2015年環(huán)保工程師基礎(chǔ)知識：活性污泥法的性能指標

　　評價活性污泥，除了進行生物相的觀察外，還使用以下指標：

　　1、混合液懸浮固體濃度(MLSS)

　　又稱混合液污泥濃度，它表示的是曝氣池單位容積污水混合液中的活性污泥的濃度，即在單位容積混合液內(nèi)所含有的活性污泥固體物的總重量，單位是mg/L、g/L等。它包括四項總量，即：具有代謝功能的活性微生物群體( );微生物內(nèi)源呼吸、自身氧化的殘留物( );原污水含有的微生物難以降解的有機物( )以及原污水含有的無機物( )等四部分，公式為：

　　MLSS= 工程上往往以它作為相對計量活性污泥微生物量的指標，在活性污泥法中，通常在2000~4000mg/L的范圍內(nèi)。

　　2、混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度(MLVSS)

　　MLVSS是指曝氣池單位容積污泥污水混合液中，所含有機固體的總重量，包括混合液懸浮固體濃度中的前三項，單位為mg/L、g/L等。一般情況下， MLVSS和MLSS的比值相對恒定，為0.65~0.85，在以處理生活污水為主的城市污水活性污泥法系統(tǒng)中，其比值約為0.75。

　　3、污泥沉降比(SV)

　　污泥沉降比是指曝氣池混合液在1L量筒中靜置沉淀30min，沉淀污泥與靜置前混合液的體積比。它能及時地反映出污泥膨脹等異常情況，便于及早查明原因，采取措施。

　　4、污泥容積指數(shù)(SVI)

　　污泥容積指數(shù)是指曝氣池中的混合液靜置30min后，每克干污泥形成的沉淀污泥所占的容積，單位為mL/g。SVI值能較好地反映出活性污泥的松散程度(活性)和凝聚沉降性能，一般在50~150左右。若SVI值過低，說明泥粒細小緊密、無機物多，缺乏活性和吸附能力;若SVI值過高，表明其污泥絮體松散、沉降性能不好，即將膨脹或已經(jīng)膨脹，必須查明原因，并采取措施。

　　例題：測得曝氣池出口處混合液中活性污泥濃度為2500mg/L，1L混合液經(jīng)30min沉淀后的污泥體積為300 mL，則該曝氣池混合液的污泥沉降比和污泥容積指數(shù)是多少?

　　解：沉降比SV%= 污泥容積指數(shù)SVI= 曝氣池的污泥容積指數(shù)為120(表示指數(shù)時，單位常省略)，說明1g干污泥在沒烘干前的體積是120mL?！?20”這個數(shù)字也意味著經(jīng)過30min 沉淀后，從混合液分離出來的活性污泥是脫水后干污泥的120倍，由此可以推算出活性污泥的固體率為：1/120×100%=0.8%，則污泥的含水率P為

　　5、污泥泥齡( )

　　污泥泥齡，是指曝氣池中活性污泥的總量與每日排放的污泥量之比，它是活性污泥在曝氣池中的平均停留時間，因此有時也稱為生物固體的平均停留時間，單位為天。其公式為：

　　式中 是污泥齡(d)，X指混合液懸浮固體濃度(kg/m3)，V指曝氣池的體積(m3)， X指每日排出處理系統(tǒng)的活性污泥量，即曝氣池中每日增長的活性污泥量，(kg/d)

　　X可用下式計算：

　　式中， 指剩余污泥的排放量(m3/d)， 是污水流量(m3/d)， 是排放處理出水中懸浮物濃度(kg/m3)，其值與X與相比非常小，可忽略不計， 是剩余污泥或回流污泥的濃度(kg/m3)，指從二沉池底部排出的污泥濃度，與污泥容積指數(shù)的近似關(guān)系是：

　　常按照設(shè)計污泥齡來劃分生物處理負荷，高負荷時為0.2~2.5d，中負荷時為5~15d，低負荷時為20~30d。

　　6、污泥負荷和曝氣池容積負荷

　?、盼勰嘭摵? )

