工艺技术 话说：生物处理工艺活性污泥篇之污泥体积指数[SVI]

本篇我们来聊聊活性污泥的一个重要的计算参数，SVI。它的英文全称为:Sludge Volume Index，既污泥体积指数，这个参数是用来描述的活性污泥工艺中的曝气池内的活性污泥的沉降性能。它是由科学家Mohlman在1934年提出并引入到活性污泥法的计算中，通过多年的应用以后，SVI已成为活性污泥法的物理特性的标准量度。它被定义为“在曝气池混合液沉降30分钟后，1克活性污泥占据的体积（以ml计）。


SVI（ml / g）=沉降污泥体积/样品体积（ml / l）* 1000（mg / g）/悬浮固体浓度

SVI=SV/MLSS*1000

SVI的单位是ml/g，但是在实际的应用中，因为是一个比值，我们往往忽略到单位，只记录数字。

为什么要引入一个SVI来描述污泥体积？我们前篇讲述的污泥沉降比SV不能直接用来代表污泥体积么？这个问题，我们还是要回到活性污泥的组成上来看。在第一篇的活性污泥概述上，活性污泥是由各种细菌组成的一个综合体，一些丝状菌在活性污泥中起到骨架的作用，它们形成絮凝体的结构，其他的微生物和固体物质，胶体等聚集在丝状菌构成的结构上，形成了大的絮凝体，大量的絮凝体就构成了活性污泥。从这个角度来看，活性污泥是由很多的絮凝体构成的，而这些絮凝体的数量多少和体积大小，决定了活性污泥的体积。而SV污泥沉降比，只能看到污泥的体积，MLSS只能看到污泥的数量，怎么把这两个参数共同联合起来，既能描述活性污泥的体积又能反应它们的数量，SVI就承担了这个任务。




SVI反应了单位质量的活性污泥30分钟后的沉降的体积，活性污泥的沉降性能决定了系统中的二沉池的运行效果的好坏，因此根据活性污泥的SVI的高低，来判断二沉池活性污泥沉降性能，是通用的方法。

在污水厂的管理人员中，都了解SV的增高在一定程度上是可以反应出系统的污泥量多少的，但是在污泥膨胀期间，SV的增高和污泥浓度的多少是没有什么线性联系的，而SVI的引入，就很好的避免了这种因为膨胀导致的污泥量增加的误判。污泥量增加导致SV上升，SVI会保持一个低值，大约在８０～１５０之间，但是由于污泥膨胀导致的SV上升，SVI会很高，一般在２００以上，严重的到达４００左右。所以SVI是判断活性污泥膨胀的指标。SVI也是决定活性污泥回流到曝气池和排出剩余污泥量的指标，对于活性污泥系统控制或剩余污泥排放的速度是非常重要的指标。

那么这个污泥体积指数（SVI）在实际的运行中，究竟如何指导我们的工艺管理工作呢？我们来从SVI从低到高的这样的过程来了解一下。在一般的生活污水厂里，SVI可以保持在一个平稳的范围内，大约在80~150 之间，工业废水受自身水质的影响，会有很大偏差，不在这里讨论。

SVI过低：SVI在80以下，从SVI 的计算方法可以看到，污泥浓度是在分母的位置，污泥浓度越大，SV值越低，SVI越小，过低的SVI往往说明活性污泥中的无机含量过高，微生物絮凝体的体系没有建立完整，基本没有什么体积，或者是活性污泥中的无机颗粒过大，进水中的无机物过高。这种活性污泥的沉降性能很好，但是质量也很高，在二沉池中对设备的损坏也很高，特别是有些依靠静水压力进行虹吸的刮吸泥机，有时候甚至会不能吸升上沉淀污泥。同时由于活性成分少，对污水中的有机污染物降解能力差，出水水质不能达标。这种情况下的活性污泥需要大量的排放，降低这部分的活性污泥质量，同时加大曝气量，恢复活性污泥的活性，促进絮凝体结构的生长，才能更有效的处理污水。

SVI适合:适合的SVI通常在100上下变化，良好的沉降性能和合适的污泥浓度，是活性污泥系统内的活性污泥具有良好的状态的一个表现。沉降比在20~30之间，污泥浓度在2~3g之间，是通常认为活性污泥法中的最佳的运行状态。也就是说良好的活性污泥状态是每克污泥占据100ml的体积，这样的污泥进入到二沉池以后，从质量和体积都能很好的进行泥水分离上清液清澈悬浮污泥量少，出水水质良好。

SVI过高：SVI在200以上，过高的SVI说明污泥沉降性能变差，污泥浓度不高的，但是占据的体积较大。这样的活性污泥中的絮凝体中的丝状菌骨架急速增大，絮凝体内充满了空隙水，微生物被分散开，从沉降比的观察上可以看到活性污泥像棉絮，透光性强，有很多的空隙。这种情况就是活性污泥的膨胀，膨胀的活性污泥的SV30可以达到99%，会导致二沉池内的泥水分界面上升，严重的能达到出水槽位置，大量的活性污泥随水流出，导致最终出水水质超标。关于膨胀的控制和管理是一个非常大的课题，后期会在公众号里详细描述，这次以SVI为主，就不再详细展开了。

作为污水厂实际运行人员常常希望有一个SVI的“推荐范围”。但实际的问题是，典型的SVI范围是基于运行良好的市政污水处理厂的数据。而实际的 污水处理厂往往有各种问题，进水水质，特殊的除磷脱氮的要求等等，虽然这些系统在一定程度上是有共同之处，但是他们也可以有很大的不同，特别是当涉及到生物处理与SVI值或范围时，这种差异也是很大的，比如我们常用的运行良好的活性污泥废水系统的典型范围为50至150 mL / g。但是有大量的高浓度生活污水系统以200SVI运行，出水水质也可以保持良好。因此建议各个污水处理厂要做的的是，对每天运行的SVI进行一段时间的统计，至少在一年的时间内进行全部的统计，然后将SVI值与出水的SS进行比较。以这种方式确定特定于自己污水处理厂的最佳SVI值。然后根据日常的SVI的有任何显着增加（或减少），来提供指示混合液中的微生物的潜在问题的警报。