活性污泥的沉降性能與剩余污泥量對(duì)活性污泥法污水處理工藝的運(yùn)行和運(yùn)行費(fèi)用有重要影響.影響活性污泥的沉降性能（SVI）和剩余污泥量的因素有很多，一般認(rèn)為SVI、剩余污泥量主要與污水類(lèi)型、污泥負(fù)荷、反應(yīng)器類(lèi)型有關(guān)。在為某廠解決SBR系統(tǒng)曝氣反應(yīng)初期溶氧低的問(wèn)題時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)在SBR中， SVI、剩余污泥量還與反應(yīng)器的進(jìn)水時(shí)間和曝氣方式有關(guān)，并做了相應(yīng)的研究。

1實(shí)驗(yàn)裝置與方法

1.1實(shí)驗(yàn)裝置

兩個(gè)直徑為19 cm 高40 cm的透明有機(jī)玻璃容器作為實(shí)驗(yàn)SBR反應(yīng)器。有效水深30 cm，因此有效容積為8.5 L。實(shí)驗(yàn)的活性污泥來(lái)源于城市污水處理廠的剩余污泥， 經(jīng)半個(gè)月左右的馴化后用于正式實(shí)驗(yàn). 反應(yīng)器內(nèi)平均活性污泥濃度3000mg/L左右。兩個(gè)反應(yīng)器平行工作，用以比較。曝氣系統(tǒng)由一組設(shè)在反應(yīng)器底部的微孔曝氣頭、空氣管道、可調(diào)式氣體流量計(jì)、電磁閥和氣源組成。電磁閥用以切換氣源（見(jiàn)圖1）。各反應(yīng)器設(shè)置一小型攪拌器， 以47轉(zhuǎn)/分的慢速在反應(yīng)器的進(jìn)水階段及反應(yīng)階段對(duì)混合液進(jìn)行攪拌。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)是在運(yùn)行周期均為6小時(shí)、反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)，污泥負(fù)荷為L(zhǎng)i =0.2 (d-1)和供氣總量相同的條件下，對(duì)四種運(yùn)行方式進(jìn)行比較：(I) 短時(shí)進(jìn)水（以下縮寫(xiě)為IF）；(II) 30分鐘缺氧進(jìn)水（以下縮寫(xiě)為F30）；(III) 30分鐘曝氣進(jìn)水（以下縮寫(xiě)為A-F30）；(IV) 30分鐘缺氧進(jìn)水及分級(jí)反應(yīng)曝氣（以下縮寫(xiě)為分級(jí)-A）。供氣總量為234升。四種運(yùn)行方式的內(nèi)容與時(shí)間分配為，IF：2分鐘缺氧進(jìn)水， 3小時(shí)曝氣反應(yīng)(曝氣強(qiáng)度為1.3 l/min)，沉淀3/4小時(shí)，撇水0.5小時(shí)；F30：缺氧進(jìn)水30分鐘，反應(yīng)3小時(shí)(曝氣強(qiáng)度同IF的)，沉淀1小時(shí)，撇水0.5小時(shí)；A-F30：曝氣進(jìn)水30分鐘(進(jìn)水、反應(yīng)的曝氣強(qiáng)度均勻一致， 為1.1l/min)，其余各階段同F(xiàn)30的；分級(jí)-A： 曝氣反應(yīng)共3小時(shí)，反應(yīng)階段前0.5小時(shí)，曝氣強(qiáng)度為2.5l/min，其后減小為0.90l/min；其余各階段同F(xiàn)30的。

1.3 廢水

本實(shí)驗(yàn)用醋酸和氨鹽、磷酸鹽、微量元素配置成人造廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。廢水BOD5 =303mg/l。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

在本實(shí)驗(yàn)條件下， 四種運(yùn)行方式的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計(jì)整理， 按下列式子計(jì)算產(chǎn)泥率：

式中： Yobs--- 污泥顯產(chǎn)率

So---進(jìn)水基質(zhì)濃度   (mg/l)              

Se---出水基質(zhì)濃度   (mg/l)

---每個(gè)周期排泥體積 ( l )

X----排泥時(shí)的污泥濃度  (mg/l)          

----出水污泥濃度  (mg/l)

   Vf---進(jìn)水體積 ( l )；  本實(shí)驗(yàn)為2.8l.          

