呂寶興 趙曦
（天津市開(kāi)源污水處理公司）

1 概述：

　　紀(jì)莊子污水處理廠(chǎng)84年投入生產(chǎn)運(yùn)行，設(shè)計(jì)工藝為傳統(tǒng)的活性污泥法。污水處理工藝流程如下：

　　原水由生活污水和工業(yè)廢水組成，生活污水占大部分。作為大型污水處理廠(chǎng)，我廠(chǎng)進(jìn)水水質(zhì)變化幅度不大。但在生產(chǎn)運(yùn)行期間，由于實(shí)際需要，在工藝調(diào)節(jié)方面可能會(huì)造成水力負(fù)荷變化較大，污泥膨脹發(fā)生。造成污泥沉淀性能變差，SVI值不斷變大，二次沉淀池內(nèi)污泥界面上升，回流污泥濃度較低。如短時(shí)間內(nèi)得不到及時(shí)控制活性污泥會(huì)嚴(yán)重惡化，對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行造成不利影響，但由于造成污泥膨脹的原因較多，如溶解氧的影響，沖擊負(fù)荷的影響，有機(jī)負(fù)荷的影響，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比例影響，H₂S的影響等。只有能準(zhǔn)確、及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的起因，采取行之有效的控制方法。才能緩解和改善活性污泥的性能，控制污泥膨脹。但在目前的污水處理行業(yè)并未有溶解氧為多少時(shí)有利于絲狀菌大量繁殖造成污泥膨脹；沖擊負(fù)荷為多大時(shí)，會(huì)造成污泥膨脹，這些是根據(jù)處理水質(zhì)、水量、處理工藝等各方面共同決定的，這些值只是有一個(gè)相對(duì)的大小，并未有準(zhǔn)確的數(shù)。它需要工藝管理人員在長(zhǎng)時(shí)間工藝運(yùn)行中總結(jié)摸索出來(lái)的。因此，克服活性污泥膨脹一直是活性污泥法處理工藝中的技術(shù)難題。下面將介紹一種操作簡(jiǎn)單易行的方法—沉降曲線(xiàn)法。它能直接發(fā)映出活性污泥的凝聚和沉淀性能，對(duì)控制污泥膨脹有重要的指導(dǎo)作用。

2 沉降曲線(xiàn)反映活性污泥凝聚、沉淀性能和控制污泥膨脹的原理。

　　污水中有機(jī)物通過(guò)生物降解，一部分氧化分解成二氧化碳和水，一部分合成細(xì)胞物質(zhì)成為菌體，為使其從水中分離出來(lái)。必須使菌體凝聚形成易于沉淀分離的絮凝體，由于該絮凝體比表面積較大，能吸附難于被降解的有機(jī)物從水中沉淀分離出來(lái)，保證出水水質(zhì)。因此該環(huán)節(jié)運(yùn)做的好壞在活性污泥法處理污水中起著舉足輕重的作用。而評(píng)定活性污泥凝聚沉淀性能的指標(biāo)為污泥指數(shù)（SVI）。SVI值過(guò)高污泥難于沉淀分離，并使回流污泥濃度降低，該現(xiàn)象即為污泥膨脹，它會(huì)造成污泥的流失和活性污泥嚴(yán)重惡化等后果。SVI值過(guò)低，污泥細(xì)碎密實(shí)，沉淀性能良好，但含有較多細(xì)小懸浮物，影響出水水質(zhì)。如果我們?cè)谄匠５牟僮髦袑?duì)活性污泥的凝聚沉淀性能進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)調(diào)整工藝可能會(huì)從根本上防止污泥膨脹的發(fā)生。
　?。?）目前評(píng)價(jià)活性污泥的指標(biāo)有：
　　a.觀(guān)察活性污泥中的生物相。
　　b.混合液懸浮固體（MLSS）。
　　c.混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）。
　　d.污泥沉降比（SV%）。
　　e.污泥指數(shù)（SVI）。
　　f.污泥齡（Ts）。
　　指標(biāo)從不同側(cè)面反映活性污泥的性能，對(duì)日常運(yùn)行起著重要的指導(dǎo)作用。沉降曲線(xiàn)作為一種較新型的評(píng)價(jià)指標(biāo)，它能反映出活性污泥的凝聚和沉淀性能。做沉降曲線(xiàn)的方法和污泥沉降比的方法基本相同，在曝氣池第七廊道首端取曝氣池中的混合液100ML放入量筒中，每靜沉5分鐘記錄一次沉淀污泥與混合液的體積比。然后以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以體積比為縱坐標(biāo)，定點(diǎn)連接光滑曲線(xiàn)，根據(jù)污泥沉降的實(shí)際需要我們有時(shí)做30分鐘沉降曲線(xiàn)，60分鐘沉降曲線(xiàn)，120分鐘沉降曲線(xiàn)。我們?cè)谟涗浺幌盗谐恋砦勰嗯c混合液的體積比的同時(shí)能觀(guān)察到活性污泥絮凝體的形成及凝聚情況，而沉降曲線(xiàn)會(huì)清晰的反映活性污泥絮凝體的沉淀情況。由于SVI在不同狀態(tài)下沉降曲線(xiàn)有其不同的形狀，而在污泥膨脹即SVI值過(guò)高時(shí)，沉降曲線(xiàn)更有其自身的特點(diǎn)。因此以該種操作簡(jiǎn)單的監(jiān)控手段來(lái)指導(dǎo)我們的工藝運(yùn)行，控制污泥膨脹有較好的效果。

