好氧污泥处理系统在污水处理厂中扮演着至关重要的角色，它利用好氧微生物的新陈代谢过程，尤其是需氧呼吸作用，将污水中的有机污染物（如生活污水、工业废水等）高效且稳定地转化为无机物（如二氧化碳和水），从而实现废水的净化与资源化。这一过程中，好氧污泥不仅起到了生物降解的核心作用，而且通过其不断的生长与絮凝，还能有效去除污水中的悬浮物和胶体颗粒，为达到排放标准或回用要求提供了有力保障。
然而，在实际运营的好氧污泥处理系统中，由于各种复杂因素的影响，常常会遇到一系列挑战，这些问题可能会对系统的处理效率、稳定性及出水水质构成威胁。以下是针对好氧污泥处理过程中常见问题的详细汇总与分析：
1. 泡沫问题
现象描述：
在污水处理或生物反应器系统中，观察到系统表面涌现出大量的白色或褐色泡沫现象，这些泡沫不仅覆盖了液面，而且在极端情况下，可能溢出池体，对周边环境和操作人员带来安全隐患，严重影响系统的正常运行和出水水质。
原因分析：
这些泡沫的主要成因包括但不限于以下几个关键因素：丝状菌（如硝化细菌）在系统内的过度生长，它们在一定的环境条件下（如温度变化、营养失衡等）快速繁殖，形成一层致密的泡沫覆盖层；洗涤剂残留物在水中难以降解，随着污水进入处理系统后，其中的表面活性剂成分促使气泡产生，并且不容易破裂，从而形成稳定且难以消散的泡沫；油脂积累也是一个重要原因，特别是在含油脂废水处理过程中，油脂在曝气或搅拌作用下被带入系统中，形成难看的油沫。
解决措施：
针对丝状菌过度生长的问题，可以通过调整污泥负荷和曝气量来控制生物膜的生长速度，维持微生物种群的平衡；在必要时，向系统中投加适量的生物活性抑制剂或生物调节剂来抑制丝状菌的过度繁殖；优化进水水质至关重要，应减少油脂和洗涤剂等有害物质的进入。
2. 污泥膨胀
现象描述：
污泥体积异常增大是指活性污泥法处理过程中，污泥浓度或体积突然大幅度增加的现象。这种情况下，污泥的沉降性能通常会显著变差，表现为沉降速度减缓，甚至出现难以沉降的悬浮物。SVI（污泥体积指数）作为衡量污泥沉降性能的重要参数，其数值会因污泥性质的变化而显著升高，超过正常范围。
原因分析：
丝状菌大量繁殖是导致污泥体积增大和SVI升高的常见原因之一。某些丝状菌在特定条件下会过度生长，形成长长的菌丝，这些菌丝易缠绕和吸附其他微生物及有机物，使得污泥絮体变大且松散，进而影响污泥的沉降性能。营养不均衡也是重要因素，如氮（N）和磷（P）等关键营养元素的缺乏或不平衡，会导致微生物代谢功能失调，影响污泥的正常生长与絮凝。溶解氧不足或过高都会对好氧呼吸的微生物造成压力，导致其生长受抑或代谢异常，进而影响污泥性状。pH值的波动反映了污水酸碱度的变化，而稳定的pH环境对微生物正常生命活动至关重要，故pH值异常也会影响到污泥的沉降性能。
解决措施：
针对以上问题，解决措施包括调整污泥负荷和曝气量以控制溶解氧浓度在适宜范围（通常为2-4毫克/升），保证微生物不会因缺氧或过曝气而受损；根据污水成分和排放标准，补充缺少的营养元素并调整C:N:P比例接近理论需求值；当确认存在特定微生物过度繁殖时，可考虑投加合适的杀菌剂来控制其生长；灵活调整污泥回流策略也能有效改善污泥性状。
3. 污泥老化
现象描述：
污水处理过程中，污泥颜色显著加深，从正常的黄褐色转变为深褐色或黑色，且污泥的沉降性能明显下降，难以在短时间内完成沉降和浓缩。同时，观察到生物反应器出水的悬浮物含量增加，浊度升高，氨氮、COD、BOD等关键水质指标恶化，表明微生物活性降低，处理效果受到严重影响。
原因分析：
在污水处理过程中，由于污泥停留时间过长，超过了微生物的最佳生长和代谢周期。在这种情况下，微生物会进入内源呼吸阶段，细胞能量消耗殆尽，导致细胞结构破坏，发生自溶现象。自溶产生的物质会进一步抑制其他微生物的正常生长和代谢活动，从而加剧了污泥性能的恶化，最终表现为出水水质指标的全面恶化。
解决措施：
