膨胀
（1）丝状菌繁殖引起的膨胀
原因：污泥中丝状菌过渡增长繁殖的结果，丝状菌作为菌胶团的骨架，细菌分泌的外酶通过丝状菌的架桥作用将千万个细菌凝结成菌胶团吸附有机物形成活性污泥的生态系统。但当丝状菌大量生长繁殖，活性菌胶团结构受到破坏，形成大量絮体而漂浮于水面，难于沉降。这种现象称为丝状菌繁殖膨胀。
丝状菌增长过快的原因：
a、溶解氧过低，<0.7—2.0mg/l
b、冲击负荷——有机物超出正常负荷，引起污泥膨胀
c、进水化学条件变化：
一是营养条件变化，一般细菌在营养为BOD5：N：P＝100：5：1的条件下生长，但若磷含量不足，C／N升高，这种营养情况适宜丝状菌生活。
二是硫化物的影响，过多的化粪池的腐化水及粪便废水进入活性污泥设备，会造成污泥膨胀。含硫化物的造纸废水，也会产生同样的问题。一般是加5～10mL/L氯加以控制或者用预曝气的方法将硫化物氧化成硫酸盐。
三是碳水化合物过多会造成膨胀。
四是pH值和水温的影响，pH过低，温度高于35度易引起丝状菌生长。
解决办法：
a、保持一定的活性污泥浓度，控制每天排除污泥的净增量，控制回流比。
b、控制F/M（污泥负荷） 调节进水和回流污泥
c、保持污泥龄不变
Lo——进水有机物浓度；X——MLSS浓度； Sr——回流污泥浓度；Qw——回流污泥量
d、污泥膨胀严重时投加铁盐絮凝剂或有机阳离子凝聚剂。
（2）非丝状菌膨胀
非丝状菌膨胀原因是污泥含有大量表面附着水，水质含有很高的碳水化合物而含N量低，当这些碳水化合物被细菌降解时形成多糖类物质，使代谢产物表面吸附表面水，说明C/N比失调或水温过低。
解决办法：增加N的比例，引进生活污水以增加蛋白质的成分，调节水温不低于5度
活性污泥膨胀的原因及控制方法
活性污泥法的关键技术是活性污泥沉降性能的好坏，它直接影响了出水水质，而污泥膨胀是恶化处理水质的重要原因。
1 污泥膨胀的概念及测定指标
1.1 污泥膨胀的概念
活性污泥是活性污泥处理系统在运行过程中出现的异常情况之一，其表观现象是活性污泥絮凝体的结构与正常絮凝体相比要松散一些，体积膨胀，含水率上升，不利于污泥底物对污水中营养物质的吸收降解，并且影响后续工序的沉淀效果。
一般从以下三个方面定义污泥膨胀：沉降性能差，区域沉降速度小；污泥松散，不密实，污泥指数较大；由丝状菌引起的污泥膨胀中，丝状菌总长度大于1×104 m/g。
1.2 污泥膨胀的理论
Chudoba在1973年提出了选择性理论，该理论以微生物生长动力学为基础，根据不同种类微生物的最大生长速率μmax及其饱和常数Ks值的不同，分析丝状菌与菌胶团细菌的竞争情况。该理论认为活性污泥中存在A、B两种类型微生物种群，丝状菌属于A型;具有低的 Ks和μmax值，在低基质浓度时具有高的生长速率并占优势；而菌胶团细菌属于B 型，具有较高的Ks和μmax值，在高的基质浓度条件下生长速率大并占优势。1980年Plam又对理论加以扩展，认为该理论对溶解氧也成立，即DO与碳源基质一样，其浓度的高低影响着两种类型细菌的生长速率及其优势地位。
选择性理论能从微生物生长动力学基础上对污泥膨胀现象给予了合理的解释，已被人们广泛接受并成为污泥膨胀研究领域中主要理论。在该理论的指导下，已成功地开发出了选择性反应器工艺来控制污泥膨胀。
1.3 测定指标
污泥沉降比：取活性污泥反应器中的混合液静置30 min后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分比。正常的活性污泥静置沉淀30 min后，一般可接近其最大密度，反映出二沉池中活性污泥的浓缩情况。
