改良型A2O工艺中污泥膨胀问题的成因与防控策略研究

随着我国城镇化进程加快，污水处理厂处理负荷日益提升，改良型 A2O 工艺因其在脱氮除磷方面的稳定性能成为主流技术。然而，在长期运行过程中，活性污泥系统易出现膨胀现象，表现为 SVI 升高、沉降性差、出水混浊，甚至造成处理能力下降。污泥膨胀不仅是微生物生态失衡的结果，也是运行参数控制失当的反映。尤其在改良型 A2O 系统中，由于分段结构复杂、环境梯度明显，使丝状菌更易获得生长优势。因此，深入分析污泥膨胀的诱发机制，并探索切实可行的控制措施，具有重要的工程意义与实用价值。本文结合典型运行问题，从成因入手，提出系统性的防控对策，旨在为污水处理厂运行管理人员提供技术参考。

一、污泥膨胀的主要成因分析

（一）丝状菌异常繁殖

丝状菌如 Type 21N、Microthrix arvicella、Nocardia 等在活性污泥系统中广泛存在，正常数量时有助于形成絮体结构，提高沉降性能。然而，当其在系统内异常繁殖、长距离伸展出絮体结构时，易导致“膨胀型污泥”，表现为污泥松散、体积增大、SVI（污泥体积指数）升高。改良型 A2O 工艺中，厌氧与缺氧区时间设置过长、营养负荷波动大、有机物积累等都可能为丝状菌生长提供适宜环境，特别是在低温、高脂类有机物含量偏高时尤为显著。此外，丝状菌相较于絮凝菌对DO 适应性强，能在低氧条件下获得竞争优势。

（二）碳氮比（C/N）失衡

C/N 比是决定微生物群落组成的重要营养参数。较低的 C/N 比（<8：1）常因碳源不足，造成反硝化不完全，亚硝酸盐 （NO₂^-） ）积累，进而对污泥结构产生毒性影响，诱发丝状菌膨胀。而C/N 比过高（>20：1）时，易造成有机过负荷，导致丝状菌优先生长并抑制絮凝细菌。此外，当碳源中易降解组分（如乙酸、丙酸）比例偏低，系统中微生物代谢效率下降，也会促进某些“慢生型”丝状菌大量繁殖。因此，控制适宜的 C/N 比（建议在10：1～12：1 之间），是防止污泥膨胀的重要手段。

（三）溶解氧（DO）控制不当

改良型A2O 工艺好氧段DO 浓度的控制直接影响氧化速率和微生物选择性。DO 过低 （<1.0mg/L） ）时，丝状菌（如 Type 1701）等低氧适应性种群优势增强，抑制絮凝细菌生长，形成“伪好氧环境”，加剧污泥膨胀。反之，DO 浓度过高 Γ（>4.0mg/L） ）则可能引发内源呼吸增强、除磷菌（如 PAOs）被抑制，系统脱磷效率下降，打破微生态平衡。尤其在冬季低温条件下，DO 调节更显关键。合理分区曝气、应用 DO 在线监测控制系统是保障DO 稳定性的重要技术手段。

（四）污泥龄（SRT）控制不当

污泥龄反映系统中微生物的更新速率，是影响活性污泥系统稳定运行的关键参数。SRT 过短（<6～8 天）将导致絮凝细菌未形成稳定群落便被排出， 反而利于增殖周期短、易悬浮的丝状菌快速占据优势。相反，SRT 过长（>20 天）则容易形成老化污泥，EPS（胞外聚合物）分泌增多，污泥结构松散，SVI 升高，进一步造成膨胀。因此，改良型A2O 系统中建议将SRT 控制在 10～15 天，结合污泥回流比、负荷变化灵活调整。

（五）污泥回流与负荷波动

污泥回流比不合理（如低于0.5 或高于1.5）将破坏系统内菌群分布与负荷平衡，特别是高回流速率可能将丝状菌携带至前端厌氧段，打破其原有的选择性抑制环境。此外，若外部水量水质波动大，如高峰期进水 BOD、氨氮浓度骤升，系统微生物群落来不及适应，也会导致反应池内营养、氧气分布变化，为膨胀菌群提供“窗口期”。建议通过设置调节池、预曝气池，缓冲水质波动，配合回流比例动态调节系统运行状态，降低膨胀风险[1]。

