全面了解好氧活性污泥的性能指标

     

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（C ombined  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，代谢速度较慢，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（BOD ₅ :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，并设法改善池内水力条件。  

（4）流速不均及污泥沉积问题：?

 

 

   

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）与微生物的代谢产物以及污（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20～100cm ² /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(SV ₃₀ )，是曝气池混合液在量筒内静置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X 2 ；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。  

 

2.3.2活性污泥浓度（MLSS）  

（1）定义:又称混合液悬浮固体浓度，即单位容积混合液内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。   

    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SV ₃₀ 和MLSS，  

 （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值正常范围是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0.05 kgBOD ₅ /（kgMLSS·d） ），活性污泥的代谢性能都会变差，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  

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。   

    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值正常范围是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0.05 kgBOD ₅ /（kgMLSS·d） ），活性污泥的代谢性能都会变差，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。

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