全面了解好氧活性污泥的性能指標

1 掌握活性污泥性能指標的重要性

中原油田污水處理廠(chǎng)主要處理城市生活污水，采用合建式一體化氧化溝（Combined And Integrated Oxidation Ditch）工藝。相對傳統活性污泥法工藝而言，氧化溝工藝流程短，設備及構筑物利用率高，投資小，占地少，運行成本低；出水水質(zhì)好，抗沖擊負荷能力強，除磷脫氮效率高，污泥易穩定，便于自動(dòng)化控制等。但是，在實(shí)際運行過(guò)程中，仍存在一系列的問(wèn)題。包括：

（

1）污泥膨脹問(wèn)題：

當廢水中的碳水化合物較多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化溝中污泥負荷過(guò)高，溶解氧濃度不足，排泥不暢等易引發(fā)絲狀菌性污泥膨脹；非絲狀菌性污泥膨脹主要發(fā)生在廢水水溫較低而污泥負荷較高時(shí)。微生物的負荷高，細菌吸取了大量營(yíng)養物質(zhì)，由于溫度低，代謝速度較慢，積貯起大量高粘性的多糖類(lèi)物質(zhì)，使活性污泥的表面附著(zhù)水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨脹。 針對污泥膨脹的起因，可采取不同對策:由缺氧、水溫高造成的，可加大曝氣量或降低進(jìn)水量以減輕負荷，或適當降低MLSS（控制污泥回流量），使需氧量減少；如污泥負荷過(guò)高，可提高M(jìn)LSS，以調整負荷，必要時(shí)可停止進(jìn)水，悶曝一段時(shí)間；可通過(guò)投加氮、磷肥，調整營(yíng)養物質(zhì)平衡（BOD5:N:P=100:5:1）；pH值過(guò)低，可投加石灰調節；漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%～0.6%投加）,能抑制絲狀菌繁殖，控制結合水性污泥膨脹。

（2）泡沫問(wèn)題：‍

由于進(jìn)水中帶有大量油脂，處理系統不能完全有效地將其除去，部分油脂富集于污泥中，經(jīng)轉刷充氧攪拌，產(chǎn)生大量泡沫；泥齡偏長(cháng)，污泥老化，也易產(chǎn)生泡沫。用表面噴淋水或除沫劑去除泡沫，常用除沫劑有機油、煤油、硅油，投量為0.5～1.5mg/L。通過(guò)增加曝氣池污泥濃度或適當減小曝氣量，也能有效控制泡沫產(chǎn)生。當廢水中含表面活性物質(zhì)較多時(shí)，易預先用泡沫分離法或其他方法去除。另外也可考慮增設一套除油裝置。但最重要的是要加強水源管理，減少含油過(guò)高廢水及其它有毒廢水的進(jìn)入。

（3）污泥上浮問(wèn)題：‍

當曝氣時(shí)間過(guò)長(cháng)，在池中發(fā)生高度硝化作用，使硝酸鹽濃度高，在缺氧區易發(fā)生反硝化作用，產(chǎn)生氮氣，使污泥上浮；另外，廢水中含油量過(guò)大，污泥可能挾油上浮。 發(fā)生污泥上浮后應暫停進(jìn)水，打碎或清除污泥，判明原因，調整操作。污泥沉降性差，可投加混凝劑或惰性物質(zhì)，改善沉淀性；如進(jìn)水負荷大應減小進(jìn)水量或加大回流量；如污泥顆粒細小可降低曝氣機轉速；如發(fā)現污泥腐化，應加大曝氣量，清除積泥，并設法改善池內水力條件。

（4）流速不均及污泥沉積問(wèn)題：‍

在氧化溝中，為了獲得其獨特的混合和處理效果，混合液必須以一定的流速在溝內循環(huán)流動(dòng)。一般認為，最低流速應為0.15m/s，不發(fā)生沉積的平均流速應達到0.3～0.5m/s。但是由于轉刷浸沒(méi)深度有限，導致底部流速很小（特別是在水深的2/3或3/4以下，混合液幾乎沒(méi)有流速），致使溝底大量積泥（有時(shí)積泥厚度達1.0m），大大減少了氧化溝的有效容積，降低了處理效果，影響了出水水質(zhì)。 加裝上、下游導流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。另外，通過(guò)在曝氣機上游設置水下推動(dòng)器也可以對曝氣轉刷底部低速區的混合液循環(huán)流動(dòng)起到積極推動(dòng)作用，從而解決氧化溝底部流速低、污泥沉積的問(wèn)題。設置水下推動(dòng)器專(zhuān)門(mén)用于推動(dòng)混合液可以使氧化溝的運行方式更加靈活，這對于節約能源、提高效率具有十分重要的意義。