污泥容积指数：曝气池出口处的混合液，在经过30 min静沉后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积。可表示活性污泥中菌胶团结合水率的高低。
污泥成层沉降速度：混合液静置一段时间后，形成清晰的泥水分界线，此后进入成层沉淀阶段，分界线匀速下降的速度即为污泥成层沉降速度。
丝状菌长度：活性污泥单位体积内丝状菌的长度，该指标用来表示丝状菌含量。
2 污泥膨胀的类型
污泥膨胀分丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀两类。其中90%是由丝状菌引起的，只有10%左右是由非丝状菌引起的。活性污泥系统中的生物处于动态平衡之中，理想的絮凝体沉淀性能好，丝状菌和菌胶团细菌之间相互竞争，相互依存，絮体中存在的丝状菌有利于保护絮体已经形成的结构并能增加其强度。但是在污泥膨胀诱因的诱发下，丝状菌在和菌胶团的竞争中占优，大量的丝状菌伸出絮凝体，破坏其稳定性。
可辨识的污泥膨胀絮体有两种类型：第一类是长丝状菌从絮体中伸出，此类丝状菌将各个絮体连接，形成丝状菌和絮体网；第二类具有更开放的结构，细菌沿丝状菌凝聚，形成细长的絮体。
3 污泥膨胀的原因
3.1 丝状菌污泥膨胀的原因
3.1.1 进水水质
（1）原水中营养物质含量不足。活性污泥法处理污（废）水的过程，就是污泥中的微生物种群不断地吸收、利用水中污染物，在自身增殖的同时，将污染物加以降解的过程。随反应的进行需要多种营养物质保证其正常的新陈代谢活动，并维持生物的动态平衡和活动。若微生物的食物不足，会使低营养型微生物丝硫细菌、贝氏硫细菌过度繁殖，在与菌胶团细菌的竞争中占优。
（2）原水中碳水化合物和可溶性物质含量高。丝状菌与其它菌种相比有其自身的一些特点，它对高分子物质的水解能力弱，较难吸收不溶性物质。所以，当废水中含有较多量的可溶性有机物时，有利于底物中丝状菌的繁殖。此外，废水中含过多量的糖类碳水化合物时，诸如球衣菌属的丝状菌能直接将葡萄糖、乳糖等糖类物质作为能源加以吸收利用，同时分泌出高粘性物质覆盖在菌胶团细菌表面，从而大大提高了污泥的水结合率。
（3）硫化物含量高。正常的活性污泥中硫代谢丝状菌含量不多，若污水中硫化物含量偏高（这种情况多存在于工业废水中），容易引起诸如硫化菌、021N型菌、贝氏硫化菌等硫代谢丝状菌的过量增殖，致使引发污泥膨胀。
（4）进水波动。进水波动是指进入活性污泥反应器的原水在流量以及有机物浓度、种类方面的改变。如果曝气池中有机物浓度突然增加，就会因微生物呼吸迅速致使溶解氧含量降低，此时丝状菌在争夺氧中占优，大量繁殖，引起污泥膨胀。
3.1.2 反应器环境
（1）温度。反应器底物中每种细菌都有自己的最适宜生长温度，在最适宜生长温度下，其繁殖旺盛，竞争力强。如果温度较低，污水中微生物代谢速度较慢，会积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值增高，从而可能会引起污泥膨胀。温度对丝状菌的影响也是很普遍的，丝状菌膨胀对温度具有敏感性，在其它条件等同的情况下，10℃时产生严重的污泥膨胀现象；将反应器温度提高到22℃，不再产生污泥膨胀。这也是大多数活性污泥在冬季时会产生污泥膨胀或者污泥膨胀更加严重的原因之一。
