【干貨】詳解污泥沉降比！
廢水處理的重要環節，首先是廢水中有機物在曝氣池中微生物的作用下合成菌膠團的過程,其次是菌體有機物的絮凝、沉淀和分離過程；研究證明，影響污水處理質量的主要因素：首先是曝氣池中由菌體有機物形成的活性污泥濃度（MLSS）的大小；其次是活性污泥凝聚、沉淀性能的好壞。一方面，可以直接了解污泥凝聚、沉淀性能的好壞；另一方面，污泥沉降比值在一定程度上也是污泥濃度大小的定量反映；因此，污泥沉降比是用以指導工藝運行的重要參數。
1、觀察沉降比在實際生產中的指導作用
在以活性污泥法處理污水的處理廠，影響廢水處理工藝運行效果的因素很多,在缺乏經驗數據支持情況下，運行管理人員均以沉降比作為指導運行的主要工藝參數，根據沉降比來判斷曝氣池工藝運行情況，為工藝調整提供科學依據，從而控制廢水處理效果。這不僅是因為它具有操作簡單、歷時短的特點；
其次，運行管理人員、工藝工程師可以通過測量污泥沉降比隨時觀察活性污泥的絮凝、沉淀過程，肉眼觀察可以直觀地反映出系統的運行情況，了解活性污泥特性，如污泥膨脹，污泥解體，污泥脫氮，污泥腐敗等問題都能很直接地反映出來。還可以通過沉降比進行鏡檢觀察生物相，可以反映系統的工藝運行情況，當污泥中含有一定量的絲狀菌是正常的，但數量過多說明污泥膨脹，但水中出現一些游離細菌，說明水質處理得很好，當出現大量游離細菌時說明沉淀性能惡化，水中的鐘蟲是反映工藝狀況的指示性生物，如果鐘蟲活躍說明水質處理好；在環境惡劣時原生動物活力減弱，鐘蟲口緣纖毛擺動停止，伸縮泡停止收縮，還會脫去尾柄，重提變成圓柱體，越來越長，終至死亡。當鐘蟲出現大氣泡時，說明水中缺氧；當負荷高同時水中缺氧時會出現屋滴蟲，腎形蟲，草履蟲，豆形蟲；當曝氣過度時出現變形蟲。
運行管理和操作人員可以通過活性污泥沉降過程發現問題，從污泥沉降比大小的突變、活性污泥顏色及靜置后上浮情況，了解污泥性質及曝氣供氧情況，沉降比還可以很直觀地反映污泥濃度，然后可以間接地反映出負荷，對于調整負荷，控制F值，M值有一定的意義。另一方面，運行管理人員可以通過觀察污泥沉降比來確定剩余污泥的排放量，從而控制曝氣池中污泥濃度的大小，使曝氣池污泥負荷處于沉降區，確保出水水質。
2、沉降比與污泥指數（SVI）的關系
污泥沉降比（SV％）是指曝氣池混合液在100ml量筒中，靜置、沉淀30min后，沉淀污泥與混合液之體積比（％）。
沉淀后的污泥的體積反應的是廢水中所占的體積，蓄凝體的沉降屬于集團沉淀，其中的污泥并沒有壓縮，其中空隙水未被加壓出去，因為此時的污泥是具有活性的，仍處于流化狀態，其中含水率幾乎沒有減少，與有機物處于完全混合時含水率一樣都在99%左右，而其中的1% 就是污泥的干重，所以污泥處于正常狀態適其水量與干重的比值為99/1，也就是說污泥重量與污泥干重之比為100/1的關系，此時污泥的密度與水的密度一致，污泥濃度即是100ml時的重量，SV%×V容積×ρ水×10/ SV%×V容積×ρ污泥×1%（含水率）=SVI，可以看出污泥指數就是含水率的倒數，當1%的含水率時，SVI=100，含水率為0.80%時為SVI=125，說明已發生污泥膨脹了；當1.25%的含水率時，SVI=80 ，說明廢水中無機顆粒過多或未被降解的多，沉速過快，污泥活性不好。
在我廠運行中，當SVI值在80-120之間，此時污泥呈褐色、絮狀，沉淀性能良好；當SVI值小于80時，說明污泥泥齡過長或有機物含量過低，此時污泥細碎，顏色發黑，活性不好；當SVI值大于120時，污泥過于松散，呈淺褐色，沉淀性能較差；另外，污泥沉降比測量結束后，通過觀察量筒中污泥放置多少時間后上浮，可以判定曝氣池的供氧情況。如污泥在靜沉放置3-4小時后仍不上浮，呈褐色，證明活性污泥性狀較好，曝氣供氧充分；如靜沉2小時左右污泥上浮，呈黑色，說明污泥厭氧，曝氣池供氧量不足。如果靜置10分鐘后剛沉下去就上浮，說明污泥膨脹，在工藝運行中，如果進水量、剩余污泥排放量等運行條件比較穩定，污泥沉降比值不會發生突變，SVI值也比較穩定，此時的污泥沉降比值對應一定的活性污泥濃度。但是，當污泥沉降比值在進水水質、溫度或其它運行條件的影響下突然發生改變時，說明活性污泥增長期將處在不同階段，SVI值也必然受到影響，此時污泥沉降比值與MLSS的對應關系也將發生改變。下面是兩個在一定條件下影響沉降比值突然發生改變的例子。