通过控制污泥龄在适宜范围内（通常为5-15天），确保微生物不会因过度增殖而导致活性下降。当污泥龄达到设定值时，应及时排泥，去除老化、失去活性的微生物细胞及其代谢产物，以维持生物反应器内微生物群体的健康状态和良好处理效率。同时，优化曝气条件也是关键的一环。合理的曝气不仅能提供微生物所需的溶解氧，还能有效搅拌混合反应器内容物，促进污泥颗粒的絮凝和沉降。通过调整曝气强度和频率，确保生物反应器内溶解氧水平适中，避免因缺氧或过度曝气对微生物造成不利影响，从而提高微生物的活性及处理效率。另外，根据生物反应器的实际运行状况和进水水质特点，合理调整进水负荷至关重要。过高的进水负荷可能导致微生物处理能力超负荷运转，进而引发一系列工艺问题；而适度的进水负荷则有助于维持微生物群体的稳定性和处理效率。因此，建议逐步试验并确定最佳的进水负荷值，避免生物反应器处于超负荷运行状态。
4. 污泥上浮
现象描述：
在污水处理过程中，曝气池内的污泥出现异常现象，具体表现为污泥未能均匀沉降在池底，而是呈现为层状或块状结构，并上浮至水面。
原因分析：
污泥在曝气池内上浮的现象可能由多种原因导致。首先，污泥的沉降性能差，可能是由于污泥浓度过高、微生物活性异常或者混凝剂投加不足等原因，使得污泥颗粒小、疏水性差，难以形成稳定的絮体结构，从而影响其正常沉降。其次，曝气过度也是导致污泥上浮的重要因素之一。过度的曝气会使水中溶解氧浓度过高，对好氧微生物产生抑制作用，同时可能使已经沉降的污泥颗粒重新悬浮起来，进而上浮至水面。此外，污泥反硝化过程也可能引发上浮现象。在缺氧或厌氧条件下，反硝化菌利用硝酸盐作为电子受体进行反硝化反应，产生氮气。若反硝化条件控制不当，如硝酸盐浓度过高或反硝化速率过快，可能导致氮气泡附着在污泥颗粒上，使污泥上浮。结合水过多也是导致污泥上浮的原因之一。结合水过多的污泥在曝气过程中容易形成泡沫层，从而携带污泥颗粒上浮。
解决措施：
针对上述问题，可以采取以下解决措施：首先，改善污泥沉降性能是关键。通过投加合适的混凝剂如铁盐、铝盐等，有助于促进污泥颗粒长大、絮体结构稳定，提高其沉降性能。其次，调整曝气量以避免曝气过度。根据曝气池内溶解氧浓度以及微生物活性状况，合理调整曝气强度和频率，确保溶解氧水平适中，有利于污泥的正常沉降和生物反应过程。检查并调整反硝化条件也是必要的步骤。通过优化硝酸盐浓度、控制反硝化速率以及提供适宜的缺氧环境，可降低反硝化过程中氮气泡对污泥颗粒的影响。优化污泥回流系统也是解决污泥上浮问题的重要环节。通过合理设计及运行污泥回流系统，确保上浮的污泥得到有效收集和处理，避免二次污染的发生。
5. 污泥发黑
现象描述：
污泥颜色的变化是污水处理过程中的一个重要指标，尤其是从正常的棕色或灰色转变为深色，甚至接近黑色时，这通常意味着污泥的性状和生物学活性发生了显著变化。
原因分析：
在污水处理过程中，污泥颜色的变化可能由多种因素引起。当溶解氧水平过低时，好氧菌的代谢活动会受到抑制，而厌氧菌则会在缺氧环境下大量繁殖。这类微生物在代谢过程中会产生黑色素等深色物质，导致污泥颜色加深。若污水中含有过量的重金属离子或其他有毒有害物质，它们会抑制微生物的正常生理活动，造成微生物中毒，进而使污泥颜色变黑。
解决措施：
针对溶解氧不足的问题，可以通过增加曝气量、优化曝气设备运行参数等方式来提高污泥混合液中的溶解氧浓度，促进好氧菌的代谢活动，从而抑制厌氧菌的过度繁殖。要定期检查进水水质，确保其符合污水处理的要求，特别是要检测并去除可能存在的重金属离子和其他有毒有害物质，以避免对微生物造成毒害。可以通过投加适当的氧化剂（如高锰酸钾、双氧水等）来改善污泥的氧化还原条件，或者投加特定的营养剂（如铁盐、维生素等）以促进受损微生物的恢复和再生能力。
6. 污泥发白
现象描述：
在污水处理过程中，污泥颜色的变化是一种重要的运行指标。当观察到污泥颜色从正常的深褐色或黑色转变为淡灰色甚至接近白色时，表明污泥的性状发生了显著异常。这种颜色变化可能伴随着污泥絮体结构松散、体积膨胀、沉降性能下降等一系列现象，对污水处理效果和后续处理流程造成影响。
原因分析：
灰白色污泥的出现，很大程度上是由于丝状菌在污泥中的过度繁殖所致。常见的如丝状细菌过度生长，它们在污泥中的占比增大，形成松散的网状结构，使得原本紧实的污泥絮体变得疏松，甚至出现“丝状菌污泥膨胀”现象。营养元素不足或失衡也是导致污泥颜色变淡的重要原因，尤其是氮（N）和磷（P）的缺乏或不足，会影响微生物的正常新陈代谢活动，使得污泥中缺乏必要的色素物质，进而使颜色变淡。
解决措施：
