好氧活性污泥性能指标

好氧活性污泥性能指标

1 掌握活性污泥性能指标的重要性

中原油田污水处理厂主要处理城市生活污水，采用合建式一体化氧化沟（Combined And Integrated Oxidation Ditch）工艺。相对传统活性污泥法工艺而言，氧化沟工艺流程短，设备及构筑物利用率高，投资小，占地少，运行成本低；出水水质好，抗冲击负荷能力强，除磷脱氮效率高，污泥易稳定，便于自动化控制等。但是，在实际运行过程中，仍存在一系列的问题。包括：

（1）污泥膨胀问题：

当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。

针对污泥膨胀的起因，可采取不同对策:由缺氧、水温高造成的，可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷，或适当降低MLSS（控制污泥回流量），使需氧量减少；如污泥负荷过高，可提高MLSS，以调整负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时间；可通过投加氮、磷肥，调整营养物质平衡（BOD5:N:P=100:5:1）；pH值过低，可投加石灰调节；漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%～0.6%投加）,能抑制丝状菌繁殖，控制结合水性污泥膨胀。

（2）泡沫问题：

由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为0.5～1.5mg/L。通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。当废水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。另外也可考虑增设一套除油装置。但最重要的是要加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入。

（3）污泥上浮问题：

当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在缺氧区易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。

发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明原因，调整操作。污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池水力条件。

（4）流速不均及污泥沉积问题：

在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟循环流动。一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.3～0.5m/s。但是由于转刷浸没深度有限，导致底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。

加装上、下游导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，通过在曝气机上游设置水下推动器也可以对曝气转刷底部低速区的混合液循环流动起到积极推动作用，从而解决氧化沟底部流速低、污泥沉积的问题。设置水下推动器专门用于推动混合液可以使氧化沟的运行方式更加灵活，这对于节约能源、提高效率具有十分重要的意义。

由上可见，对于活性污泥法处理城市生活废水，特别是采用一体化氧化沟工艺的情况下，对活性污泥状态的了解十分重要。只有掌握检测活性污泥状态的方法，在出现如上所述的各种异常情况时，才能顺利进行检测，取得正确的分析数据，进而对症下药，解决问题，使氧化沟得以重新正常运行。

2 好氧活性污泥的性能指标及其检测

2.1 组成

好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物（兼有少量的厌氧微生物）与微生物的代产物以及污（废）水中有机和无机固体物质混凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒（floc）。

2.2 性质

各种活性污泥有各自的颜色，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；含水率一般为99.2%～99.8%；其相对密度为1.002～1.006，混合液和回流污泥略有差异，前者为1.002～1.004，后者为1.004～1.006；具有沉降性能；有生物活性，有吸附、氧化有机物的能力；绒粒大小为0.02～0.2mm；比表面积为20～100cm2/ml；呈弱酸性（pH约为6.7），对进水pH变化有一定的承受能力。活性污泥中有机物和无机物的组成比例因污水处理的不同而有差异，一般有机成分占75%～85%,无机成分仅占15%～25%。

2.3 性能指标

2.3.1污泥沉降比（SV）

（1）定义：又称30min沉降率(SV30)，是曝气池混合液在量筒静置30min后所形成的沉淀污泥容积占原混合液容积的比例，以%表示。

（2）检测：○1仪器及药品：取样桶X2 ； 1000mL量筒X 2。

○2检测步骤：用取样桶在东沟和西沟好氧区分别取足够的混合液样品，分别倒1000mL入量筒中，静置30min，读取泥水分离界限的数值，除以1000，即为SV。这个过程中注意观察东、西沟沉降速度的区别。

（3）数据分析：

SV能反映好氧区正常运行时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，通过SV的变化可以判断和发现污泥膨胀现象的发生。SV值跟污泥种类、絮凝性能和污泥浓度有关，不同污水处理厂的SV 值差别很大，因此每座污水处理厂要根据自己的运行经验数据确定本产厂的最佳SV值，城市污水处理厂的正常SV值一般在20%～30%。在丝状菌含量大和污泥过氧化而解絮时的SV值比正常值要高很多。

同时，利用污泥沉降比SV与活性污泥浓度MLSS，可以计算出更有用的污泥容积指数SVI（注意SV30的表示方法，直接影响其结果）：

SVI==[mL/g] (1)

2.3.2活性污泥浓度（MLSS）

（1）定义:又称混合液悬浮固体浓度，即单位容积混合液所含有的活性污泥固体物的总质量，单位通常是g/L。

（2）检测：○1仪器及药品：中速定量滤纸若干；真空抽滤装置X 1 ；烘箱 X 1 ；分析

天平X 1；干燥器X 1。

○2检测步骤：用取样桶在东沟和西沟好氧区分别取足够的混合液样品，将混合

均匀样用粉碎机打碎，吸取20mL的水样，用已被蒸馏水冲滤，在103～105℃烘干并恒重过的中速定量滤纸上进行抽滤，然后每次在103～105℃处烘干2 h后，在干燥器中进行冷却，最后称量、恒重。两次称量差值不超过0.02mg为止。

（3）数据分析：

MLSS（g/L）

= (2)