3 紀(jì)莊子污水處理廠(chǎng)在不同運(yùn)行狀態(tài)下的沉降曲線(xiàn)及工藝調(diào)整控制方法。

　　曝氣池所處的運(yùn)行狀態(tài)不同，其活性污泥的絮凝和沉淀性能必然會(huì)有相應(yīng)的改變而其沉降曲線(xiàn)將較直觀(guān)的反映出來(lái)。
　?。?）當(dāng)SVI>200時(shí)，2000年4月7日Ⅱ系列曝氣池
　　氣溫：16℃ 水 溫：17℃ 氣水比：3.03 回流比：74%
　　MLSS：2308 mg/L MLVSS：1650 mg/L f ：0.71 Sv % 73 SVI 316 ml/g
　　鏡檢情況：（個(gè)/ml）
　　盾纖蟲(chóng)：400 鐘 蟲(chóng)：280 累枝蟲(chóng)：60 輪蟲(chóng)：400　漫游蟲(chóng)：1200 表殼蟲(chóng)：160
　　變形蟲(chóng)：1580 斜管蟲(chóng)：760 小輪毛：400 污泥活性差，原生動(dòng)物少，絲狀菌多。
　　進(jìn)曝氣池水質(zhì) BOD：137.34 mg/L SS：118 mg/L
　　出水水質(zhì) BOD：14.27mg/L SS：22 mg/L
　　沉降曲線(xiàn)圖1：

　　2000年4月10日Ⅱ系列曝氣池
　　氣溫：16℃　水溫：17℃ 氣水比：3.03 回流比：74%
　　MLSS：1672　mg/L Sv %：63 SVI： 377 ml/g
　　鏡檢情況：（個(gè)/ml）
　　盾纖蟲(chóng)：1420 鐘 蟲(chóng)：700 累枝蟲(chóng)：280 輪蟲(chóng)：0　漫游蟲(chóng)：440 表殼蟲(chóng)：260
　　變形蟲(chóng)：560 斜管蟲(chóng)：680 小輪毛：1040
　　污泥活性差，原生動(dòng)物少，且較活躍絲狀菌很多，成片沉淀物為絮狀。
　　進(jìn)Ⅱ系列曝氣池水質(zhì) BOD：96.17 mg/L SS：72 mg/L
　　出水水質(zhì)　BOD：14.56 mg/L SS：18 mg/L
沉降曲線(xiàn)見(jiàn)圖2：

