活性污泥系统的观察与评价

活性污泥系统的观察与评价
(一)现场观察——感官指标
操作管理人员每班数次定时登上处理装置作一观察，了解系统运行的状况。

主要观察内容如下。

①色、嗅
正常运行的活性污泥一般呈黄褐色。

在曝气池溶解氧不足时，厌氧微生物会相应滋生，含硫有机物在厌氧时分解释放出H2S，污泥发黑、发臭。

当曝气池溶解氧过高或进水过淡、负荷过低时，污泥中微生物可因缺乏营养而自身氧化，污泥色泽转淡。

良好的新鲜活性污泥略带有泥土味。

②二沉池观察与污泥性状
活性污泥性状的好坏可从二沉池及后面述及的曝气池的运行状况中显示出来，因此，管理中应加强对现场的巡视，定时对活性污泥处理系统的“脸色”进行观察。

二沉池的液面状态与整个系统的运行正常与否有密切关系，在巡视二沉池时，应注意观察二沉池泥面的高低、上清液透明程度、漂泥的有无、漂泥泥粒的大小等。

上清液清澈透明运行正常，污泥形状良好
上清液混沌负荷过高，污泥对有机物氧化、分解不彻底泥面上升，SVI高污泥膨胀，污泥沉降性差
污泥成层上浮污泥中毒
大块污泥上浮沉淀池局部厌氧，导致该处污泥腐败
细小污泥漂泥水温过高、C/N不适、营养不足等原因导致污泥解絮
③曝气池观察与污泥性状
在巡视曝气池时，应注意观察曝气池液面翻腾情况，曝气池中间若有成团气泡上升，即表示液面下曝气管道或气孔有堵塞，应予以清洁或更换；若液面翻腾不均匀，说明有死角，尤应注意四角有无积泥。

此外，还应注意气泡的形状。

a．气泡量的多少在污泥负荷适当、运行正常时，泡沫量较少，泡沫外观呈新鲜的乳白色。

污泥负荷过高、水质变化时，泡沫量往往增多，如污泥泥龄过短或废水中含多量洗涤剂时，即会出现大量泡沫。

b．泡沫的色泽
④泡沫呈白色且泡沫量增多，说明水中洗涤量较多；
⑤泡沫呈茶色、灰色，这是因为污泥泥龄太长或污泥被打碎而吸附在气泡上所致，这时应增加排泥量；
⑥气泡出现其他颜色时，则往往因为是吸附了废水中染料等类发色物质的结果。

