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廢水的生物處理是利用相關(guān)微生物的代謝過程，是降解或轉(zhuǎn)化廢水中有機物的過程。微生物降解有機物，自我增殖。

污泥膨脹有兩種類型，一種是由活性污泥中大量絲狀菌增殖引起的絲狀膨脹，另一種是由高粘性物質(zhì)(如葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖、脫氧核糖等形成的糖類)積累引起的非絲狀膨脹。).

根據(jù)絲狀微生物對環(huán)境條件和基質(zhì)類型的不同要求，絲狀菌污泥膨脹可分為五種類型:

(1)低基質(zhì)濃度型；

(2)低溶解氧濃度型；

(3)營養(yǎng)缺乏型；

(4)高硫化物型；

(5)酸堿度失衡型。實際運行中，絲狀菌污泥膨脹是主要因素，占90%以上。

發(fā)生污泥膨脹時，主要有以下特點:

(1)二沉池污泥的SVI值大于200毫升/克；

(2)回流污泥濃度降低；

(3)二沉池污泥層增加。

一、污泥膨脹理論。

1.A/V假說:當混合溶液中的基質(zhì)受到限制或控制時，比表面積大的絲狀菌比細菌膠束更能獲得基質(zhì)，因此細菌膠束受到抑制，絲狀菌大量繁殖。

2.動態(tài)選擇性理論:基于微生物的生長動力學，根據(jù)不同種類的微生物具有不同的最大比生長速率和飽和常數(shù)，分析絲狀菌與細菌膠束之間的競爭。

3.饑餓假說:活性污泥中的微生物可分為三類，第一類是膠束菌，第二類是耐饑餓絲狀菌，對底物親和力高但生長緩慢，第三類是快速生長的絲狀菌，對溶解氧親和力高，對饑餓高度敏感。

4.貯藏選擇理論:在底物寬限期的狀態(tài)下，非絲狀菌具有貯藏底物的能力，當?shù)孜锶狈r，貯藏的物質(zhì)可以代謝產(chǎn)生能量或合成蛋白質(zhì)。但有些絲狀菌也具有底物儲存能力，不能*解釋污泥膨脹的機理。

5.氮和氮氧化物假說:CASEY提出了低負荷生物脫氮除磷工藝的污泥膨脹假說。如果缺氧區(qū)反硝化作用不足，導致好氧區(qū)產(chǎn)生亞硝酸鹽氮，中間產(chǎn)物NO和N2O會抑制細菌膠束的好氧細胞色素，進而抑制其在好氧條件下的底物利用。相反，有些絲狀菌只能將硝態(tài)氮還原為亞硝態(tài)氮，因此在反硝化條件下不會在細胞內(nèi)積累NO和N2O，絲狀菌在好氧區(qū)也不會受到抑制，因此更具競爭力。

亞硝酸鹽與SVI呈正相關(guān)。沉降性能好的污泥粒徑分布廣，以球菌為主。膨脹污泥的粒徑大多在10μm以內(nèi)，污泥細小。

二、影響污泥膨脹的因素。

1.溫度。

低溫有利于絲狀菌的生長。戴格等人發(fā)現(xiàn)，10℃容易引起絲狀菌污泥膨脹，而污水溫度提高到22℃不容易引起污泥膨脹。

2、酸堿度。

活性污泥微生物的適宜pH范圍為6.5~8.5。當pH小于6時，細菌膠束的活性減弱，生長受到抑制，但絲狀菌可以大量繁殖，取代細菌膠束成為優(yōu)勢種群，污泥沉降性能明顯變差，出現(xiàn)污泥膨脹。當pH值低于4.5時，真菌*占優(yōu)勢。

3、DO.

低溶解氧是絲狀菌污泥膨脹的主要原因之一。如果溶解氧成為限制因素，細菌膠束的生長將受到抑制。絲狀菌由于其巨大的比表面積，更容易獲得生長繁殖所需的溶解氧，在競爭中處于優(yōu)勢地位。

低Ks的絲狀菌比低底物濃度的細菌膠束具有更高的比生長速率，這可以解釋底物限制、溶解氧限制和營養(yǎng)物限制導致的污泥膨脹。只要溶解氧有限，任何負荷下都會發(fā)生污泥膨脹。污水處理中DO控制在2左右，過高過低都不會造成污泥膨脹。