由上可見(jiàn)，對于活性污泥法處理城市生活廢水，特別是采用一體化氧化溝工藝的情況下，對活性污泥狀態(tài)的了解十分重要。只有掌握檢測活性污泥狀態(tài)的方法，在出現如上所述的各種異常情況時(shí)，才能順利進(jìn)行檢測，取得正確的分析數據，進(jìn)而對癥下藥，解決問(wèn)題，使氧化溝得以重新正常運行。

2 好氧活性污泥的性能指標及其檢測

2.1 組成

好氧活性污泥是由多種多樣的好氧微生物和兼性厭氧微生物（兼有少量的厭氧微生物）與微生物的代謝產(chǎn)物以及污（廢）水中有機和無(wú)機固體物質(zhì)混凝交織在一起，形成的絮狀體或稱(chēng)絨粒（floc）。

2.2 性質(zhì)

各種活性污泥有各自的顏色，成熟的活性污泥呈茶褐色，稍具泥土味，具有良好的凝聚沉淀性能；含水率一般為99.2%～99.8%；其相對密度為1.002～1.006，混合液和回流污泥略有差異，前者為1.002～1.004，后者為1.004～1.006；具有沉降性能；有生物活性，有吸附、氧化有機物的能力；絨粒大小為0.02～0.2mm；比表面積為20～100cm2/ml；呈弱酸性（pH約為6.7），對進(jìn)水pH變化有一定的承受能力。活性污泥中有機物和無(wú)機物的組成比例因污水處理的不同而有差異，一般有機成分占75%～85%,無(wú)機成分僅占15%～25%。

2.3 性能指標

2.3.1污泥沉降比（SV）

（1）定義：又稱(chēng)30min沉降率(SV30)，是曝氣池混合液在量筒內靜置30min后所形成的沉淀污泥容積占原混合液容積的比例，以%表示。

（2）檢測：1儀器及藥品：取樣桶X 2 ；1000mL量筒X 2。

2檢測步驟：用取樣桶在東溝和西溝好氧區分別取足夠的混合液樣品，分別倒1000mL入量筒中，靜置30min，讀取泥水分離界限的數值，除以1000，即為SV。這個(gè)過(guò)程中注意觀(guān)察東、西溝沉降速度的區別。

（3）數據分析：

SV能反映好氧區正常運行時(shí)的污泥量和污泥的凝聚、沉降性能，通常，SV越小，污泥的沉降性能越好。可用于控制剩余污泥的排放量，通過(guò)SV的變化可以判斷和發(fā)現污泥膨脹現象的發(fā)生。SV值跟污泥種類(lèi)、絮凝性能和污泥濃度有關(guān)，不同污水處理廠(chǎng)的SV值差別很大，因此每座污水處理廠(chǎng)要根據自己的運行經(jīng)驗數據確定本產(chǎn)廠(chǎng)的最佳SV值，城市污水處理廠(chǎng)的正常SV值一般在20%～30%。在絲狀菌含量大和污泥過(guò)氧化而解絮時(shí)的SV值比正常值要高很多。

2.3.2活性污泥濃度（MLSS）

（1）定義:又稱(chēng)混合液懸浮固體濃度，即單位容積混合液內所含有的活性污泥固體物的總質(zhì)量，單位通常是g/L

（2）檢測：

1儀器及藥品：中速定量濾紙若干；真空抽濾裝置X 1 ；烘箱 X 1 ； 分析天平X 1；干燥器X 1。 2檢測步驟：用取樣桶在東溝和西溝好氧區分別取足夠的混合液樣品，將混合

均勻樣用粉碎機打碎，吸取20mL的水樣，用已被蒸餾水沖濾，在103～105℃烘干并恒重過(guò)的中速定量濾紙上進(jìn)行抽濾，然后每次在103～105℃處烘干2 h后，在干燥器中進(jìn)行冷卻，最后稱(chēng)量、恒重。兩次稱(chēng)量差值不超過(guò)0.02mg為止。

普通空氣曝氣活性污泥法的MLSS最佳值為2g/L左右，而純氧曝氣活性污泥法的MLSS最佳值為5g/L左右。MLSS過(guò)低往往達不到預計的處理效果；過(guò)高時(shí)，泥齡延長(cháng)，維持這些污泥中的微生物正常活動(dòng)所需的溶解氧數量自然會(huì )增加，導致對充氧系統能力的要求增大，同時(shí)曝氣池混合液的密度會(huì )增大，也就會(huì )增加機械曝氣或鼓風(fēng)曝氣的電耗。也就是說(shuō)，雖然MLSS偏高時(shí)，可以提高曝氣池對進(jìn)水水質(zhì)變化和抗沖擊負荷的抵抗能力，當時(shí)在運行上往往是不經(jīng)濟。而且有時(shí)還會(huì )導致污泥過(guò)度老化，活性下降，最后甚至影像處理效果。在實(shí)際運行中，有時(shí)需要通過(guò)加大剩余污泥排量方式強制減少曝氣池的MLSS值，刺激曝氣池混合液中微生物的生長(cháng)和繁殖，提高活性污泥分解氧化有機物的活性。

