一、什么是“活性污泥”?

活性污泥法自 1914 年由E.Arden 和 W.T.Lokett在英国曼彻斯特开创以来，广泛被应用于生活污水和工业废水的处理。所谓活性污泥，就是由细菌、原生动物等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起而形成的具有很强吸附分解有机物能力的絮状体颗粒，这种絮状结构具有良好的沉降性能，使处理水与污泥分开，最终达到废水净化的目的。活性污泥法中的关键是活性污泥，其沉降性能的好坏直接影响到出水水质。

二、什么是“污泥膨胀”?

发生污泥膨胀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，微生物大量消失，并且影响后续构筑物的沉淀效果。

三、污泥膨胀的测定指标

评价污泥沉降性能常用指标有下列几种:

①污泥沉降比: 取活性污泥反应器中的混合液静置30min后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分比。正常的活性污泥沉静 30min 后，一般可接近其****密度，反映沉淀池中活性污泥的浓缩情况,即 SV30。

②污泥容积指数: 曝气池出口处的混合液，在经过了 30min 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。

③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，分界线将以匀速下降。

④丝状菌长度: 活性污泥单位体积内丝状菌的长度，该量用来表示丝状菌含量。

四、污泥膨胀的诱因

目前，对污泥膨胀的研究可以分为两个方面，一方面从工艺运行的角度来研究。比如: 调整污水的pH 值、溶解氧、泥龄等; 另一方面是对引起污泥膨胀的微生物进行研究。这两个方面是相互影响、相互联系、相互制约的。从目前已有的研究成果来看，活性污泥膨胀的发生与以下几种因素有关。

1、进水水质

(1) 进水中氮和磷营养物质缺乏: 当进水中氮和磷含量不足时,会使低营养型微生物如: 贝氏硫细菌、浮游分枝球衣菌等丝状菌过量繁殖，出现丝状菌污泥膨胀。最近的研究表明，当磷充足而氮缺乏时,由于营养比例失调,会出现非丝状菌污泥膨胀。因此，要严格控制常规性污泥法 BOD∶ N∶ P=100∶ 5∶ 1，如果发生污泥膨胀，应加入氨水、尿素、硫胺等。

(2) 进水中碳水化合物含量高，含有大量可溶性有机物: 在导致丝状菌污泥膨胀的微生物中，最有代表性的是球衣菌属，它能将葡萄糖、乳糖等糖类物质直接作为能源利用，同时分泌出高粘性物质，覆盖在胶团菌表面，大大提高污泥的水结合率，导致非丝状菌污泥膨胀。此外，活性污泥中的丝状菌与其他细菌相比，对高分子物质的水解能力弱，也难吸收不溶性物质。所以，当进水中含可溶性有机物较多时，丝状菌就易利用自身繁殖，导致丝状菌膨胀。

(3) 进水中硫化物含量高，腐败或早期消化的污水: 正常的活性污泥中硫代谢丝状菌含量不多，若污水储存或在排水管道、初沉池中停留时间过长，底物中硫化物含量偏高，容易引起硫化菌、贝氏硫化菌等硫代谢丝状菌的过量繁殖，引起污泥的膨胀。

(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，曝气池中有机物浓度突然增加。由于微生物的呼吸迅速，溶解氧量降低，丝状菌和絮凝性菌胶团争夺溶解氧，丝状菌优势生长而引起膨胀。

2、pH 值

污水中的有机物由厌氧兼氧水解酸化而降解为低分子化合物，如挥发性的有机酸、氨基酸、单糖、醇类等，同时导致 pH 值降低，这种环境有利于某些丝状菌的繁殖。Peidi Hu Peter 和 F.Storm报 道说 在pH≤5 的情况下，易引起真菌丝状菌的膨胀。

3、温度

温度是影响微生物生长与生存的重要因素之一，每种微生物都有各自的适宜生长温度。在某温度范围内，若浮游球衣菌、发硫菌属等占优，可能引起污泥膨胀。有人通过观察引起丝状菌膨胀的主要原因，细菌在 5℃、12℃和20℃下的生长情况，认为低温有利于丝状菌的生长。也有研究表明，在其他条件等同的情况下，10℃时产生严重的污泥膨胀，如将反应器温度提高到 22℃时，不再产生污泥膨胀。这也是大多数活性污泥在冬季会产生污泥膨胀的原因之一。

4、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,保持一定的溶解氧( DO) 含量，是控制反应器的很重要因素之一。在 DO 较低 的 情 况 下 ，某 些 丝 状 菌 ( 如Sphaerotilusnatans，1701 型) 因其饱和常数 Ko 较小，对低浓度DO 有很大的亲合力而增殖迅速。但是,DO 在“膨胀”与“非膨胀”之间的临界值并不是固定的，这是因为这个值还依赖于反应器中活性污泥负荷 Bx 的实际值。