結(jié)果為， IF方式下活性污泥的產(chǎn)泥率為0.53，F(xiàn)30為0.48，A-F30為0.47，分級(jí)-A為0.33. 分級(jí)-A方式下的產(chǎn)泥率明顯低于運(yùn)行方式IF和F30的 。

2.1 從一個(gè)周期基質(zhì)量的變化分析運(yùn)行方式對(duì)產(chǎn)泥率的影響

圖2顯示的是按四種運(yùn)行方式運(yùn)行的各反應(yīng)器一個(gè)周期內(nèi)水中殘余COD的變化情況。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)， 在IF的反應(yīng)初期， COD有明顯的、速率較快的下降； 這是生物吸附引起的[3]. 類(lèi)似的現(xiàn)象在F30的進(jìn)水階段也被測(cè)得， 只是由于進(jìn)水較緩、有利吸附的條件持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)， 下降速率較小. IF反應(yīng)初期及F30進(jìn)水后階段， COD在下降之后的上升， 可分別認(rèn)為是曝氣反應(yīng)促使部分被吸附基質(zhì)釋放和基質(zhì)被吸附飽和之后濃度在混合液中增加的結(jié)果。A-F30的進(jìn)水階段， 由于曝氣， 類(lèi)似的吸附現(xiàn)象不明顯. 比較可見(jiàn)， 由于進(jìn)水階段的吸附和少量生化反應(yīng)(缺氧或好氧)， 一個(gè)周期內(nèi)， F30和A-F30的平均COD水平低于IF的； 而這三個(gè)方式下混合液中平均COD水平均高于分級(jí)-A的， 尤其是IF和F30反應(yīng)的前半階段COD水平約是分級(jí)-A同期COD的2倍； 這主要是在分級(jí)-A方式下，生化降解反應(yīng)比較強(qiáng)烈的緣故 (原因分析后敘) 。所以， 由于COD平均水平較低， 分級(jí)-A方式下微生物的內(nèi)源分解大于合成， 活性污泥的產(chǎn)率較低； 而IF的情況則相反。同時(shí)可以查看中國(guó)污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。