式中：G泥纸——水样抽滤后，截留物和滤纸烘干于恒重后的质量，mg；

G纸——中速定量滤纸经抽滤后烘干于恒重后的质量，mg；

V样——取样量，mL。

普通空气曝气活性污泥法的MLSS最佳值为2g/L左右，而纯氧曝气活性污泥法的MLSS 最佳值为5g/L左右。MLSS过低往往达不到预计的处理效果；过高时，泥龄延长，维持这些污泥中的微生物正常活动所需的溶解氧数量自然会增加，导致对充氧系统能力的要求增大，同时曝气池混合液的密度会增大，也就会增加机械曝气或鼓风曝气的电耗。也就是说，虽然MLSS偏高时，可以提高曝气池对进水水质变化和抗冲击负荷的抵抗能力，当时在运行上往往是不经济。而且有时还会导致污泥过度老化，活性下降，最后甚至影像处理效果。在实际运行中，有时需要通过加大剩余污泥排量方式强制减少曝气池的MLSS值，刺激曝气池混合液中微生物的生长和繁殖，提高活性污泥分解氧化有机物的活性。

2.3.3 污泥容积指数（SVI）

（1）定义:是指曝气池出口处混合液经过30min静置沉淀后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积，单位以mL/g计。

（2）检测：取东沟和西沟好氧区出口处混合液分别测量其SV30和MLSS，再用式（1）计算可得。

（3）数据分析：

SVI值能更准确地评价和反映活性污泥的凝聚、沉降性能。城市生活污水处理系统的SVI值正常围是50～150mL/g，超过200mL/g的话，则已经发生了污泥膨胀。一般来说，SVI值过低说明污泥颗粒细小，无机物含量高，缺乏活性；SVI值过高说明污泥沉降性能较差，将要发生或已经发生污泥膨胀。对于高浓度活性污泥系统，即使沉降性能较差，由于其MLSS值较高，因此其SVI值也不会很高。

SVI值与污泥负荷有关，污泥负荷过高或过低（对于城市污水处理厂而言，污泥负荷F/M大于0.5或者小于0.05kgBOD5/（kgMLSS·d）），活性污泥的代性能都会变差，SVI值也会变得很高，存在出现污泥膨胀的可能。

2.3.4 污泥负荷（F/M）

营养物质或有机物（F）与微生物（M）的比值，以BOD污泥负荷率（N s）表示，即：

F/M= N s=[kgBOD5/（kgMLSS.d）] (2)

式中：Q——污水流量，m3/d；

La——进水有机物（BOD5）浓度，mg/L；

V——曝气池体积，m3；

X——混合液悬浮固体（MLSS）浓度，mg/L。

2.3.5混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）

（1）定义:是指混合液悬浮固体中有机物的浓度，以g/L计。

（2）检测：○1仪器及药品：马弗炉 X1；瓷坩埚 X1；天平 X1。

○2检测步骤：将已测得的悬浮固体（2.3.2中的固体）在600℃的高温下灼烧2h灰化，冷却后恒重，减少的部分即为挥发性悬浮固体。

（3）数据分析：

MLVSS（g/L）=……

（2）

式中：G悬浮固体——悬浮固体的质量，即为式（2）中的质量，mg；

G灰分——灼烧后剩余灰分的质量，mg；

V样——取样量，mL。

MLVSS扣除了活性污泥中的无机成分，能够较为准确的反映活性污泥中活性成分的数量。对于水质相对稳定的污水生物处理系统，MLVSS/MLSS的比值是固定的。比如处理城市污水的活性污泥这一比值一般在0.75～0.85之间，但不同的工业废水，MLVSS/MLSS 比值是有差异的。

3 检测指标的记录汇总

针对中原油田污水处理厂，可根据各检测指标值判断污泥状况，并提出相应的解决措施：

1．SV值：城市污水处理厂的正常SV值一般在20%～30%。在丝状菌含量大和污泥过氧化而解絮时的SV值比正常值要高很多。

2．MLSS值：普通空气曝气活性污泥法的MLSS最佳值为2g/L左右。在实际运行中，有时需要通过加大剩余污泥排量方式强制减少曝气池的MLSS值，刺激曝气池混合液中微生物的生长和繁殖，提高活性污泥分解氧化有机物的活性。

3．SVI值：城市生活污水处理系统的SVI值正常围是50～150mL/g，超过200mL/g的话，则已经发生了污泥膨胀。一般来说，SVI值过低说明污泥颗粒细小，无机物含量高，缺乏活性；SVI值过高说明污泥沉降性能较差，将要发生或已经发生污泥膨胀。

4．F/M： SVI值与污泥负荷有关，污泥负荷过高或过低（对于城市污水处理厂而言，污泥负荷F/M大于0.5或者小于0.05kgBOD5/（kgMLSS·d）），活性污泥的代性能都会变差，SVI值也会变得很高，存在出现污泥膨胀的可能。

5．MLVSS/MLSS值：对于水质相对稳定的污水生物处理系统，MLVSS/MLSS的比值是固定的。比如处理城市污水的活性污泥这一比值一般在0.75～0.85之间。

将各数据测定结果列于EXCEL表中，便于比对。