c．气泡的黏性
用手沾一些气泡，检查是否容易破碎。

在负荷过高、有机物分解不完全时，气泡较黏，不易破碎。

(二)生物相观测——镜检指标
活性污泥生物相是指活性污泥中微．生物的种类、数量、优势度及其代谢活力等状况的概貌。

生物相能在一定程度上反映出曝气系统的处理质量及运行状况。

当环境条件(如进水浓度及营养、pH值、有毒物质、溶氧、温度等)变化时，在生物相上也会有所反映。

可通过活性污泥中微生物的这些变化，及时发现异常现象或存在的问题，并以此来指导运行管理。

因此，对生物相的观察，已日益受到人们的重视。

一般地，在运行正常的处理系统的活性污泥中，污泥絮粒大、边缘清晰、结构紧密、具有良好的吸附及沉降性能。

絮粒以菌胶团细菌为骨架，穿插生长着一些丝状菌，但其数量远少于菌胶团细菌。

微型动物中以固着类纤毛虫为主，如钟虫、盖纤虫、累枝虫等，还可见到部分J纤虫在絮粒上爬动，偶尔还可以看到少量的游动纤毛虫等，在出水水质良好时，轮虫生长活跃。

下面是几种生物相对活性污泥状况的指标。

①钟虫不活跃或呆滞，往往表明曝气池供氧不足。

如果出现钟虫等原生动物死亡，则说明曝气池内有有毒物进入，如有毒工业废水流人等。

②当发现没有钟虫，却有大量的游动纤毛虫如各种数量较多的草履虫、漫游虫、豆形虫、波豆虫等，而细菌则以游离细菌为主，此时表明水中有机物还很多，处理效果很低。

如果原来水质良好，突然出现固定纤毛虫减少，游动纤毛虫增加的现象，预示水质要变差。

相反，原来水质极差，逐渐出现游动纤毛虫为主，则水质变得良好。

通常，固定纤毛虫大于游动纤毛虫+轮虫，出水BOD5约在5～10mg/L；固定纤毛虫等于游动纤毛虫，出水BOD5约在10～20mg/L。

③镜检中如发现积硫较多的硫丝细菌、游动细菌(球菌、杆菌、螺旋菌和较多的变形虫、豆形虫)时，往往是曝气时间不足，空气量不够，流量过大，或水温较低，处理效果差。

④在大量钟虫存在的情况下，楯纤虫数量多而且越来越活跃，这对曝气池工作并不有利。

要注意，可能污泥会变得松散，如果钟虫量递减，楯纤虫递增，则潜伏着污泥膨胀的可能。

⑤镜检中各类原生动物极少，球衣细菌或丝硫细菌很多时，污泥已发生膨胀。

⑥当发现等枝虫成对出现、并不活跃，肉眼能见污泥中有小白点，同时发现贝氏硫菌和丝硫细菌积硫点十分明显，则表明曝气池溶解氧很低，一般仅0.5mg/L 左右。

⑦如果发现单个钟虫活跃，其体内的食物泡都能清晰的观察到时，说明污水处理程度高，溶解氧充足。

⑧二沉池的出水中有许多水蚤(俗称鱼虫)，其体内血红素低，说明溶解氧高；水蚤的颜色很红时，则说明出水几乎无溶解氧。

以上所述是人们长期观察而得到的经验，但由于各地各厂水质差异较大，在其他处理系统中可能有不完全相同的规律。

(三)理化分析指标
①混合液悬浮物浓度(MLSS)
混合液挥发性悬浮物浓度(MLVSS) MLSS的大小间接反映了混合液中所含微生物的量。

除MLSS外，有时也以混合液中挥发性悬浮物(MLVSS)来表示污
泥浓度，这样可避免污泥中惰性物质的影响，更能反映污泥的活性。

对某一特性
的废水和处理系统，活性污泥中微生物在悬浮物中所占的比例相对稳定，因此可认为用MLSS浓度的方法与用MLVSS浓度的方法具有同样的价值。

②污泥沉降体积(SV30)
污泥沉降比是指曝气池混合液在1000mL量筒中，静置30min后，沉淀污泥与混合液之体积比(％)。

SV可以反映曝气池正常运行时的污泥量，可用于控制剩余污泥的排放，它还能及时反映出污泥膨胀等异常情况，便于及早查明原因、采取措施。

污泥沉降比测定简单，并能说明许多问题，因此成为曝气池管理中每天必须做的测定项目。

有的学者建议采用SV5，即5min的污泥沉降体积来判断污泥的沉降性能，因在5min时，沉降性能不同的污泥，其体积差异最大，且可节省测定时间。

SV 值与污泥浓度、污泥絮体颗粒大小、污泥絮粒性状等因素有关。

丝状细菌数量与污泥沉降性能为国内外学者所重视，大量的事实证明污泥中丝状菌数量越多，其沉降性能越差，絮粒外部的无数“触手”阻碍了絮粒间的压缩，使污泥SV值升高，严重时，SV30接近100％，最终导致污泥膨胀。

在管理中，应足以丝状菌数量的动态变化，一旦其数量达到一定数量并有继续增多的趋势，必须采取措施予以克服。

③污泥体积指数SVI
SVI系指曝气池中活性污泥混合液经30min沉降后，1g干污泥所占的污泥
层体积(以mL计)。

在SVI的概念中排除了污泥浓度对沉降体积的影响，反映了活性污泥的松散程度，是判断污泥沉降浓缩性能的一个常用参数。

一般认为SVI 小于100时，污泥沉降良好；SVI大于200时，污泥膨胀，沉降性能差。

污泥絮粒的大小与污泥的形状能影响SVI值，此外，污泥负荷(F／M)对SVI也往往有较大的影响。

图5-11是有关F／M对SVI的影响曲线。

④出水悬浮物(ESS)
出水悬浮物(ESS) [（Escape Suspended Substance）指的是污水处理中，二沉池出水带走的悬浮物，字面意思是逃跑的悬浮物，指：出水悬浮物] ESS 值的大小是活性污泥系统运行状况及污泥性状的一个重要的指标。

