以比耗氧速率作为丝状菌膨胀预警指标的研究
以比耗氧速率作为丝状菌膨胀预警指标的研究
李志华，朱珂辰
(西安建筑科技大学环境与市政工程学院，西北水资源与环境生态教育部重点实验室，西安 710055)
摘要：通过对4个不同运行条件的SBR反应器中活性污泥的SOUR与SVI的连续监测，研究了通过SOUR来预测丝状菌污泥膨胀风险的可行性。研究发现，SOUR出现峰值后的8~42天后往往会出现污泥膨胀事故。而针对这四组不同状态的污泥所进行的SOUR与SVI参数的监测与记录，显示这种SOUR与污泥膨胀对应出现的现象适于状态各异的污泥。由于SOUR是易于连续监测的指标，这项技术在污水厂将易于利用。利用这项技术可以为技术人员提前应对污泥膨胀提供足够时间，从而帮助污水厂的运行与管理。
通过以往对活性污泥膨胀问题的研究进行综合，丝状菌引发的活性污泥膨胀原因可主要分为五种类型：基质限制、DO限制、营养物缺乏、pH影响和H2S影响。而DO限制则是最常见的引起丝状菌过量生长的原因之一。因此，选择了以低DO为诱导丝状菌膨胀为条件。
OUR即氧消耗速率，可用来间接表征微生物活性。而活性污泥的沉降性能与活性污泥本身的活性有关。受上述研究启示，本研究拟用SOUR作为污泥膨胀的预警指标，寻求一种简便的预警活性污泥膨胀的方法。
1 SBR反应器及进水水质
4个SBR反应器（简称R1、R2、R3、R4）的有效容积均为4L，每周期进水2L，出水2L。运行时间为8小时一周期，一天3周期。每周期进水7min，曝气381min，沉淀90min，出水2min。R1与R2为鼓泡式反应器。R3与R4为气提式反应器。R1反应器在进水与曝气过程中伴随搅拌。R2反应器在曝气过程中伴随搅拌。R3与R4反应器没有设置搅拌装置，反应器中设置内筒，对密实絮体与颗粒污泥起到筛选作用。
表1 反应器pH值与进水水质
2 结果与讨论
2.1 各反应器状态
4个SBR反应器由于运行工况不同导致在研究过程中每个反应器中活性污泥的形态与状态也不尽相同，详见表2。
*括号内为算数平均值。
2.2 污泥SOUR预警丝状菌膨胀
由上述条件可知，4个SBR反应器中污泥状态与培养条件是截然不同的。唯一相同的，是利用DO限制来引发活性污泥丝状菌膨胀。由图1可见，每个反应器在污泥膨胀事件（ESVI）发生前，污泥的SOUR都会出现对应的峰（ESOUR）。
图1. 各反应器SOUR、SVI以及MLSS数据图（E代表事件）。
综合各反应器污泥膨胀事件，以污泥形态分类可见膨胀事件特征于表3。
表3 不同形态污泥SOUR与丝状菌膨胀反应时间
3 结论
以SOUR作为微生物活性表征，可以提前8~42天预测由DO限制引起的活性污泥丝状菌膨胀。这种预测方法适用于本研究中涉及的各种初始状态污泥，具有一定代表性。而由于该方法为污水处理厂提前应对污泥膨胀事故提供足够的时间，具有工程可行性。
（本文发表于《中国给水排水》杂志2015年第11期“论述与研究”栏目）
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