污泥膨脹是污水廠一個家常便飯的問題，而污泥膨脹的控制更是最令污水處理廠頭疼的一件事。
那么污泥膨脹是什么呢？
很簡單，大家平時看到的活性污泥突然體積增大，結構松散不密實，浮在二沉池的表面，不能正常沉淀的現象就是污泥膨脹了。
污泥膨脹會導致你辛苦培養的污泥流失、BOD去除率降低、出水懸浮物、COD、氨氮超標，處理不好的可能導致整個污水處理系統癱瘓····
如果控制得不好，輕則影響出水濁度、處理效率，重則導致整個污水處理系統的崩潰。就比如，有些污水廠會采用加速排泥，降低污泥濃度的方式運行，但這往往又會帶來出水氨氮急劇上升的問題。
投加增重劑、絮凝劑等物理藥劑，投加氯系消毒劑、H2O2、O3等化學藥劑、增設生物選擇器、改變運行參數等等.....這些控制方法看似又多又雜，其實籠統分一下也就兩大類。一類是投加藥劑控制法，另一類則是環境調控和工藝運行條件控制法。在眾多控制方法中，小編比較推薦的是投加化學藥劑，確切點來說是投加次氯酸鈉。原因有三：一是相比于投加物理藥劑，其優勢在于NaClO有極強的氧化性，能殺滅過度繁殖的絲狀菌，達到從根本上控制絲狀菌污泥膨脹的目的；二是相比于投加O3與H2O2，其優勢在于NaClO制備方便、價格低廉；三是相比于環境調控和工藝運行條件控制，其優勢在于操作便捷且耗時短，在控制污泥膨脹的過程中對污水廠的穩定運行影響較小。當然了，以上僅僅是小編自己的一個輕薄觀點。哪種控制方法見效快，哪種方法成本低，哪種方法最適合你廠，相信大家都有自己的答案。下面小編將詳細地分析每一種污泥膨脹控制方法的利弊，歡迎各位水友在留言區討論。（PS：經調查統計發現，有90%以上的污泥膨脹問題是由于活性污泥中絲狀菌過度增殖引起的，因此本文針對污泥膨脹的討論主要集中在對絲狀菌污泥膨脹的控制上。）投加增重劑后污泥絮體能很快與增重劑交織在一起，污泥絮體比重增加，在泥水分離的過程中能很快沉淀，從而達到改善污泥沉降性能的目的。舉個例子，荷蘭的Bodegraven污水處理廠發生嚴重的絲狀菌活性污泥膨，通過投加滑石粉進行控制，在投加后污泥沉降性能很快就得到了明顯的改善，SVI從850mL/g降至250mL/g，運行兩周后SVI恢復正常水平在100～125mL/g之間。研究發現，投加滑石粉處理重度絲狀菌活性污泥膨脹效果極佳，而且投加滑石粉不會對硝化細菌和聚磷菌活性造成任何負面影響，缺點就是投加滑石粉改善沉降性能的效果不持久，大約在48h之后就會慢慢消失。投加增重劑能很快的改善污泥絮體的沉降性能，且增重劑對菌膠團中的其他功能微生物沒有損害，污泥膨脹現象在很短的時間內就能得到改善。但投加增重劑控制污泥膨脹并不是一勞永逸的，想要徹底控制絲狀菌活性污泥膨脹需要長期維持投加增重劑，而重復投加增重劑又會使剩余污泥越來越多，增加污泥量。投加鋁鹽、鐵鹽、SiO2等無機絮凝劑可以有效的控制活性污泥膨脹現象，是因為這些無機絮凝劑的水解產物能與污泥絮體結合，形成更大的絮體，改善活性污泥的沉降性。有研究發現，聚合氯化鋁（PAC）作為一種高分子混凝劑，它不僅能增加絮體的絮凝性，而且對絲狀菌有毒害作用，投加PAC控制絲狀菌污泥膨脹已經成功應用在實際污水處理廠中。絮凝劑適用于由于污泥分散生長引起的污泥膨脹，通過投加絮凝劑可以強化絮凝過程，使大量細小破碎的絮體重新聚集在一起形成體積較大且結構密實的絮體，從而提高污泥沉降速度。但必須要說明的是，該方法對污泥膨脹改善效果有限，而且投加絮凝劑會對系統中的功能菌產生一定的影響。 Cl2是最早用來控制污泥膨脹的氧化劑，這種方法最初是由美國學者Jenkins發現的。