5、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。不少学者研究发现，污泥负荷在0.25～0.45kg BOD/kgMLSS.d 范围时沉降性能好，超出这个范围会导致 SVI 值升高。

此外，泥龄过长，有机物浓度梯度小也会引起污泥膨胀。

6、进水中含有毒物质

不利于絮体形成的有毒有害物质如: H2S、酚、醛、酮等会使SVI 升高。据报道城市污水中，H2S 浓度超过1～ 2mg/L，就可能发生污泥膨胀，控制这一类型的膨胀可以采用预曝气，或采用重金属盐类形成沉淀去除 H2S 等。

此外，排泥不畅通也是引起非丝状菌污泥膨胀的一个诱因。

五、污泥膨胀的控制措施

1、工艺运行调节控制措施

工艺运行调节控制措施用于运行控制不当产生的污泥膨胀。例如，对已消化污水产生的污泥膨胀,可对其进行曝气，或沉淀池中污泥应及时刮除; 对N、P 等营养物质缺乏引起的污泥膨胀，可及时补充投加尿素、铵盐等或使其与生活污水混合进行处理，使 N、P 控制在BOD5∶N∶ P=100∶5∶1 左右。控制该情况下产生的污泥膨胀时，适当的增加污泥负荷，可加快污泥的恢复速度; 由于 DO 低导致的污泥膨胀，可以增开鼓风机，用提高供氧来解决;由于 pH 低导致的污泥膨胀可以调节进水水质; 由于低负荷导致的污泥膨胀，可以在不降低处理功能的前提下，适当提高负荷。

2、环境调控控制法

环境调控控制法出发点是通过曝气池中生态环境的改变，造成有利于菌胶团细菌生长的环境条件,应用生物竞争的机制抑制丝状菌的过度生长和繁殖，将丝状菌控制在合理的范围内，从而控制污泥膨胀的发生。

环境调控控制法还包括改变反应器的形式，将完全混合式曝气池改为推流式曝气池，连续进水改为间歇进水。

在曝气池首端加填料，使丝状菌固着于填料上,得到充分生长，但不进入活性污泥絮体中。

六、结尾

不得不说，关于污泥膨胀的诱因与控制措施有很多，但其中复杂的数据、晦涩的理论，总是让各大污水厂家头痛不已，无法将污泥膨胀这一问题真正解决。

当发生污泥膨胀时，我们最应该从实践角度去追踪膨胀的原因，并围绕现场可实施的对策来“对症下药”。

永续环境的核心技术HJDL则可从根本上解决这一烦恼，该技术以以强化生化反应为核心，通过投加复合微生物菌剂和生物增效载体，在高效厌氧，兼氧，好氧微生物孵化器的独特造粒功能作用下，全天候、无死角、全时段的在反应池产生具有外部好氧，中部兼氧，内部厌氧特殊结构的颗粒化污泥，给微生物构造了一个优良的生存环境、具有新陈代谢速度快及优势菌群富集度高的特点，可大幅提高微生物数量种群及活性

并且HJDL工艺的SVI值一般在20-60ml/g，其远低于其他工艺的120-150ml/g，没有丝状菌、污泥膨胀、污泥老化等困扰。

HJDL工艺通过生物增效载体发达的孔隙完成DO与基质（C:N:P）的传递，可承受DO5mg/L-9mg/L,而普通处理工艺是无法承受的。高难度、高指标废水或高出水标准废水（如GB3838-2002四类水标准）可增加（高效厌氧、兼氧、好氧孵化器）。

在HJDL系统开始运行时投入了抗逆性超强的（复合COD菌、复合脱氮菌、复合聚磷菌、复合脱硫菌、复合除油菌、复合耐盐菌）可同时抵抗贫营养或营养失衡的污水，如属于高盐污水可投加复合耐盐菌，HJDL工艺可耐盐达45000mg/L（以电导率数值计算），同时复合菌剂具有耐8℃—55℃的极端条件，远远强于普通工艺运行的****温度。

HJDL工艺的颗粒化污泥具有优秀的絮凝性、快速的沉降性，在SV30实验过程中，沉淀3-5分钟时可以发现泥水界面十分清晰，远大于絮状活性污泥的沉降速度（8-10m/h）。出色的沉降性能有利于截留大量微生物，同时提升沉淀池效率，节省土地建造成本。

HJDL工艺的SOUR(比耗氧速度）是普通工艺的几倍，普通工艺SOUR一般为48mg/(g.ss.h)，HJDL工艺的SOUR一般为86-135.5mg/(g.ss.h)且在有毒废水中仍保持较高的活性。

当然以上几点只是HJDL工艺中一部分优势，该项技术可以有效制止污泥膨胀，解决环保水务企业在运营中遇到的“避险、合规、降本、增效”等行业痛点问题，并有专业的技术团队对其进行了深入探讨，探寻不同的解题思路。做出软硬一体解决方案，为水务集团这类重资产运营公司有效地提升了资产运营效率，同时，让国有资产保值增值探索出一条新路。