每lmg/L ESS 表现出的BOD在0.54～0.69mg/L之间，平均为0.61mg/LBOD。

可见出水ESS越
高，出水BOD值也越高。

出水BOD与出水ESS的关系大致可有方程BOD二
8.8+0.61ESSo
ESS的多少与污泥絮粒大小、丝状菌数量等有关。

此外，ESS偏高还同管理上的不善导致污泥性状恶化有关，如溶解氧不足、进水pH值及有毒物质超标、回流污泥过量等。

当ESS大于30mg/L时，表明悬浮物流失过多，这时应寻找原因、采取对策、加以纠正。

⑤污泥负荷
人流污水BOD5的量(食料)和活性污泥量(微生物)比值称为活性污泥的污泥负荷。

污泥负荷对于处理效果、污泥增长和需要量影响很大，必须注意掌握。

一般来说，污泥负荷在0.2—0.5kg(BOD5)/(kgMLSS·d)之间时，BOD5去除率可达90％以上。

常用值掌握在0.3kg(BOD5)/(kgMLSS·d)左右。

调节污泥负荷的主要手段是控制曝气池MLSS，增加MLSS可降低污泥负荷，减少MLSS则提高污泥负荷，增加或减少MLSS一般通过增加或减少排泥来实现。

⑥污泥的可滤性
污泥的可滤性是指污泥混合液在滤纸上的过滤性能。

凡结构紧密、沉降性能好的污泥，滤速快。

凡解絮的、老化的污泥，滤速甚慢。

⑦污泥的耗氧速率(OUR)
OUR是指单位质量的活性污泥在单位时间内的好氧量，其单位为mg/(g·h)或mgO2/(gMLVSS·h)。

OUR的数值与污泥的泥龄及基质的生物氧化难易程度有关。

活性污泥OUR值的测定在废水生物处理中可用于以下几个方面。

a．控制排放污泥的数量在正常运行时，只要废水水量和浓度亦即污泥的负荷无大的变动，OUR值亦应稳定。

若排泥数量过多，可导致泥龄过短，结果OUR上升，可根据此来控制剩余污泥的合理排放量。

b．防止污泥中毒当活性污泥系统中毒物浓度突然增加时，污泥的微生物即受抑制，OUR迅速下降，可据此用于系统的自动报警装置。

活性污泥的OUR一般8～20mg02/(gMLVSS，h)。

当OUR>20mg02/(gMLVSS·h)时，往往是污泥的FAVI过高或排泥量过多；当OUR<8mg02/(gMLVSS·h)时，则为F/M过低或污泥中毒。

(四)水质化学测定指标
①进、出水的BOD/COD比值
就可生物降解性而言，可将废水中的COD组分分成两部分，即可生物降解COD组分(CODB)和不可生物降解CODNB组分。

如上所述，废水经生物法处理后，CODB组分大都得以去除，而CODNB除少量被活性污泥吸附以外，大多数未能去除，因此，在废水生物法处理中，COD的去除率总是低于BOD的去除率，结果使出水的B/C比值有较大幅度的下降，B/C比值往往小于0.10(视废水中CODB组分在COD中所占比例而定)。

因此，我们可以通过测定进、出水的BOD和COD来判断生物处理系统运行的状况，若进、出水的B/C比值变化不大，出水的BOD值亦较高，表明该系统运行不正常；反之，出水的B/C比值与进水B/C比值相比下降较快，说明系统运行正常。

②进、出二沉池混合液、上清液的BOD(或COD)
在废水生物处理的工艺流程中，曝气池主要的功能是氧化分解有机物，而二沉池的功能是使上述流出曝气池的活性污泥混合液泥水相分离，分离后，上清液即作为出水外排，污泥则通过回流重新进入曝气池与新鲜废水相混并继续氧化废水中的有机物(部分作为剩余污泥进入后续的污泥处置工艺)。

因此，在正常的情况下，进、出二沉池的泥水混合液、上清液的BOD(或COD)浓度不会有太大的变化。

当处理系统负荷过高，或废水在曝气池内停留时间过短，混合液内的有机物尚未完全降解(即未完全被稳定化)即被送人二沉池，这时，污泥微生物可利用残留的溶氧继续氧化分解残留的有机物，造成进、出二沉池上清液中BOD(或COD)有较大的下降，可借此，来判断曝气池中生化作用进行得是否完全和彻底。