（2）溶解氧。溶解氧作为构成活性污泥混合液三要素（气、水、泥）之一，是许多生物降解反应的必要条件。菌胶团细菌和浮游球衣菌等丝状菌对溶解氧需要量差别比较大，菌胶团细菌是好氧菌，而绝大多数丝状菌是适应性强的微好氧菌。因此，若溶解氧含量不足，菌胶团菌的生长受到抑制，而丝状菌仍能正常利用有机物，在竞争中占优。
（3）pH值。pH值较低，会导致丝状真菌的繁殖而引起污泥膨胀。活性污泥微生物最适宜的pH值范围是6.5~8.5；pH值低于6.5时利于真菌生长繁殖；pH值低至4.5时，真菌将完全占优，活性污泥絮体遭到破坏，所处理的水质恶化[9]。 （4）BOD－污泥负荷。BOD污泥负荷是设计活性污泥反应池和控制其运行的重要指标。
3.2 非丝状菌污泥膨胀的原因
对于非丝状菌膨胀的研究较少，一般认为非丝状菌膨胀是由于絮凝体生理活动的异常而发生的。
3.2.1 进水中含有毒物质
由于进水中含有较多的有毒物质，导致细菌中毒不能分泌出足够的粘性物质，难以形成絮体，或即使形成絮体，但结构松散，沉降性能不好。
3.2.2 营养物质缺乏或不平衡
进水中营养物质缺乏或不平衡，除引发丝状菌膨胀外，还会导致非丝状菌污泥膨胀。由于进水中含有大量的溶解性有机物，使污泥负荷太高，而进水中又缺乏足够的 N、P或溶解氧不足，细菌很快把大量有机物吸入体内，又不能及时代谢分解，向外分泌过多的糖类物质，这类物质中所含的羟基具有很强的亲水性，可以使活性污泥结合水率高达400%，呈粘性的凝胶状 4 丝状菌引起污泥膨胀的控制方法 4.1 投加药剂法控制污泥膨胀
污泥膨胀的早期控制方法主要是靠外加药剂（如消毒剂）直接杀死丝状菌或投加无机或有机混凝剂增加污泥絮体的密度来改善污泥絮体的沉降性能。目前此类方法仍运用于某些污水处理厂。
4.1.1 投加氧化剂
（1）投加Cl2或漂白 粉。控制污泥膨胀采用的传统氧化剂是Cl2。Jenkins等人的研究表明，具有氧化能力的Cl2、HOCl和次氯酸根渗入细胞后，能破坏菌体内的酶系统，导致细胞死亡。绝大程度上说的丝状菌都可通过加氯 气加以控制。一般投加在回流污泥中，加氯点的 Cl2、浓度应控制在小于35 mg/L，加氯量最适宜控制在10~20 mg/L·d，投加量过大反而会杀死菌胶团菌，造成絮体解体。当SVI值逐渐降低、膨胀不断缓解时，应逐渐减少投药量。
（2）投加H2O2。双氧水在控制污泥丝状菌膨胀中的应用也相当广泛。Keller等人的研究发现，控制丝状菌的最少投量是0.1 g/kg·d（H2O2/MLSS）时，将会破坏脱磷作用，投加一段时间后（大概10天）脱磷作用会慢慢恢复。H2O2的毒性对脱氮作用只有少量的影响，在检测中没有发现氨、氮和硝酸盐氮有明显变化。
（3）投加O3。投加臭氧也可以控制丝状菌引起的污泥膨胀，臭氧还能有效地改善硝化作用和提高难降解有机物的去除率，臭氧的投加量在4 g/kg·d（H2O2/MLSS）左右，一般投加在好氧区。
4.1.2 投加凝聚剂投加合成的有机聚合物、铁盐、铝盐等混凝剂均可以通过其凝聚作用来提高污泥的压密性增加污泥的比重；投加高岭土、碳酸钙、氢氧化钙等也可以通过提高污泥的压密性来改善污泥的沉降性能。实践证明，不设初沉池的污水厂，其SVI值都比较低，所以设有初沉池的污水厂发生污泥膨胀时，将部分污水直接送到曝气池也是一种控制污泥膨胀的方法。