　　SVI>200時(shí)，污泥發(fā)生膨脹。其沉淀性能差，圖1、圖2兩曲線(xiàn)的共同特點(diǎn)是前5分鐘沉降的效果很差沉降效率低于15%，活性污泥絮凝體質(zhì)輕、分散、松散，凝聚和沉淀性能都差。此種情況下采取了加大剩余污泥排放量，盡快排出性能已惡化的污泥，同時(shí)盡量減少污水在一沉池的停留時(shí)間，使曝氣池進(jìn)水中的SS值提高，以較短的時(shí)間在曝氣池中形成良好的活性污泥。
　　（2）當(dāng)SVI<80時(shí)，2000年8月28日Ⅰ系列曝氣池
　　氣溫：27℃　水 溫：29℃ 氣水比：3.03 回流比：74%
　　MLSS：1828 mg/L MLVSS：1268 mg/Lf： 0.71 Sv% ： 12 SVI：66ml/g
　　鏡檢情況：（個(gè)/ml）
　　盾纖蟲(chóng)：3000 鐘蟲(chóng)：900 累枝蟲(chóng)：300 輪蟲(chóng)：240 漫游蟲(chóng)：120 表殼蟲(chóng)：1000
　　變形蟲(chóng)：1600 斜管蟲(chóng)：40 污泥活性差，原生動(dòng)物少，絲狀菌多。
　　進(jìn)曝氣池水質(zhì) BOD：94.64 mg/L SS：26 mg/L
　　出水水質(zhì) SS：7 mg/L
　　沉降曲線(xiàn)圖3：

　　2000年8月28日Ⅱ系列曝氣池
　　氣溫：27℃　水溫 ：29℃ 氣水比：3.03 回流比：56%
　　MLSS：5050 mg/L MLVSS：3080 mg/L f ：0.60 Sv% ： 30 SVI：59 ml/g
　　鏡檢情況：（個(gè)/ml）
　　盾纖蟲(chóng)：1200 鐘 蟲(chóng)：480 累枝蟲(chóng)：240 輪 蟲(chóng)：360
　　漫游蟲(chóng)：60 表殼蟲(chóng)：2400 變形蟲(chóng)：680 斜管蟲(chóng)：40
　　進(jìn)曝氣池水質(zhì) BOD：104.86mg/L SS：34 mg/L
　　出水水質(zhì) SS：5 mg/L
　　沉降曲線(xiàn)見(jiàn)圖4：
　　當(dāng)SVI<80時(shí)，活性污泥的沉淀性能良好。由圖3可見(jiàn)活性污泥只用5分鐘時(shí)間已沉淀完畢且污泥細(xì)碎密實(shí)，顏色較黑不呈絮凝狀態(tài)，由于進(jìn)曝氣池污水的SS偏低，曝氣池的污泥濃度偏低，采取了減低Ⅰ系列曝氣池的供氣量，以免發(fā)生污泥解體；由圖4可知活性污泥沉淀性能良好，而污泥細(xì)碎密實(shí)，顏色較黑，不呈絮凝狀態(tài)。在運(yùn)行參數(shù)中f=0.6偏低，說(shuō)明活性污泥中無(wú)機(jī)物含量較高,部分污泥齡較長(zhǎng),且曝氣池中的污泥濃度偏高。故采取了加大剩余污泥的排放量,調(diào)整污泥活性以免造成由于泥齡過(guò)長(zhǎng)而引起的污泥膨脹。
　?。?）當(dāng)80≤SVI≤200左右時(shí)，2000年11月7日Ⅰ系列曝氣池
　　氣溫：9℃　水 溫：18℃ 氣水比：3.03 回流比：74%
　　MLSS：2422 mg/L MLVSS：1816mg/L f： 0.75 Sv% ： 25 SVI：103ml/g
　　鏡檢情況：（個(gè)/ml）
　　盾纖蟲(chóng)：2420 鐘 蟲(chóng)：8060 累 枝 蟲(chóng)：220 輪蟲(chóng)：640　漫游蟲(chóng)：280 表殼蟲(chóng)：1960
　　變形蟲(chóng)：2900 小輪毛：60 結(jié)節(jié)鱗殼蟲(chóng)：40 污泥活性較好。
　　進(jìn)曝氣池水質(zhì) BOD：107.44 mg/L SS：54 mg/L
出水水質(zhì)　BOD：29.99 mg/L　SS：5 mg/L
　　沉降曲線(xiàn)圖5：