絕大部分的城市污水處理廠的二級出水都要經加氯消毒后才排入自然水體，而控制污泥膨脹所需的加氯量比消毒所用的加氯量要小的多，若是污水廠出水是采用液氯消毒，就可以利用現有的消毒設備來控制污泥膨脹。Jenkins的研究指出，加氯可以殺滅多種絲狀菌。通常在曝氣池或回流廊道上設置投加點，且加藥量要合適，太低達不到控制污泥膨脹的目的，太高會殺滅絮體中的菌膠團微生物。一般來說，加氯量控制在不小于10mgCl2/(L?d)且不大于20 mgCl2/(L?d)之間。在傳統活性污泥系統中，當加氯量大于20mgCl2/(L?d)時，就會殺死污泥中的菌膠團，在脫氮系統中，當有效氯大于3.07gCl2/(kgMLSS?d)時，硝化細菌就會受到影響。通過研究發現，投加次氯酸鈉可以殺滅微絲菌，對微絲菌引發的污泥膨脹有很好的的控制效果，但由于其氧化作用不僅能氧化殺滅微絲菌，同時也會對活性污泥中的功能微生物造成損傷。需要要特別說明的是，次氯酸鈉的投加量越高，對聚磷菌的損傷越嚴重，最佳次氯酸鈉投加量約為5.3 gCl2/(kgMLSS)。投加H2O2來控制污泥絲狀菌膨脹不會像投加氯氣一樣帶來一些有毒負產物，但由于其高昂的成本，該方法在國內鮮有報道。國外研究發現，要達到控制污泥膨脹的目的，H2O2的最少投加量大約為是0.1kgH2O2/(kgMLSS?d )，當過氧化氫投加量為0.15kgH2O2/(kgMLSS?d )時，膨脹污泥的 SVI 可以得到明顯的改善。投加H2O2同樣會對除磷效果產生一定的影響。實驗發現，當投加量達到9.5gH2O2/(kgMLSS?d )時，在投加后的第10天會對除磷效果產生影響，繼續投加一段時間后，聚磷菌能適應H2O2的毒性。此外，投加過氧化氫還可以適當提升反應器中的DO濃度，對系統有機物和氮、磷等營養元素的去除有積極的作用。臭氧是污水處理領域常用的消毒劑，可以利用其極強的氧化性殺滅絲狀菌，從而達到控制絲狀菌污泥膨脹的目的。值得一提的是，臭氧還能將許多大分子有機物氧化分解為微生物容易利用的小分子物質。比如，就研究人員在改良的A2/O型污水處理工藝的曝氣池中投加臭氧，結果發現投加量為4gO3/(kgMLSS?d )時不僅能有效的改善污泥膨脹現象，而且能有效地去除難降解有機物和改善系統的硝化性能。投加臭氧對污泥膨脹的控制有明顯的效果，同時還會對有機物和氨氮的去除帶來積極的作用，但由于其高昂的成本和極不穩定的特性使得這種方法并未被廣泛使用。
近年來生物選擇器理論得到了充分發展，其原理是創造出某種微生物適合的增殖條件，有選擇型的培養該微生物的生長。
好氧選擇器能夠有效的控制常規絲狀菌的生長，缺氧選擇器可以有效的抑制放線菌引起的污泥膨脹和上浮，但微絲菌由于其特殊的生長特性，能在很寬的溶解氧濃度范圍內生長，所以生物選擇器不能控制微絲菌引發的污泥膨脹。毫無疑問，SBR工藝是最不易引起污泥膨脹的反應器，主要原因有三個方面：1）SBR工藝底物濃度高、梯度也大，有利于菌膠團在與絲狀菌生物競爭過程中取得優勢；2）缺氧好氧交替運行能夠有效抑制常規絲狀菌的生長；3）SBR工藝污泥齡較短，絲狀菌的生長速度小于污泥排放的速度。但有一說一，SBR工藝目前仍然需要不斷發展、完善。
改變城市污水處理廠的運行參數可以控制污泥膨脹，常用的方法有縮短泥齡、提高污泥負荷和提高污泥回流比等方法。
縮短泥齡將會有效地降低微絲菌的數量（微絲菌是引發污泥膨脹問題的關建菌）。比如，有的污水廠將發生嚴重微絲菌膨脹污泥的污泥齡由10d縮短到5-6d，結果發現，膨脹污泥的 SVI 值持續降低，鏡檢結果顯示微絲菌豐度明顯降低。這里小編必須要指出的是，泥齡過短同樣不利于硝化菌的生長，會導致系統脫氮能力降低，出水水質不達標。 在較高的污泥負荷下，菌膠團細菌由于營養物質充足能較好的生長，因此提高污泥負荷可以使菌膠團細菌成為優勢菌，從而達到控制污泥膨脹的目的。研究表明，污泥負荷大于0.2kgBOD/(kgMLSS?d)的系統不易發生污泥膨脹。同樣需要指出的是，要想增加污水處理廠的污泥負荷無疑會增加運行成本，并且過高的污泥負荷不利于系統的脫氮除磷效果。 當然，改善污泥膨脹的問題還可以通過提高污泥回流比來實現，避免污泥在二沉池底部的厭氧環境中停留過長。但是，此方法不能從根本上解決微絲菌引起的污泥膨脹問題，且對污泥沉降性能的改善效果有限。看完上面這些內容，或許你也發現了——通過改變環境條件和工藝運行參數的方法來控制污泥膨脹需要很長的時間，且控制難度較大。在這期間，污水處理廠大量污泥流失，污染物去除不達標，嚴重影響了污水處理廠的高效穩定運行。