2.3.3 污泥容積指數（SVI）

（1）定義:是指曝氣池出口處混合液經(jīng)過(guò)30min靜置沉淀后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容積，單位以mL/g計。

（2）檢測：取東溝和西溝好氧區出口處混合液分別測量其SV30和MLSS，

（3）數據分析：

SVI值能更準確地評價(jià)和反映活性污泥的凝聚、沉降性能。城市生活污水處理系統的SVI值正常范圍是50～150mL/g，超過(guò)200mL/g的話(huà)，則已經(jīng)發(fā)生了污泥膨脹。一般來(lái)說(shuō)，SVI值過(guò)低說(shuō)明污泥顆粒細小，無(wú)機物含量高，缺乏活性；SVI值過(guò)高說(shuō)明污泥沉降性能較差，將要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生污泥膨脹。對于高濃度活性污泥系統，即使沉降性能較差，由于其MLSS值較高，因此其SVI值也不會(huì )很高。

SVI值與污泥負荷有關(guān)，污泥負荷過(guò)高或過(guò)低（對于城市污水處理廠(chǎng)而言，污泥負荷F/M大于0.5或者小于0.05kgBOD5/（kgMLSS·d）），活性污泥的代謝性能都會(huì )變差，SVI值也會(huì )變得很高，存在出現污泥膨脹的可能。

2.3.4 污泥負荷（F/M）

營(yíng)養物質(zhì)或有機物（F）與微生物（M）的比值，以BOD污泥負荷率（Ns）表示

2.3.5混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）

（1）定義:是指混合液懸浮固體中有機物的濃度，以g/L計。

（2）檢測：

1儀器及藥品：馬弗爐 X1；瓷坩堝 X1；天平 X1。 2檢測步驟：將已測得的懸浮固體（2.3.2中的固體）在600℃的高溫下灼燒2h灰化，冷卻后恒重，減少的部分即為揮發(fā)性懸浮固體。

MLVSS扣除了活性污泥中的無(wú)機成分，能夠較為準確的反映活性污泥中活性成分的數量。對于水質(zhì)相對穩定的污水生物處理系統，MLVSS/MLSS的比值是固定的。比如處理城市污水的活性污泥這一比值一般在0.75～0.85之間，但不同的工業(yè)廢水，MLVSS/MLSS比值是有差異的。

3 檢測指標的記錄匯總

針對中原油田污水處理廠(chǎng)，可根據各檢測指標值判斷污泥狀況，并提出相應的解決措施：

1．SV值：城市污水處理廠(chǎng)的正常SV值一般在20%～30%。在絲狀菌含量大和污泥過(guò)氧化而解絮時(shí)的SV值比正常值要高很多。

2．MLSS值：普通空氣曝氣活性污泥法的MLSS最佳值為2g/L左右。在實(shí)際運行中，有時(shí)需要通過(guò)加大剩余污泥排量方式強制減少曝氣池的MLSS值，刺激曝氣池混合液中微生物的生長(cháng)和繁殖，提高活性污泥分解氧化有機物的活性。

3．SVI值：城市生活污水處理系統的SVI值正常范圍是50～150mL/g，超過(guò)200mL/g的話(huà)，則已經(jīng)發(fā)生了污泥膨脹。一般來(lái)說(shuō)，SVI值過(guò)低說(shuō)明污泥顆粒細小，無(wú)機物含量高，缺乏活性；SVI值過(guò)高說(shuō)明污泥沉降性能較差，將要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生污泥膨脹。

4．F/M：SVI值與污泥負荷有關(guān)，污泥負荷過(guò)高或過(guò)低（對于城市污水處理廠(chǎng)而言，污泥負荷F/M大于0.5或者小于0.05kgBOD5/（kgMLSS·d）），活性污泥的代謝性能都會(huì )變差，SVI值也會(huì )變得很高，存在出現污泥膨脹的可能。

5．MLVSS/MLSS值：對于水質(zhì)相對穩定的污水生物處理系統，MLVSS/MLSS的比值是固定的。比如處理城市污水的活性污泥這一比值一般在0.75～0.85之間。