二、防控污泥膨胀的策略建议

（一）稳定控制溶解氧浓度

改良型A2O 工艺各反应段对溶解氧（DO）要求不同，应根据功能区精细控制：好氧段：维持DO 在1.5～2.5mg/L，避免过低造成局部缺氧，促进丝状菌生长；缺氧段：控制 D0<0.5mg/L ，防止硝化反应前移，干扰反硝化过程；定期检查曝气设备运行状态，防止气量分布不均；推荐安装在线DO 监测仪，实现自动调节曝气强度。

（二）保持合理的碳氮比例

碳氮比例失衡是丝状菌易生长的重要诱因，应合理控制进水营养结构：建议 C/N 控制在10：1～12：1；进水碳源不足时可投加乙酸钠、葡萄糖等易降解碳源，促进反硝化；设置厌氧发酵池，提高原水中 VFA 含量，有利于磷释放和抑制丝状菌。

（三）科学设定污泥龄（SRT）

污泥龄过长或过短均可能诱发膨胀，应结合季节与进水负荷调整：推荐夏季控制在 8～12 天，冬季延长至12～18 天；加强排泥管理，避免老化污泥积聚；建议配合SVI、MLSS 动态监测，确保系统稳定运行。

（四）优化污泥回流管理

污泥回流制度直接影响各段污泥浓度分布，应精准调控：回流比宜控制在 0.8～1.2；膨胀苗头出现时可短期提升至1.5；防止丝状菌富集污泥过度回流至厌氧段，打破菌群抑制平衡；设置污泥回流管道导流装置，提高选择性回流效果。

（五）强化丝状菌的识别与干预

不同类型丝状菌适应条件各异，应定期开展镜检观察，针对性处理：对 M. parvicella 型：控制脂肪类物质进入，必要时预曝气；对Type 021N 型：提升DO、加强搅拌或剪切力；对膨胀较严重情况，可短期投加次氯酸钠、聚合铝等药剂抑制其生长（剂量控制在 20～30mg/L） ）；化学干预应控制时长，避免对絮体菌群造成抑制[2]。

（六）建设完善的调节与预警系统

防控污泥膨胀还需建立健全运行监测与响应机制：设置调节池平衡进水水质和水量波动；安装在线监测设备（如SVI、DO、MLSS 探头）；设定预警阈值，如SVI＞180 mL/g 自动报警；制定污泥膨胀应急处置预案，实现快速响应。

结语：

污泥膨胀作为改良型 A2O 工艺中常见而复杂的问题，其产生机理涉及微生物结构、营养比例、氧传输与运行参数等多方面因素。本文从实际运行角度出发，深入剖析了污泥膨胀的关键成因，并提出了“六位一体”的综合防控策略。实践证明，稳定溶解氧、合理营养配置、动态控制 SRT 及污泥回流、强化丝状菌管理与系统预警，均有助于提升系统稳定性与处理效率。未来应进一步结合智能监测手段和微生态调控技术，实现污泥系统的精细化管理与智能化运行，促进城市污水处理高质量发展。

参考文献：

[1] 赵晓娟， 张智瑞， 刘东洋， 等. A2O 工艺活性污泥黏性膨胀原因及控制措施[J]. 工业水处理，2024，44（4）：198-204.

[2] 吴昌永， 彭永臻， 王淑莹， 等. A2/O 工艺的污泥膨胀及污泥特性研究[J]. 中国给水水，2021，24（23）：33-35，39.

[3]赵凡.进水比对 A2O 工艺污染物去除效果的影响[J].水利科学与寒区工程，2024，7（08）：80-83.

[4]童金梦. A/0 工艺与 A2/O 工艺处理城市污水效果分析[J].山西化工，2024，44（08）：240-243.