　　2000年12月7日Ⅱ系列曝氣池
　　氣溫：7℃ 水溫：18℃ 氣水比：3.03 回流比：56%
　　MLSS：3855mg/L MLVSS：2858mg/L f：0.75 Sv% ： 46 SVI：119 ml/g
　　鏡檢情況：（個(gè)/ml）
　　盾纖蟲(chóng)：600 鐘 蟲(chóng)：60 累枝蟲(chóng)：120 輪蟲(chóng)：380 漫游蟲(chóng)：20 表殼蟲(chóng)：480
　　變形蟲(chóng)：1960 斜管蟲(chóng)：20
　　進(jìn)曝氣池水質(zhì) BOD：104.86 mg/L SS：45 mg/L
　　出水水質(zhì) SS：15mg/L
　　沉降曲線(xiàn)見(jiàn)圖6：

　　當(dāng)80≤SVI≤200左右時(shí)，活性污泥的沉淀性能較好。由圖5可見(jiàn)整個(gè)沉降過(guò)程平穩(wěn),活性污泥的沉淀性能良好，說(shuō)明活性污泥狀態(tài)良好，各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)正常，不需進(jìn)行工藝調(diào)整。由圖6可見(jiàn)活性污泥的沉淀性能一般，尤其在前5分鐘污泥的沉淀效果差。曲線(xiàn)形狀與圖1、圖2相類(lèi)似，且絮凝體較松散分散，該種沉降曲線(xiàn)是發(fā)生污泥膨脹的一種先兆。根據(jù)曝氣池運(yùn)行的其它參數(shù)可知，曝氣池中污泥濃度較高，進(jìn)曝氣池的污水中SS偏低，即新鮮污泥的加入量較少，曝氣池中的污泥趨于陳舊。在此種情況下，應(yīng)采取加大剩余污泥排放量，防止由于污泥齡過(guò)長(zhǎng)引起的污泥膨脹。

4．結(jié)論

　　從日常運(yùn)行情況可以看出，SVI在不同狀態(tài)活性污泥沉降曲線(xiàn)有其不同的特點(diǎn)。當(dāng)SVI>200時(shí)，活性污泥發(fā)生膨脹時(shí)其特性是分散、松散、沉淀性能差。故在初期沉淀過(guò)程中這些分散顆粒經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間的互相粘和，結(jié)合成較大的絮凝體，才能以較快速度進(jìn)行沉淀，由于松散和沉淀性能差的特性，使其沉淀過(guò)程長(zhǎng)，故形成的（圖1、圖2）沉降曲線(xiàn)，與正常的污泥沉降曲線(xiàn)（圖7）有較大差別。當(dāng)SVI〈80時(shí)，活性污泥性能良好，圖3所示沉降曲線(xiàn)，活性污泥只用了5MIN就基本完成了整個(gè)沉淀過(guò)程。活性污泥細(xì)碎、密實(shí)，不具有凝聚性能，基本失去了活性，與圖7所示差別較大。圖4所示沉降曲線(xiàn)與圖7形狀相似。說(shuō)明該活性污泥的沉淀性能基本正常。但由于其f值為0.6在以處理生活污水為主的活性污泥中偏低，只需加大剩余污泥排放量既可保持活性污泥的良好狀態(tài)。當(dāng)80≤SVI≤200時(shí)，如圖5所示沉降曲線(xiàn)與圖7基本相似，且活性污泥的其余各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)基本正常說(shuō)明活性污泥正處于良好狀態(tài)，圖6所示的活性污泥SVI為119mg/L。未發(fā)生污泥膨脹而圖6形狀與圖1相似，與圖7差別較大。故可說(shuō)明此時(shí)活性污泥將要發(fā)生膨脹，再根據(jù)其它各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)運(yùn)行工藝馬上進(jìn)行調(diào)整，可防止污泥膨脹的發(fā)生。

　　沉降曲線(xiàn)作為一項(xiàng)簡(jiǎn)單易行的日常技術(shù)分析方法，在活性污泥的性能發(fā)生改變時(shí)，其曲線(xiàn)形狀會(huì)有所改變，尤其在污泥膨脹之前，沉降曲線(xiàn)形狀有其自身特征。能使工藝管理人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、找出根源、提出方案，防止污泥膨脹的發(fā)生是解決污泥膨脹的最好辦法。只要工藝管理人員對(duì)沉降曲線(xiàn)給予關(guān)注和進(jìn)一步的研究，會(huì)發(fā)現(xiàn)它對(duì)解決工藝運(yùn)行中的問(wèn)題會(huì)起到事半功倍的作用。