如发现进入二沉池的混合液尚不稳定，可通过减小进水流量、延长曝气时间、增加污泥浓度、减水污泥负荷等措施加以调整。

③进、出二沉池混合液中的溶解氧(DO)
出二沉池混合液的DO在正常情况下不应有太大的变化，当发现DO有较大的下降时，说明活性污泥混合液进入二沉池后的后继生物降解作用耗氧所致，是系统负荷过高、尚未达到稳定化的标志，可采取与上述相同的方法予以调整。

④曝气池中溶解氧(DO)的变化
从监测曝气池各点DO的轮廓中，可以了解整个系统的运行状况，并可以根据给定的处理要求和目标进行适当的调整。

当翼轮转速或供氧气量不变而曝气池DO有较大的波动时，除了及时调整DO 水平外，尚需查明其原因。

人们发现进水pH值突变或毒物浓度突然增加时，可使污泥耗氧速率(OUR)急剧下降，从而使DO增高，这是污泥中毒的最早的症状。

若曝气池DO长期偏低，同时污泥的OUR偏高，则可能为泥龄过短或污泥负荷过高，应根据实际情况予以调整。

⑤曝气池中pH值的变化
有机物经微生物的作用后，pH值会发生变化，在废水生物处理中，pH值也会发生同样的变化，人们可以根据本厂长期累积的运行资料进行分析，得出废水经生物处理后的变化规律，用于指导生产。

(5)计算指标
通过以上直接测量指标，应计算出计算指标。

这些指标包括污泥负荷F/M、回流比只、泥龄SRT、水力停留时间、二沉池的水力表面负荷和固体表面负荷Q，即堰板负荷。

(五)镜检特征
（1）活性污泥净化性能良好时出现的微生物有钟虫、等枝虫、楯纤虫、盖纤虫、聚缩虫及各种后生动物及吸管虫类等固着性生物或匍匐型生物，当这些生物的隔数达到1000个/mL以上，占整个生物个体数80%以上时，可以断定这种活性污泥具有较高的净化效果。

（2）活性污泥净化性能恶化时出现的生物有多波虫、侧滴虫、屋滴虫、豆形虫等快速游泳的生物。

这时絮体很碎约100um大小。

严重恶化时只出现多波虫、屋滴虫。

极端恶化时原生动物和后生动物都不出现。

（3）活性污泥由恶化状态进行恢复时出现的生物为漫泳虫、斜叶虫、斜管虫、尖毛虫等缓慢游泳型或匍匐型生物。

曾观察到这些微生物成为优势生物继续一个月左右。

（4）活性污泥分数解体时出现的生物为活跃豆形虫、辐射变形虫等肉足类。

这些生物出现数万个以上时絮体变小，使处理水浑浊。

当发现这些生物剧增时可通过减少回流污泥量和送气量，能在某种程度上抑制这种现象。

（5）活性污泥膨胀时出现的微生物为球衣菌、各种霉菌等，这些丝状微生物引起污泥膨胀，当SVI在200以上时，这些丝状微生物呈丝屑状。

膨胀污泥中的微型动物比正常污泥少。

（6）溶解氧不足时出现的微生物为贝氏硫黄细菌等。

这些微生物适于溶解氧浓度低时生存。

这些微生物出现时，活性污泥呈黑色、腐败发臭。

（7）曝气过量时出现的微生物，若过曝气时间持续很长时，各种变形虫和轮虫为优势生物。

（8）废水浓度过低时大量出现的微生物为游仆虫等。

（9）BOD负荷低时出现的微生物。

表壳虫、鳞壳虫、轮虫、寡毛虫等为优势生物，这些生物多时也是硝化进行的指标。

（10）冲击负荷和毒物流入时出现的生物。

因为原生动物对环境条件的变化反应比细菌为快，所以可通过观察原生动物的变化情况来看冲击负荷和毒物对活性污泥的影响。

原生动物中对冲击负荷和毒物反映最灵敏的楯纤虫，当楯纤虫急剧减少时，说明发生了冲击负荷和流入少量毒物。