工艺技术详解：活性污泥浓度MLSS

查看全部 · 发表于 2021-4-11 18:55:42

活性污泥法的运行需要众多控制参数的合理调控，其中包括活性污泥浓度(MLSS)的控制，它是污水系统日常运行中最常用的指标之一。对此，今天针对MLSS的定义和其他指标关系进行详细的介绍。

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活性污泥浓度MLSS定义

活性污泥浓度是指曝气池出口端混合液悬浮固体的含量，用符号MLSS表示，其单位是mg/L，它用来计量曝气池中活性污泥数量。

MLSS的总量包括以下四个方面:
活性的微生物；
吸附在活性污泥上不能为生物降解的有机物；
微生物自身氧化的残留物；
无机物。

操作过程中，特别要注意的是MLSS仅指曝气池中混合液的浓度，而不考虑二沉池内混合液的浓度。同时，在监测曝气池混合液浓度的时候需要注意是以曝气池出口端混合液浓度为标准来衡量整个曝气池内活性污泥浓度的。

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活性污泥浓度和其他控制指标的关系

(1) 活性污泥浓度MLSS和污泥龄的关系

污泥龄是通过排除活性污泥来达到污泥龄指标的可操作手段的。通过合理的污泥龄及食微比的控制即可给出控制活性污泥浓度的合理范围。事实上，若一味提高活性污泥浓度，在进水有机物浓度不高的情况下，污泥龄就会特别长，超出正常控制的污泥龄值，这明显地提示我们活性污泥浓度控制过高，这样要比用活性污泥浓度的绝对值来判断是否对活性污泥浓度的进行控制要准确的多。

(2) 活性污泥浓度MLSS与水温的关系

活性污泥在生化池内的生长、繁殖、代谢和水温的关系是密切的。水温每降低10℃，活性污泥的活性将降低一倍；当水温低于10℃时，可以明显发现处理效果不佳。对此通过活性污泥浓度的调整来应对水温的变化：

当水温偏低时，可以提高活性污泥浓度，以抵消活性污泥活性降低的负面影响，从而达到活性污泥在水温偏低时去除效率增高的目的。

当水温较高时，活性污泥活性旺盛，控制过高的活性污泥不利于活性污泥的沉降，这样的情况就可以指导我们通过降低活性污泥浓度来规避出现未沉降絮体和混浊的上清液的不良状况。

(3) 活性污泥浓度MLSS和活性污泥沉降比的关系

活性污泥浓度会影响沉降比的最终沉降值。活性污泥控制浓度越高，活性污泥沉降比的最终结果就越大，反之则越小。这是因为活性污泥浓度较高时，生物数量多，在压缩沉淀后自然就会出现较高的沉降比了。这与其他也能导致沉降比升高的因素相区别的要点是，观察沉降压缩后的活性污泥是否密实，色泽是否呈深棕揭色。通常非活性污泥浓度升高导致沉降比升高的情况中多半压实性差，色泽暗淡。

当然，活性污泥浓度过低对沉降比影响也很明显，但是往往不是由于操作人员刻意降低活性污泥浓度导致沉降比过低的，而是进水有机物浓度过低导致的。这样的情况，操作人员总觉得活性污泥浓度控制过低，就努力的去拉高活性污泥浓度，结果就是出现活性污泥老化，最后的沉降比观察会发现活性污泥压缩性高、色泽深暗、上清液清澈但夹有细小絮体等典型活性污泥老化的现象。

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污泥浓度的测量

1、实验室样品采集在du干净的玻璃zhi瓶内，dao采样之前用待采的水样专清洗三次，然后采集属具有代表性的水样100―200ml，盖严瓶塞。应尽快分析。

2、用扁嘴无齿镊子夹取定量滤纸放于事先恒重的称量瓶内，移入烘箱中于103―105℃烘干半小时后取出置于干燥器内冷却至室温，称其重量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差≤0.2mg，记录(W1)。将恒重的滤纸放在玻璃漏斗内。

