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污泥膨脹是活性污泥膨脹檢測工藝中常見的一種異常現象，是指活性污泥沉降性能惡化，隨二沉池出水流失。發生污泥膨脹時，活性污泥SVI值（1g干污泥所占體積，ml/g）超過150時，預示著活性污泥即將或已經為膨脹狀態，應當立即采取控制措施。污泥膨脹可以分為絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹兩大類。前者是因為污泥中絲狀菌過度繁殖，后者是因為菌膠團的細菌本身生理活動異常。
污泥膨脹的“罪魁禍首”究竟在哪兒呢？
一、進水水質
1.原水中營養物質含量不足。活性污泥法處理污（廢）水的過程，就是污泥中的微生物種群不斷地吸收、利用水中污染物，在自身增殖的同時，將污染物加以降解的過程。隨反應的進行需要多種營養物質保證其正常的新陳代謝活動，并維持生物的動態平衡和活動。若微生物的食物不足，會使低營養型微生物絲硫細菌、貝氏硫細菌過度繁殖，在與菌膠團細菌的競爭中占優。
2.原水中碳水化合物和可溶性物質含量高。絲狀菌與其它菌種相比有其自身的一些特點，它對高分子物質的水解能力弱，較難吸收不溶性物質。所以，當廢水中含有較多量的可溶性有機物時，有利于底物中絲狀菌的繁殖。此外，廢水中含過多量的糖類碳水化合物時，諸如球衣菌屬的絲狀菌能直接將葡萄糖、乳糖等糖類物質作為能源加以吸收利用，同時分泌出高粘性物質覆蓋在菌膠團細菌表面，從而大大提高了污泥的水結合率。
3.硫化物含量高。正常的活性污泥中硫代謝絲狀菌含量不多，若污水中硫化物含量偏高，容易引起諸如硫化菌、021N型菌、貝氏硫化菌等硫代謝絲狀菌的過量增殖，致使引發污泥膨脹。
4.進水波動。進水波動是指進入活性污泥反應器的原水在流量以及有機物濃度、種類方面的改變。如果曝氣池中有機物濃度突然增加，就會因微生物呼吸迅速致使溶解氧含量降低，此時絲狀菌在爭奪氧中占優，大量繁殖，引起污泥膨脹。
二、反應器環境
1.溫度
反應器底物中每種細菌都有自己的最適宜生長溫度，在最適宜生長溫度下，其繁殖旺盛，競爭力強。如果溫度較低，污水中微生物代謝速度較慢，會積貯起大量高粘性的多糖類物質，使活性污泥的表面附著水大大增加，SVI值增高，從而可能會引起污泥膨脹。溫度對絲狀菌的影響也是很普遍的，絲狀菌膨脹對溫度具有敏感性，在其它條件等同的情況下，10℃時產生嚴重的污泥膨脹現象；將反應器溫度提高到22℃，不再產生污泥膨脹。這也是大多數活性污泥在冬季時會產生污泥膨脹或者污泥膨脹更加嚴重的原因之一。
2.溶解氧
溶解氧作為構成活性污泥混合液三要素（氣、水、泥）之一，是許多生物降解反應的必要條件。菌膠團細菌和浮游球衣菌等絲狀菌對溶解氧需要量差別比較大，菌膠團細菌是好氧菌，而絕大多數絲狀菌是適應性強的微好氧菌。因此，若溶解氧含量不足，菌膠團菌的生長受到抑制，而絲狀菌仍能正常利用有機物，在競爭中占優。
3.pH值
pH值較低，會導致絲狀真菌的繁殖而引起污泥膨脹。活性污泥微生物最適宜的pH值范圍是6.5-8.5；pH值低于6.5時利于真菌生長繁殖；pH值低至4.5時，真菌將*占優，活性污泥絮體遭到破壞，所處理的水質惡化。
4.BOD－污泥負荷
BOD污泥負荷是設計活性污泥反應池和控制其運行的重要指標。
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