处理设施概况 该工程原水主要为天津大学学生公寓排放的洗浴废水，废水水质及处理要求见表1。 该中水回用工程采用新型淹没式复合膜生物反应器——生物接触氧化和膜生物反应器结合的处理工艺，工艺流程见图1。MBR反应器主要设计参数：处理水量为120m3/d，水力停留时间（HRT）为6h，MLSS的质量浓度为5000mg/L，容积负荷（以CODCr计）为0.57-1.59kgCOD/（m3·d）。
污泥膨胀的状况及危害 在膜生物反应器中，随着运行时间的推移，膜内外表面都会受到不同程度的污染，致使膜过滤压力上升，膜运行周期缩短。 近年来，许多研究认为，胞外聚合物是膜污染众多因素中最重要的生物因素；尤其在污泥发生非丝状菌膨胀时，胞外聚合物的浓度急剧上升，严重影响膜组件的正常运行，而且使膜组件的更换周期缩短[4]。
图2膜过滤压力随时间的变化 从图2我们可以明显的看出，在发生污泥膨胀的第65天至95天，膜的过滤压力从0.01Mpa迅速上升至0.05Mpa。在采取控制措施后，继续运行了60天，膜的过滤压力只上升了0.015Mpa，达到了0.065Mpa而进行膜清洗。
丝状菌之间的架桥作用干扰了污泥絮体的凝聚和压实，使得污泥的沉降性能恶化，SVI值上升。但是，这一阶段持续时间较短，污泥膨胀并不严重，危害较小。 第二阶段，随着运行时间的增加，SVI值从170mL/g上升到220mL/g，并且不再继续上升，SVI值维持在200mL/g以上。这一过程中，丝状菌的数量逐渐减少，出现了高含水率的粘性菌胶团大量生长的现象。当SVI上升到220mL/g左右时，镜检时已观察不到或只有少量丝状菌。菌胶团细菌分泌的大量粘性物质使污泥连成均匀的一片，阻碍了污泥絮凝体的下沉和压缩，污泥的沉降性能严重恶化，发生了非丝状菌膨胀[1]。 当发生污泥膨胀时，反应池中可见云浪状的污泥上浮，并陆续蔓延至全池。为此采取了一系列的诊断措施：测试了反应池混合液出流的pH值以及混合液中的DO。
污泥膨胀的控制
絮凝法 膨胀活性污泥的密度一般比水小，作为应急处理措施，可考虑投加混凝剂，以改善其沉降性能。我们初步选择了常用的高分子混凝剂——阳离子型聚丙烯酰胺和无机混凝剂——硫酸亚铁进行对比试验[2]。
聚丙烯酰胺投加量与污泥沉降性能的关系 在处理水量为50L/h的小试装置中投加阳离子型聚丙烯酰胺，使其浓度分别达到10、20、30、40、50和60mg/L，污泥的SV值变化见图3。
从图3中可以看出，聚丙烯酰胺的投加对于污泥的沉降性能的改善有一定的效果，且存在一个最佳投加量，但是，效果不是很理想。笔者分析后认为，该中水回用系统采用新型淹没式复合膜生物反应器，曝气量大、水力搅拌强烈，聚集起来的絮体颗粒容易遭到破坏，从而导致混凝效果不理想；当投加量高于最佳投加量时，絮凝体除中和胶体的负电荷以外，过多的正电荷又使胶体离子带上正电荷而重新稳定。 3.1.2硫酸亚铁投加量与污泥沉降性能的关系 在处理水量为50L/h的小试装置中投加硫酸亚铁溶液，使其质量浓度在10至180mg/L之间变化，污泥的SV值变化见图4；投药前后菌胶团状态分别见图5、图6。
图5投药前污泥菌胶团状态（100倍） 图6投药后污泥菌胶团状态（100倍） 从图4、图5和图6中可以看出，投加硫酸亚铁溶液后污泥沉降性能得到明显改善，SV值下降了约百分之十五。但是超过60mg/L后污泥沉降性能没有进一步的改善，所以确定实际运行时硫酸亚铁的投加量为60mg/L。
运行过程中我们对正在同时运行的两组膜生物反应器进行对比试验：第一组投加了充足的氮源，使其BOD5，N平均质量比约为100：5；第二组在投加了充足的氮源的情况下，我们同时提高了进水有机负荷，有机负荷（以CODCr计）提高到2.0kgCOD/m3·d以上。我们发现，中污泥的SVI值降低到150mL/g以下时，第一组当反应器运行的时间为一周左右；第二组反应器运行的时间仅为三至四天。 实际运行经验表明：第一、解决因氮的缺乏引起的污泥膨胀的根本的解决方法是调整营养物质的比例。
第二、在保持营养物比例适当的情况下提高有机负荷，可以缩短污泥的沉降性能恢复正常的时间。
其他控制方法 在污泥粘性膨胀最严重的情况下（用容器装一些污泥，无论用什么方法污泥始终粘附在容器的表面），可考虑适当排掉一些膨胀的污泥，再重新取一些新泥，以减少多糖类物质对污泥的覆盖；同时增加水力停留时间，使没有被完全氧化的有机物有足够的时间被消耗掉。 由于原水中洗涤剂含量很高，加之曝气强度较大，经常出现白色、粘稠的泡沫，并且越积越多，当污泥发生膨胀时，危害较大。
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