针对丝状菌过度繁殖的问题，可以通过调整污泥负荷和曝气量来控制丝状菌的生长速度。同时，应确保污水中的营养元素如氮、磷等得到适量补充，以满足微生物生长代谢的基本需求。如果问题持续存在或严重，必要时可考虑投加适量的杀菌剂，以抑制丝状菌的过度繁殖，维持污泥良好的沉降和浓缩性能。
7. 污泥细碎
现象描述：
污泥呈现出细小且松散的特性，在沉降过程中表现出明显的困难。这种现象具体表现为污泥颗粒较小，结构疏松，难以凝聚成大颗粒进行重力沉降，这会导致污水处理过程中污泥处理成本的增加，同时影响污水处理的整体效果。
原因分析：
剪切力过大是导致污泥细小松散的主要原因之一。例如，在活性污泥法处理过程中，如果曝气过强，会形成过大的混合搅拌力度，从而产生过高的剪切力。这种强剪切力会破坏污泥絮体结构，使其无法有效聚集形成易于沉降的大颗粒污泥。营养不均衡也是造成污泥沉降困难的重要原因之一。在污水生物处理过程中，如果碳源、氮源或磷源等营养物质供应不足或比例失衡，将直接影响微生物的正常生长繁殖代谢活动，进而影响到污泥的凝聚性和沉降性能。正常情况下，活性污泥中应包含多种微生物种类，形成复杂的生态系统。然而，当微生物种类单一时，会导致污泥絮体结构不稳定，易于受到环境变化的影响而解体，降低污泥的沉降性能。
解决措施：
针对剪切力过大导致的污泥细小松散问题，可以通过调整曝气量来降低剪切力。适当的曝气量既能保证混合搅拌效果，又能避免过度剪切对污泥絮体的破坏。根据实际情况，逐步调整曝气强度和频率，使污泥颗粒有足够的时间和空间进行自然沉降。在保证微生物正常生长繁殖所需营养的前提下，针对缺乏的营养元素进行补充，如增加碳源、氮源或磷源的投加量，以维持营养物质的均衡供应。同时，为增加微生物多样性，可以引入不同种类的微生物菌剂或接种物，通过生物接种技术丰富活性污泥中的微生物群落结构。为了改善污泥的沉降性能和整体结构，可以适量投加生物促进剂，如聚丙烯酰胺（PAM）等有机或无机絮凝剂。这些生物促进剂能够促进污泥颗粒的聚集和絮凝作用，从而改善污泥的沉降性能。
8. COD去除率低
现象描述：
在实际的污水处理过程中，当出水化学需氧量（COD）浓度持续高于预设的预期值时，表明污水处理效果未达到设计标准。即使经过生化处理工艺，COD的去除效率依然偏低，未能有效降低至可排放的标准范围内。
原因分析：
1.污泥负荷过高可能是由于微生物活性过低或者污泥浓度过高导致；
2.污泥活性不足可能是由于污泥龄过长、污泥沉降性能差或者微生物种群失衡等原因导致；
3.温度和pH值等环境因素不适宜可能会影响微生物的代谢活动和降解效率；
4.进水COD浓度波动大可能会导致微生物处理过程不稳定，使得出水COD浓度高于预期。
解决措施：
1.针对污泥负荷过高的问题，可以通过优化污泥回流策略，增加污泥排放频率，从而降低污泥浓度，使污泥负荷回归到适宜的水平。同时，通过调整排泥策略，定期清理老化污泥，维持微生物种群的活力和稳定性；
2.为了保持污泥活性，需要确保污泥龄处于合理范围，并加强污泥沉降性能的监测与调控；
3.根据季节变化和微生物生长需求，适时调整反应器内的温度条件；
4.加强进水水质的监测与管理，实时掌握进水COD浓度波动情况，通过调整工艺参数或采取预处理措施来稳定进水水质，确保污水处理过程始终处于最佳状态。
综上所述，好氧污泥处理过程中遭遇的各类复杂问题，需要从多个维度进行深入剖析和全面应对。首先，应科学合理地调整运行参数，如控制适当的温度、pH值、溶解氧浓度以及污泥龄等关键工艺参数，以确保微生物菌群处于最佳生理状态，有利于提高污泥的生物降解效率和污水处理效果。其次，应当深度挖掘并优化工艺条件，结合污水厂实际进水水质、水量变化情况以及污泥特性的动态调整工艺流程，比如采用间歇式反应器、序批式处理工艺或者内循环流化床技术等先进处理方法，增强系统抗冲击负荷的能力，并最大限度降低污泥产量。 此外，加强监测与管理也是保证好氧污泥处理系统稳定高效运行的重要环节。建立完善的污泥性能检测体系，实时监控污泥浓度、沉降性能、微生物群落结构及其活性变化，通过对各项指标的动态跟踪与分析，可及时发现潜在问题，并采取针对性的改进措施。同时，严格执行规范的污泥处理流程和操作规程，定期进行设备维护保养，确保整个处理过程的规范化、标准化和持续稳定性。
