污泥沉降比在实际生产中的指导作用

摘要：废水处理的重要环节，首先是废水中有机物在曝气池中微生物的作用下合成菌胶团的过程,其次是菌体有机物的絮凝、沉淀和分离过程；研究证明，影响污水处理质量的主要因素：首先是曝气池中由菌体有机物形成的活性污泥浓度（MLSS）的大小；其次是活性污泥凝聚、沉淀性能的好坏。一方面，可以直接了解污泥凝聚、沉淀性能的好坏；另一方面，污泥沉降比值在一定程度上也是污泥浓度大小的定量反映；因此，污泥沉降比是用以指导工艺运行的重要参数。

关键词：沉降比活性污泥法运行管理污泥指数

1 观察沉降比在实际生产中的指导作用

在以活性污泥法处理污水的处理厂，影响废水处理工艺运行效果的因素很多,在缺乏经验数据支持情况下，运行管理人员均以沉降比作为指导运行的主要工艺参数，根据沉降比来判断曝气池工艺运行情况，为工艺调整提供科学依据，从而控制废水处理效果。这不仅是因为它具有操作简单、历时短的特点；其次，运行管理人员、工艺工程师可以通过测量污泥沉降比随时观察活性污泥的絮凝、沉淀过程，肉眼观察可以直观地反映出系统的运行情况，了解活性污泥特性，如污泥膨胀，污泥解体，污泥脱氮，污泥腐败等问题都能很直接地反映出来。还可以通过沉降比进行镜检观察生物相，可以反映系统的工艺运行情况，当污泥中含有一定量的丝状菌是正常的，但数量过多说明污泥膨胀，但水中出现一些游离细菌，说明水质处理得很好，当出现大量游离细菌时说明沉淀性能恶化，水中的钟虫是反映工艺状况的指示性生物，如果钟虫活跃说明水质处理好；在环境恶劣时原生动物活力减弱，钟虫口缘纤毛摆动停止，伸缩泡停止收缩，还会脱去尾柄，重提变成圆柱体，越来越长，终至死亡。当钟虫出现大气泡时，说明水中缺氧；当负荷高同时水中缺氧时会出现屋滴虫，肾形虫，草履虫，豆形虫；当曝气过度时出现变形虫。。

运行管理和操作人员可以通过活性污泥沉降过程发现问题，从污泥沉降比大小的突变、活性污泥颜色及静置后上浮情况，了解污泥性质及曝气供氧情况，沉降比还可以很直观地反映污泥浓度，然后可以间接地反映出负荷，对于调整负荷，控制F值，M值有一定的意义。另一方面，运行管理人员可以通过观察污泥沉降比来确定剩余污泥的排放量，从而控制曝气池中污泥浓度的大小，使曝气池污泥负荷处于沉降区，确保出水水质。

2.沉降比与污泥指数（SVI）的关系

污泥沉降比（SV％）是指曝气池混合液在100ml量筒中，静置、沉淀30min后，沉淀污泥与混合液之体积比（％）。沉淀后的污泥的体积反应的是废水中所占的体积，蓄凝体的沉降属于集团沉淀，其中的污泥并没有压缩，其中空隙水未被加压出去，因为此时的污泥是具有活性的，仍处于流化状态，其中含水率几乎没有减少，与有机物处于完全混合时含水率一样都在99%左右，而其中的1% 就是污泥的干重，所以污泥处于正常状态适其水量与干重的比值为99/1，也就是说污泥重量与污泥干重之比为100/1的关系，此时污泥的密度与水的密度一致，污泥浓度即是100ml时的重量，SV%×V容积×ρ水×10/ SV%×V容积×ρ污泥×1%（含水率）=SVI，可以看出污泥指数就是含水率的倒数，当1%的含水率时，SVI=100，含水率为0.80%时为SVI=125，说明已发生污泥膨胀了；当1.25%的含水率时，SVI=80 ，说明废水中无机颗粒过多或未被降解的多，沉速过快，污泥活性不好。在我厂运行中，当SVI值在80-120之间，此时污泥呈褐色、絮状，沉淀性能良好；当SVI值小于80时，说明污泥泥龄过长或有机物含量过低，此时污泥细碎，颜色发黑，活性不好；当SVI值大于120时，污泥过于松散，呈浅褐色，沉淀性能较差；另外，污泥沉降比测量结束后，通过观察量筒中污泥放置多少时间后上浮，可以判定曝气池的供氧情况。如污泥在静沉放置3-4小