3、用100ml量筒量取充分混合均匀的试样100ml，静止30分钟后读取沉淀后污泥所占的体积V(ml)。

4、倾去上述量筒中清液，用准备好的滤纸进行过滤量筒中的污泥，并用少量蒸馏水冲洗量筒，合并滤液。(为提高过滤速度，应采用真空泵进行抽滤。)将载有污泥的滤纸放在原恒重的称量瓶里，移入烘箱中于103―105℃下烘2~3小时后移入干燥器中，使冷却到室温，称其重量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差≤0.4mg为止，记录(W2)。

5、计算污泥浓度，MLSS(mg/L)=(W2–W1)×10^6÷100。

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污泥浓度对硝化反硝化的影响

1、污泥浓度对硝化的影响

　　影响硝化反应的环境因素有很多包括：PH、温度、SRT、DO、BOD/TKN、污泥浓度、有毒物质等。实际污水处理厂在工艺的运行中只能对SRT、DO、BOD/TKN、污泥浓度等参数进行控制。

　　a. 在好氧硝化过程中较高的污泥浓度其硝化细菌的浓度相对较高，因此好氧硝化反应的速率在高污泥浓度条件下较高。

　　b. 一定污泥泥龄是保证生物污泥中的硝化细菌存在的条件，同时创造良好的硝化细菌生存条件更能提高其在微生物菌群中所占比例，从而提高硝化细菌浓度。高污泥浓度下在厌氧阶段会有更多的BOD被消耗，进入好氧阶段其BOD/TKN也就相对更低些。

　　一些研究表明活性污泥中硝化细菌所占的比例，与BOD/TKN呈反比关系。由于硝化菌是一类自养菌，有机基质的浓度并不是它的生长限制因素，但若有机基质浓度过高，会使生长速率较高的异氧菌迅速繁衍，争夺溶解氧，从而使自养菌的生长缓慢且好氧的硝化菌得不到优势，结果降低硝化速率。

　　c. DO值一般是污水处理厂硝化阶段的重要重要指标，一般情况下DO值在2mg/L以上。在大多数氧化沟工艺中其沟内平均DO值都很难达到2mg/L，一般维持在1mg/L或更低水平，但其硝化效果仍然良好，分析原因为氧化沟特有的相对较高污泥浓度虽然其沟内DO值较低，但其它有利于硝化的因素增强。

　　污泥浓度增高，也就增大生物处理池的的有效容积，同时降低了负荷等。从另一角度分析提高污泥浓度其微生物好氧量也相应增加，在同等曝气量条件下，溶解氧仪显现出来的数值也应该较低。以上几点说明提高污泥浓度，生物池中的DO值可适当降低，硝化效果仍可维持良好水平。

　　d. 为保证活性污泥中硝化细菌的正常生长繁殖，泥龄一般应控制在8天以上。但为了使硝化细菌与其它异氧细菌有相对平衡的生存竞争力，应在污泥不发生严重老化前提下提高泥龄，相应也就是增大生物系统的污泥浓度。

2、污泥浓度对反硝化影响

　　生物反硝化作用即为在缺氧条件下反硝化细菌利用硝酸盐中的离子氧分解有机物的过程，硝酸盐即被还原为N2，完成脱氮过程。反硝化过程中的反硝化细菌是大量存在于污水处理系统中的异氧型兼性细菌，在有氧存在条件下，反硝化细菌利用氧进行呼吸、氧化分解有机物。