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3、污泥沉降比值是MLSS定量的直觀反映
在公式可以證明MLSS(g/L)=SV/SVI式中SVI(ml/g)為污泥指數，即評定活性污泥凝聚、沉淀性能的指標。在穩定的廢水處理工藝中，由于SVI值在一段時間內基本保持在某一穩定區間，因此，通常情況下，在SVI值比較穩定的情況下，污泥沉降比值與污泥濃度存在著一定的線性或對數關系。即污泥沉降比值能夠反映曝氣池中混合液的濃度，它與污泥濃度成正比例關系。為生產實踐需要，忽略中間計算過程，正常時沉降比與污泥濃度比大致簡化為1/10。即當SV%為30%時，污泥濃度約為3mg/l，當SV%為40%時，污泥濃度約為4mg/l，這是在正常污泥指數80—100之間，當異常時膨脹時SV%高而污泥濃度低比率在1.5—2.0/10，說明含水率高。比率在1.5—2.0/10的范圍。此時通過它就可以反映出污泥濃度比率。這對于及時反映污泥濃度不用化驗測得來的直接而迅速。通過對多年的相關數據進行分析研究，得出在SVI為不同值時污泥沉降比與污泥濃度的對應關系，如圖1、圖2、圖3：
以上三圖及對應關系式表明：當SVI＜120時，污泥沉降比與MLSS呈線性關系，其中，當SVI＜80時，MLSS值隨污泥沉降比變化的斜率比80＜SVI＜120時的大，當SVI>120時，污泥沉降比與MLSS呈對數關系。這說明：當SVI值比較穩定的情況下，污泥濃度與污泥沉降比之間存在著穩定的對應關系。隨著SVI值的階段性增大，污泥濃度隨污泥沉降比變化的幅度越來越小。
4、 污泥沉降比與季節氣溫的關系
溫度在一定程度上影響污泥沉降比與污泥濃度的關系，即污泥指數的大小。
污泥沉降比與污泥濃度的對應關系，主要因SVI值的改變而發生變化，SVI值大小的改變，除受生物增長期和一些偶然因素影響外，溫度是影響SVI值大小的主要因素。下圖為一年四季中不同月份下所對應的SVI值情況。
此圖表明，在一年四季中，SVI值隨著季節的不同變化較大，一般情況下，在換季季節，SVI值會突然增大，后來，隨著對季節溫度的適應，SVI值又逐漸減小，直到下一個季節的轉換，SVI值又出現另一個最高值。由圖4可以看出，SVI在1月、5月、9月出現較高值，在2月、8月、12月出現較低值，總體來講，春季SVI值相對較高，冬季較低。當然，因每年的季節溫度變化不會完全一樣，再加上其它因素的影響，所以每年SVI值隨季節的變化曲線也會有所不同，但是，因季節溫差而產生的對SVI值的影響將不會改變，其影響趨勢也基本相同。
5、污泥沉降比與污水處理效果的影響
不同的污泥沉降比，會導致不同的污水處理效果，圖5、圖6、圖7分別為BOD去除率、COD去除率、SS去除率與污泥沉降比的關系圖。
由圖可以看出，BOD去除率在沉降比大于5%且小于50%的情況下，基本都能穩定在80%以上，當沉降比大于50%時，BOD去除率趨于分散。COD去除率在沉降比小于15%時不太穩定，當沉降比值在15%和50%之間時，其去除率基本能穩定在80%以上，當沉降比大于50%時，COD去除率明顯出現不穩定趨勢。SS去除率在沉降比小于15%時很不穩定，當沉降比在25%和50%之間時，基本能保持在85%以上，當沉降比大于50%時，SS去除率也趨于分散。三圖說明：沉降比小于15%時，曝氣池混合液濃度低，活性污泥發育不良，處于不成熟期，污泥絮凝、沉淀效果差，菌膠團松散，活性污泥微生物不活躍，從而造成出水水質不穩定，甚至不能達標；當沉降比在15%～50%之間時，活性污泥已經成熟，混合液濃度較高，一般都在2000～3000mg/l左右，污泥負荷處在沉降區段，污泥絮凝、沉淀性能都比較好，微生物也很活躍,出水水質穩定。為了減少曝氣池的鼓風量，節約能源，我們一般將污泥沉降比控制在15%～30%之間。
綜上所述，對于以活性污泥法處理廢水的生產運行管理人員來說，不論從理論還是從實踐上看，測定污泥沉降比是用以指導工藝運行的重要方法。因為它不但操作簡單、方便，而且能使運行管理人員隨時了解曝氣池中活性污泥的濃度和泥質情況，從而掌握和控制整個工藝的運行參數，通過確定穩定的污泥沉降比值，靈活的調整負荷。可以達到控制廢水處理效果，保證出水水質的目的。
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