时后仍不上浮，呈褐色，证明活性污泥性状较好，曝气供氧充分；如静沉2小时左右污泥上浮，呈黑色，说明污泥厌氧，曝气池供氧量不足。如果静置10分钟后刚沉下去就上浮，说明污泥膨胀，在工艺运行中，如果进水量、剩余污泥排放量等运行条件比较稳定，污泥沉降比值不会发生突变，SVI值也比较稳定，此时的污泥沉降比值对应一定的活性污泥浓度。但是，当污泥沉降比值在进水水质、温度或其它运行条件的影响下突然发生改变时，说明活性污泥增长期将处在不同阶段，SVI值也必然受到影响，此时污泥沉降比值与MLSS的对应关系也将发生改变。下面是两个在一定条件下影响沉降比值突然发生改变的例子。

3.污泥沉降比值是MLSS定量的直观反映

在公式可以证明MLSS(g/L)=SV/SVI式中SVI(ml/g)为污泥指数，即评定活性污泥凝聚、沉淀性能的指标。在稳定的废水处理工艺中，由于SVI值在一段时间内基本保持在某一稳定区间，因此，通常情况下，在SVI值比较稳定的情况下，污泥沉降比值与污泥浓度存在着一定的线性或对数关系。即污泥沉降比值能够反映曝气池中混合液的浓度，它与污泥浓度成正比例关系。正常时沉降比与污泥浓度比为1/10。为生产实践需要，忽略中间计算过程，简化为1：1，即当SV%为30%时，污泥浓度为3mg/l，当SV%为40%时，污泥浓度为4mg/l，这是在正常污泥指数80―100之间，当异常时膨胀时SV%高而污泥浓度低比率在1.5―2.0/10，说明含水率高。比率在1.5―2.0/10的范围。此时通过它就可以反映出污泥浓度比率。这对于及时反映污泥浓度不用化验测得来的直接而迅速。通过对多年的相关数据进行分析研究，得出在SVI为不同值时污泥沉降比与污泥浓度的对应关系，如图1、图2、图3：

图1 图2

图3

以上三图及对应关系式表明：当SVI＜120时，污泥沉降比与MLSS呈线性关系，其中，当SVI＜80时，MLSS值随污泥沉降比变化的斜率比80＜SVI＜120时的大，当SVI>120时，污泥沉降比与MLSS呈对数关系。这说明：当SVI值比较稳定的情况下，污泥浓度与污泥沉降比之间存在着稳定的对应关系。随着SVI值的阶段性增大，污泥浓度随污泥沉降比变化的幅度越来越小。

4. 污泥沉降比与季节气温的关系

（2）温度在一定程度上影响污泥沉降比与污泥浓度的关系，即污泥指数的大小。

污泥沉降比与污泥浓度的对应关系，主要因SVI值的改变而发生变化，SVI值大小的改变，除受生物增长期和一些偶然因素影响外，温度是影响SVI值大小的主要因素。下图为一年四季中不同月份下所对应的SVI值情况。

图4

此图表明，在一年四季中，SVI值随着季节的不同变化较大，一般情况下，在换季季节，SVI 值会突然增大，后来，随着对季节温度的适应，SVI值又逐渐减小，直到下一个季节的转换，SVI值又出现另一个最高值。由图4可以看出，SVI在1月、5月、9月出现较高值，在2月、8月、12月出现较低值，总体来讲，春季SVI值相对较高，冬季较低。当然，因每年的季节温度变化不会完全一样，再加上其它因素的影响，所以每年SVI值随季节的变化曲线也会有所不同，但是，因季节温差而产生的对SVI值的影响将不会改变，其影响趋势也基本相同。

5. 污泥沉降比与污水处理效果的影响

不同的污泥沉降比，会导致不同的污水处理效果，图5、图6、图7分别为BOD去除率、COD去除率、SS去除率与污泥沉降比的关系图。