　　在无分子氧的条件下，同时存在硝酸和亚硝酸离子时，它们能用这些离子中的氧进行呼吸，使有机质氧化分解。反硝化细菌能够利用各种各样的有机基质作为反硝化过程中的电子供体，其中包括：碳水化合物、有机酸类、醇类以及甚至像烷烃类、苯酸盐类和其它的苯衍生物这些化合物，它们往往是废水的主要组分。影响反硝化速率的因素较多，包括PH值、温度、DO、碳氮比、污泥浓度等，实际污水处理厂在工艺的运行中只能对DO、污泥浓度等参数进行控制。碳氮比虽然是反硝化反应中重要的影响因素但其和来水水质有很大关系一般实际运行中很难控制。

　　a. 反硝化反应过程中要求在无分子氧存在的条件下反硝化细菌才能利用硝酸盐及亚硝酸盐中的离子氧分解有机物。之前提到，高污泥浓度的生物系统在硝化过程中可适当降低溶解氧值，同时保持硝化效果，因此使硝化末端降低溶解氧可以有效的减少硝酸盐回流液中所携带的溶解氧含量，降低分子氧在缺氧区对反硝化进程的影响，提高反硝化菌利用碳源的反硝化能力。

　　同时高污泥浓度自身内源代谢好氧量也相对较强，可以进一步消耗回流及缺氧段中的溶解氧。再有非常高的污泥浓度会改变混合液的粘滞性，增大扩散阻力，从而也使回流携带的溶解氧降低，在一些使用明渠作为回流通道的处理工艺中可以减小回流跌落的充氧量。总之高污浓度对于降低实际工艺运行中反硝化阶段的DO值有较大作用。

　　b. 由于反硝化细菌是异氧型兼性细菌在污水处理系统大量存在，提高系统中的污泥浓度可有效的提高反硝化细菌的浓度。反硝化反应速度与硝酸盐亚硝酸盐浓度基本无关，而与反硝化细菌的浓度呈一级反应。

　　因此在实际工艺运行中高污泥浓度可以缩短反硝化的时间减小缺氧段的有效容积。在缺氧段有效容积一定的件下，高污泥浓度的反硝化反应可以更好的利用有机基质中相对较难降解的有机物作为碳源进行反硝化反应。这一点对于脱氮除磷工艺，尤其C源不足的情况尤为重要。

　　c. 高污泥浓度其微生物菌胶团直径相对较大，在硝化反应过程中受溶解氧低的影响，氧的压力梯度较小，菌胶团内部容易形成缺氧环境从而发生反硝化反应。所以高污泥浓度可以促进同程反硝化。

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污泥浓度对生物除磷的影响

生物除磷的关键点是提高聚磷菌在活性污泥系统中所占比例，同时在系统运行过程中大量增长繁殖，在排出系统时聚磷菌体内含磷量维持在一个较高水平。

　　为了提高系统中聚磷菌所占活性污泥的比例就要为聚磷菌营造更优越的适合其生长繁殖的环境及水力条件，即工艺流程上有良好的厌氧、好氧环境，厌氧区的环境因素控制对聚磷菌的生长繁殖，以及除磷功能的实现尤为重要。厌氧区的高污泥浓度对于聚磷菌更为有利。

　　生物除磷的效率与泥龄关系密切，只有在一定泥龄(3天左右)的情况下才能有效的排除过量的磷，实现除磷功能，在进水SS一定的情况下，由于污泥浓度与泥龄为正比关系，所以在超出一定范围污泥浓度越高对应的除磷效果越差！

　　a. 保证除磷效率的泥龄下，提高污泥浓度在厌氧区其聚磷菌浓度也相应较高，释磷的微生物量增多，后续好氧吸磷微生物量也就会相应增加，增大了系统整体的除磷作用。

　　b. 厌氧区聚磷菌吸收VFA释磷，同时厌氧区在高污泥浓度的条件下可作为系统的厌氧酸化段，对水中的高分子难降解有机物起到厌氧水解作用，聚磷菌释磷过程中释放的能量，可供聚磷菌主动吸收乙酸、H+、等使之形成PHB形式贮存在菌体内，从而促进有机物的酸化过程，提高污水的可生化性增大后续处理过程中的反硝化反应所用碳源。