当污泥膨胀发生时，采用上述方法能较快地降低SVI值，但是没有从根本上控制住丝状菌的繁殖。一旦停止加药，污泥膨胀可能又会出现。加药改变了微生物的生长环境，无疑会对污水处理厂的稳定运行产生负面影响，因此只能作为临时应急只用。
4.2 改善环境法控制污泥膨胀
通过对污泥膨胀机理不断深入的研究和对丝状菌作用的进一步了解，对于污泥膨胀的控制方法也随之由简单的投药等方法发展到应用生态学的原理调节处理工艺运行条件及反应器环境条件，通过协调菌胶团菌微生物与丝状菌共生关系，从根本上消除污泥的丝状菌膨胀问题。
4.2.1 增设生物选择器
早在上世纪70年代人们就发现，当曝气池中混合液呈推流状态并形成一个明显的底物浓度梯度时，不易发生污泥膨胀。生物选择器的设计原理就是使曝气池中的生态环境有利于选择性地发展菌胶团细菌，应用生物竞争的机制控制丝状菌的过度增殖，从而控制污泥膨胀。我们可在曝气池之前设一个小池，局部地提高F/M值，或把曝气池前端设置成高负荷接触区，选择性地培养菌胶团细菌，使其成为优势菌种。
选择器可分为好氧、缺氧和厌氧三种类型。好氧选择器的工作原理是利用菌胶团细菌能在高负荷底物浓度中迅速繁殖并贮存这些底物，而此时丝状菌的增长速率并不能明显地提高。高负荷接触之后的曝气反应中，菌胶团细菌利用贮存的底物大量繁殖生长，丝状菌因食物缺乏而使其生长收到抑制。缺氧选择器的工作原理是大部分菌胶团细菌能够利用硝酸盐中的化合态氧作氧源生长繁殖。而丝状菌此功能较弱，所以生长受到抑制。J.Wanner等人通过对厌氧选择器的实验分析证实，菌胶团细菌由于放磷反应而获取的能量得以能在厌氧条件下利用有机物进行繁殖并贮存，后续的曝气反应中基质浓度底，使丝状菌受到抑制，从而阻止了污泥膨胀的发生。
4.2.2 采用SBR工艺
从SBR法的反应阶段其底物浓度的变化可以看出，SBR法不易发生污泥膨胀。如果把普通活性污泥法中混合液的流态用“离散度”表示，那么它在完全混合时为无穷大，在理想推流时为零。SBR法反应阶段的底物浓度变化相当于普通污泥曝气池分格数为无穷多时的情况（因为普通污泥处理法曝气池分格数越多越接近推流式）。这就有利于菌胶团细菌在竞争中处于优势。此外，SBR法的优点还有：进水和反应开始阶段的反应器处于厌氧状态，有利于抑制丝状菌的过量生长； SBR法的污泥龄短，比增值速率较小的丝状菌不能很好地繁殖；可以省去初沉池相对减少废水中溶解性底物的比例，同时增加了总悬浮固体量。由此可见，SBR本身就是一个很好地防止污泥膨胀的选择器。
4.2.3 回流污泥再生法
此法主要应用在脱氮除磷工艺中，将二沉池排出的回流污泥排入一单独设置的曝气池内进行曝气，将微生物体内贮存物质氧化，从而使菌胶团细菌具有最大吸附和贮存能力，使污泥得到充分再生并恢复活性，所以可以在与丝状菌的竞争中获得优势，抑制丝状菌的过量繁殖。
5 非丝状菌引起污泥膨胀的控制方法
非丝状菌膨胀又称高粘度膨胀，在国内的研究报道很少。营养物缺乏是导致污泥膨胀的一个重要因素。高春娣等人的研究表明投加充足的氮源和磷源，并适当提高污泥负荷可以控制污泥膨胀的发生。如果是由痕量金属的缺乏造成的，可以通过补充污水中的痕量金属的量来消除污泥膨胀。此外，投加酶也可以控制污泥膨胀的发生。
6 结语
随着实践的日益深入，人们对污泥膨胀这一问题的研究不断加深，并不断地有新的研究成果发表，但就污泥膨胀的原因这一问题，没有统一绝对的答案。许多研究者通过实验得出的结论不相一致甚至相反。在工程实际中，引发污泥膨胀的诱因不可能是单一的，只有分析其产生的主要原因，才能找到解决问题的关键办法。
