测量进水污泥沉降比有意义吗?

测量进水污泥沉降比有意义吗?
测量进水污泥沉降比有意义吗?

测量进水污泥沉降比有意义吗?
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.
由下图可以看出,BOD去除率在沉降比大于5%且小于50%的情况下,基本都能稳定在80%以上,当沉降比大于50%时,BOD去除率趋于分散.COD去除率在沉降比小于15%时不太稳定,当沉降比值在15%和50%之间时,其去除率基本能稳定在80%以上,当沉降比大于50%时,COD去除率明显出现不稳定趋势.SS去除率在沉降比小于15%时很不稳定,当沉降比在25%和50%之间时,基本能保持在85%以上,当沉降比大于50%时,SS去除率也趋于分散.三图说明：沉降比小于15%时,曝气池混合液浓度低,活性污泥发育不良,处于不成熟期,污泥絮凝、沉淀效果差,菌胶团松散,活性污泥微生物不活跃,从而造成出水水质不稳定,甚至不能达标；当沉降比在15%～50%之间时,活性污泥已经成熟,混合液浓度较高,一般都在2000～3000mg/l左右,污泥负荷处在沉降区段,污泥絮凝、沉淀性能都比较好,微生物也很活跃,出水水质稳定.为了减少曝气池的鼓风量,节约能源,我们一般将污泥沉降比控制在15%～30%之间.
图5

图6 图7
综上所述,对于以活性污泥法处理废水的生产运行管理人员来说,不论从理论还是从实践上看,测定污泥沉降比是用以指导工艺运行的重要方法.因为它不但操作简单、方便,而且能使运行管理人员随时了解曝气池中活性污泥的浓度和泥质情况,从而掌握和控制整个工艺的运行参数,通过确定稳定的污泥沉降比值,灵活的调整负荷.可以达到控制废水处理效果,保证出水水质的目的.