2.2 從生物活動(dòng)的角度理解運(yùn)行方式對(duì)產(chǎn)泥率的影響

四種方式下生化反應(yīng)強(qiáng)度的不同可由一個(gè)周期內(nèi)SOUR隨時(shí)間的變化得到驗(yàn)證。SOUR反映了生物活動(dòng)強(qiáng)度[4]。從本實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)（圖3）發(fā)現(xiàn)， SOUR與基質(zhì)濃度、曝氣強(qiáng)度有關(guān). F30和分級(jí)-A的進(jìn)水階段，SOUR隨基質(zhì)量的增加而上升. 實(shí)際上在缺氧的情況下， 好氧生物的活動(dòng)很低，而OUR是在混合液先充氧況下測(cè)得的[5]， 這一階段的SOUR值反映的是一種潛在生物活動(dòng)能量。在反應(yīng)階段的前50分鐘， 所有這四種運(yùn)行方式的SOUR曲線均呈現(xiàn)一近似水平段. 這是在基質(zhì)濃度飽和情況下， SOUR的最大值(記作SOURmax). 實(shí)驗(yàn)表明SOURmax亦與曝氣強(qiáng)度有關(guān)。F30、IF方式曝氣強(qiáng)度為1.3l/min， SOURmax為3.1 ´10-4mgO2/l-min-mgMLVSS；. 分級(jí)-A第一階段曝氣強(qiáng)度為2.6l/min， SOURmax高達(dá)近4.0´10-4mgO2/l-min-mgMLVSS； A-F30曝氣強(qiáng)度為1.1l/min， SOURmax約為2.8´10-4mgO2/l-min-mgMLVSS。從圖4中可見(jiàn)，在A-F30、F30、IF方式的曝氣階段初期，DO接近于零。這是因?yàn)�，反�?yīng)器在平均值的曝氣強(qiáng)度下，供氧速率跟不上因強(qiáng)烈的生物活動(dòng)引起的需氧速率。因而微生物活動(dòng)受到抑制. 而分級(jí)-A的第一階段曝氣中， DO形成一突躍。這可認(rèn)為在高于標(biāo)準(zhǔn)平均值的曝氣強(qiáng)度下， 供氧速率可超過(guò)因強(qiáng)烈的生物活動(dòng)引起的需氧速率。因此，微生物活動(dòng)強(qiáng)烈， SOUR值較高.由此可見(jiàn)， 在分級(jí)-A方式下的反應(yīng)初期，較高的溶氧水平、因較大曝氣強(qiáng)度而加強(qiáng)的混合液攪拌和物質(zhì)傳遞，加快了基質(zhì)的生物降解，使微生物較早地進(jìn)入內(nèi)源呼吸狀態(tài)，因此污泥產(chǎn)率較低。而在其它三種方式下，溶氧不足抑制了生物活動(dòng)， 生物降解相對(duì)較慢，推遲了微生物進(jìn)入內(nèi)源呼吸狀態(tài)，即微生物處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)的時(shí)間較短，污泥產(chǎn)率較高。

2.3 運(yùn)行方式對(duì)污泥性質(zhì)的影響及其分析

實(shí)驗(yàn)顯示， 四種方式下活性污泥的性質(zhì)也不盡相同。圖5是根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)繪制的四種方式下活性污泥的沉降曲線。曲線前半段的斜率可表示污泥的沉降速率，而后半段的縱坐標(biāo)值和斜率則反映了污泥的壓縮性能。圖中可見(jiàn)，

IF、A-F30與分級(jí)-A方式下污泥的沉降性、壓縮性均優(yōu)于F30， 其中IF方式下污泥的沉降性、壓縮性最好，A-F30與分級(jí)-A的相近， 居次。沉降性好， 在沉淀階段有利于固液分離， 而壓縮性好則有利于污泥濃縮與脫水。從濃度梯度角度看， 按IF方式運(yùn)行， 廢水瞬時(shí)進(jìn)入SBR，混合液中的基質(zhì)降解過(guò)程類(lèi)似某一時(shí)刻進(jìn)入連續(xù)、推流式反應(yīng)器的一批混合液中的基質(zhì)降解過(guò)程，濃度梯度大， 因而污泥性能好[6] 。進(jìn)水時(shí)間越長(zhǎng)， 反應(yīng)器的f ： r 比(進(jìn)水：反應(yīng)比)增大， 混合液中基質(zhì)濃度梯度越接近完全混合反應(yīng)器[7]， 有利于絲狀菌生長(zhǎng)， 污泥性能越差. 因而F30、A-F30與分級(jí)-A方式下的污泥性能要遜于IF方式下的。

圖6為按分級(jí)-A方式運(yùn)行的反應(yīng)器(左)與按F30方式運(yùn)行的反應(yīng)器沉淀10分鐘時(shí)污泥的狀態(tài)。

結(jié)論

SBR進(jìn)水階段的長(zhǎng)短、是否曝氣， 反應(yīng)階段曝氣強(qiáng)度的分布都會(huì)影響活性污泥的產(chǎn)率與性質(zhì)。較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)水和反應(yīng)初期高強(qiáng)度曝氣， 可使反應(yīng)器污泥產(chǎn)率較低； 其中反應(yīng)初期能克服需氧量的高強(qiáng)度曝氣對(duì)降低污泥產(chǎn)率作用明顯�？焖龠M(jìn)水方式下活性污泥的性能最佳。來(lái)源：谷騰水網(wǎng)