　　在活性污泥法中，有機物量與活性污泥量的比值，即曝氣池進水BOD5污泥負荷，簡稱污泥負荷或食料比(即F/M值)，它表征了曝氣池中的單位重量活性污泥在單位時間內(nèi)接受的有機污染物量，是以進水有機物為基礎(chǔ)進行計算的。其公式為

　　式中 是曝氣池進水BOD5污泥負荷，Q是曝氣池的設(shè)計流量，S0是曝氣池進水BOD5濃度，XV是曝氣池內(nèi)混合懸浮固體平均濃度，V是曝氣池的容積。

　　實際應(yīng)用中應(yīng)注意污泥負荷的選擇，并非越大越好，取值還應(yīng)考慮進水負荷下BOD5的去除率，只有在同一有機物去除率的條件下比較污泥負荷的大小才有實際意義。

　　有時為了使用方便，常采用以有機物去除為基礎(chǔ)的污泥負荷 ，用下式表示

　　式中， 指曝氣池出水BOD5濃度

　　它表征了曝氣池中的單位重量活性污泥在單位時間內(nèi)降解的有機污泥物量。

　?、迫莘e負荷( )

　　是指曝氣池單位容積在單位時間內(nèi)接受有機污染物量，公式為：

　　容積負荷是以有機物供給為基礎(chǔ)進行計算的。同樣，為了使用方便，也常常采用以有機物去除為基礎(chǔ)的容積負荷 ，公式為：

　　它表征了曝氣池單位容積在單位時間內(nèi)能降解的有機污染物量。

　　2.1.5活性污泥法的動力學基礎(chǔ)

　　活性污泥法動力學研究的目的是：定量地研究微生物在一定條件下對有機污染物的降解速率，使污水處理在比較理想的條件下，達到處理效率，并且使得工藝設(shè)計和運行管理更加合理。此外，通過動力學研究，明確有機物代謝和降解的內(nèi)在規(guī)律，以便人們能夠主動地對污水生物處理的生化反應(yīng)速度進行控制，以達到處理的要求。

　　本書主要介紹了莫諾德方程和以此為基礎(chǔ)建立的勞倫斯-麥卡蒂方程。

　　1、莫諾德方程

　　該方程是莫諾德在1942年用純種微生物在單一無毒性的有機底物的培養(yǎng)基上進行的微生物增殖速率和底物濃度之間的關(guān)系研究試驗中得到的，并提出了與描述酶促反應(yīng)速度與有機底物關(guān)系式類似的微生物增殖速率和底物濃度關(guān)系式，此后，他人進行的混合微生物群體組成的活性污泥對多種有機底物的微生物增殖試驗，也取得了與莫諾德提出關(guān)系相似的結(jié)果，這說明莫諾德方程是適合活性污泥過程的。

　　要熟悉莫諾德方程的推導(dǎo)及推論，熟悉莫諾德方程中各常數(shù)的求解。

　　2、勞倫斯-麥卡蒂方程

　　勞倫斯-麥卡蒂基本方程是根據(jù)莫諾德方程建立的動力學關(guān)系式，仍是基于微生物的增殖和有機物的降解過程。該方程強調(diào)污泥齡(即細胞停留時間)的重要性，由于污泥齡可以通過控制污泥的排放量進行調(diào)節(jié)，因此，勞倫斯-麥卡蒂基本方程在實際應(yīng)用中的可操作性強。另外，由勞倫斯-麥卡蒂基本方程衍生的其他關(guān)系式可以確定曝氣池出水有機物濃度、曝氣池微生物與污泥齡的關(guān)系濃度，確定污泥齡與污泥回流比的關(guān)系，確定有機物在高濃度與低濃度時的降解關(guān)系，確定活性污泥表觀產(chǎn)率與污泥產(chǎn)率的關(guān)系等等。

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