活性污泥及其性能指标

一、活性污泥基本概念
活性污泥是由1912年英国人Clark and Cage发现对废水进行长时间曝气会产生污泥并使水质明显改善，其后Arden and Lackett进一步研究，发现由于实验容器洗不干净，瓶壁留下残渣反而使处理效果提高，从而发现活性微生物菌胶团，定名为活性污泥而来。

活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链。

最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌，细菌特别是球状细菌起着最关键的作用，优良运转的活性污泥，是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。

沉降性好，随着活性污泥的正常运行，细菌大量繁殖，开始生长原生动物，是细菌一次捕食者。

活性污泥常见的原生动物有鞭毛虫、肉毛虫、纤毛虫和吸管虫。

活性污泥成熟时固着型的纤毛虫、种虫占优势；后生动物是细菌的二次捕食者，如轮虫、线虫等只能在溶解氧充足时才出现，所以当出现后生动物时说明处理水质好转标志。

二、活性污泥的性能指标包括：
混合液悬浮固体（MLSS），污泥沉降比（SV），污泥指数[污泥体积指数（SVI），污泥密度指数（SDI）。

混合液悬浮固体浓度（mixed liquor suspended solids，MLSS），又称为混合液污泥浓度，表示在曝气池单位容积混合液内所含的活性污泥固体的总重量，即MLSS=Ma+Me+Mi+Mii
Ma--具有代谢功能活性的微生物群体；
Me--微生物（主要是细菌）内源代谢、自身氧化的残留物；
Mi --由原污水挟入的难为细菌降解的惰性有机物质；
Mii--由污水挟入的无机物质。

表示单位为mg/L混合液，或g/L混合液，g/m3混合液，kg/m3混
合液。

混合液挥发性悬浮固体浓度（mixed liquor volatile suspended solids，MLVSS），表示混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度，即
MLVSS=Ma+Me+Mi
MLVSS与MLSS的比值以f表示，即
f=MLVSS/MLSS
在一般情况下，f值比较固定，对生活污水，f值为0.75左右。

以生活污水为主体的城市污水也同此值。

以上两项指标都不能精确地表示活性污泥微生物量，而表示的是活性污泥的相对值。

但因为其测定简便易行，广泛应用于活性污泥处理系统的设计、运行。

污泥沉降比（settling velocity，SV），又称30min沉降率。

混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率，以%表示。

污泥容积指数（sludge volume index，SVI），简称污泥指数，其物理意义是在曝气池出口处的混合液，在经过30min静沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积，以mL计。

污泥容积指数的计算式为：
SVI= 混合液（1L）30min静沉形成的活性污泥容积（mL）/混合液（1L）中悬浮固体干重（g）
=(SV（mL/L）)/(MLSS（g/L）)
SVI的表示单位为mL/g，习惯上只称数字，而把单位略去。

（以上引自《排水工程（第四版）》. 中国建筑工业出版社）影响活性污泥性能的环境因素：溶解氧——溶解氧浓度以不低于2mg/L为宜（2—4mg/L）。

水温——维持在15～25℃，低于5℃微生物生长缓慢。

营养料——细菌的化学组成实验式为C5H7O2N，霉菌为C10H17O6原生动物为C7H14O3N，所以在培养微生物时，可按菌体的主要成分比例供给营养。

微生物赖以生活的主要外界营养为碳和氮，此外，还需要微量的钾，镁，铁，维生素等。

碳源--异氧菌利用有机碳源，自氧菌利用无机碳源。

氮源--无机氮（NH3及NH4+）和有机氮（尿素，氨基酸，蛋白质等）。

一般比例关系：BOD：N：P=100：5：1
好氧生物处理：BOD5=500——1000mg/l
有毒物质
主要毒物有重金属离子（如锌，铜，镍，铅，铬等）和一些非金属化合物（如酚，醛，氰化物，硫化物等）。

废水的厌氧处理主要用于高浓度有机废水的前处理，厌氧活性污泥的性质和组成如下：由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒。

呈灰色至黑色，有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；颗粒厌氧活性污泥的直径在0．5mm以上。

微生物的组成主要有六种：
由外到内水解细菌、发酵细菌、氢细菌和乙酸菌、甲烷菌、硫酸盐还原菌、厌氧原生动物其中产甲烷丝菌是厌氧活性污泥的中心骨架。

三、污泥膨胀
指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。

基本上目前各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀。

污泥膨胀不但发生率高，发生普遍，而且一旦发生难以控制，通常都需要很长的时间来调整。

污泥膨胀的主要特征：污泥结构松散，质量变轻，沉淀压缩性能差；SV值增大，有时达到百分之九十，SVI达到300以上；大量污泥流失，出水浑浊；二次沉淀难以固液分离，回流污泥浓度低，有时还伴随大量的泡沫的产生，无法维持生化处理的正常工作。

污泥膨胀是生化处理系统较为严重的异常现象之一，它直接影响出水水质，并危害整个生化系统的运作。

污泥膨胀的发生率是相当高的，在欧洲近50%的城市污水厂每年都会有不同程度的污泥膨胀发生，在中国的发生率也非常高。

基本上目前各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀。

污泥膨胀不但发生率高，发生普遍，而且一旦发生难以控制，通常都需要很长的时间来调整。

针对污泥膨胀，各方面的理论很多，但并不完全一致，甚至有很多相互矛盾，这给水处理工作者造成很大的麻烦。