环保学院丨利用污泥沉降比SV30分析生化

　　

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污泥沉降比（SV30）是指泥水混合液在量筒静止沉降３０ｍｉｎ后污泥所占的体积百分比。它是分析污泥性状乃至整个系统运行工况的重要指标，也是分析污泥性状最简易、有效、成本低廉、观察最全面的一个重要指标，可用于表征生物处理工艺的运行状况。然而在实际运行生产过程中，针对污泥沉降比的应用缺乏深入的研究，操作人员在运行管理中往往仅把污泥沉降比作为一个结论性的指标，忽视了该指标在测定过程中所包含的重要信息，即测定时仅记录污泥的沉降百分比数值、观察污泥沉降３０ｍｉｎ后的状况，且由化验室来进行测试，而运转操作工不关心测定过程等。根据多年污水处理厂运行管理的实践，本文较系统地梳理了污泥沉降比在测定过程中容易产生问题的环节，并总结了利用污泥沉降比分析污水处理厂工艺运行状况的经验，为相关工作提供借鉴。

１　污泥沉降比

SV30对分析生化反应工艺状况的重要性众所周知，活性污泥工艺系统是处理生活污水和类似有机废水的基本方法之一。活性污泥工艺运行的状况取决于活性污泥性状的好坏，即“泥好水好”。活性污泥处理系统的关键设施是曝气池和与之相匹配的二沉池。曝气池的工况又往往在相匹配的二沉池中反映出来。SV30测定的过程某种程度上是效仿一只透明的二沉池，沉降过程如图１所示。只有高度重视SV30的测定过程才能直观地或者间接地了解整个生物处理系统的运行工况，对指导运行管理具有重要的实用意义。因此，加强对SV30测定方法的规范即加强对SV30测定过程的观察分析非常重要。

２污泥沉降比SV30测定方法的规范污泥沉降比（SV30）的测定是一项人为因素占决定性的工作，不规范的操作过程不但容易引起测定过程中污泥沉降过程观察的偏差，更容易直接导致测定数值的误差，从而对污水厂运转操作工的判断形成误导，影响污水厂生化工艺的高效运行甚至影响出水水质。通过对实践经验的总结，认为污泥沉降比（SV30）测定过程中存在若干容易被忽略的操作问题。２．１混合液采样点应正确设置将污泥沉降比（SV30）测定的过程作为二沉池仿真运行的模型，因此采得的样品应尽可能与实际二沉池进水情况相似，而非简单随意地从曝气池中的任一位置采样。由于曝气池末端的混合液直接代表了进入二沉池待沉降的活性污泥，曝气池混合液采样点应设置在曝气池的末端，使其更具沉降代表性。２．２混合搅拌力度要控制适中为测定污泥沉降比（SV30），混合液倒入量筒后一般需要通过搅拌使混合液达到均匀状态。然而搅拌力度的不同对测定结果产生影响，过分剧烈地搅拌虽然可快速搅拌均匀，但可能将污泥絮体打碎，影响沉降的速率，引起测定结果误差，因此应慢速且匀速将混合液倒入量筒，搅拌力度也应缓慢匀速，切不可剧烈搅拌。２．３量筒规格选择要严格准确量筒的选择是测定操作过程的主要环节之一。实践过程中，有操作人员为贪图方便或受限于试验条件，随意选用１００ｍＬ的量筒进行测定，然而量筒的大小直接影响比表面积，从而影响液面张力。１００ｍＬ量筒表面积较小，液面张力较大，影响污泥沉降的速率和百分比，其测试结果较高，因此出现不必要的误差。曾有工程技术人员对此作过深入对照试验和探讨。其方法是：分别用１０００ｍＬ和１００ｍＬ量筒测定同一座污泥发生膨胀的曝气池的混合液污泥沉降比，用１０００ｍＬ量筒测得的ＳＶ３０平均值为８１％，用１００ｍＬ量筒测得的ＳＶ３０平均值为９７％。将混合液加自来水稀释一倍，用１００ｍＬ量筒测定ＳＶ３０，将测定值乘以２，其结果等于大量筒的污泥沉降比，多次试验的结果都基本相同。因此准确选用１０００ｍｌ的量筒进行测试，对测定结果至关重要。３污泥沉降比SV30测定过程的观察重点在严格遵守污泥沉降比SV30测定过程规范操作时，测定过程其实就是二沉池污泥沉降情况的模拟。测定时观察污泥沉降的具体过程，可以帮助运行操作人员快速判断二沉池内的实际沉降情况，可以对生化系统运行过程中存在的问题进行快速诊断、快速响应，避免响应迟滞，影响出水水质的情况发生。３．１沉降过程观察的重点内容SV30测定过程中，生化工艺运行的状况主要通过污泥沉降的速率、污泥的颜色、嗅味、絮体大小以及上清液的清晰与否进行直观反馈。在ＳＶ３０测定过程中，应重点对以下六个方面进行观察和分析。（１）污泥的颜色和嗅味，以黄褐色和土腥味为良好；（２）絮体（矾花）形成的快慢和大小，以形成速度快、矾花形态大为好；（３）污泥沉降的快慢，以５ｍｉｎ内完成沉降过程的８０％左右为好；（４）泥水分界面的清晰度，以清晰为好；（５）上清液是否清澈，以清澈为好；（６）污泥沉降的百分比，一般生活污水以SV30为１５％～３０％为好，SV30计算如公式（１）所示。SV30＝（Ｖ泥／Ｖ混）×１００％（１）其中：Ｖ泥—污泥体积，ｍＬ；Ｖ混—混合液体积，ｍＬ。值得强调的是，虽然正常情况下污泥沉降应在５ｍｉｎ内完成超过５０％的沉降（一般沉降规律如图２所示），但污泥沉降速率的快慢是相对而言的，沉降速度快的污泥不一定绝对代表生化系统的良性运行，也可能出现正常活性污泥沉降速度比老化污泥慢、膨胀污泥沉降速度比正常活性污泥慢等状况，因此应结合各项观察内容来协同判断。

３．２异常现象的原因分析和快速响应的操作办法

通过观察SV30测定过程上述六个重点内容，综合分析，可基本对生化工艺的运行状况进行初判，要求污水处理操作人员熟练地了解和掌握SV30的测定过程和分析方法，及时发现和排除运行故障。常见的几种异常现象和相应的应对方法如下。

３.２.１　污泥颜色异常

正常的活性污泥呈黄褐色，具有土腥味。当污泥颜色发黑且具有腐臭味时，可能是曝气不足，混合液的溶解氧太低，发生了厌氧分解的情况，操作人员应及时增加曝气机（鼓风机）启用台数和曝气时间，使活性污泥中的溶解氧提高至２～４ｍｇ／Ｌ，消除存在的厌氧分解现象；当颜色变黄甚至金黄色时，可能为曝气太多，溶解氧过高，导致污泥老化、微生物自身氧化、负荷过低等情况，操作人员应适当减少曝气机（鼓风机）启用台数和曝气时间，使溶解氧降低到２～４ｍｇ／Ｌ的水平，缓解污泥老化现象。

3.3.2污泥沉降比高，泥水界面清晰，上清液澄清

此类原因一般是污泥沉降性能差，而活性较好，一般由丝状菌过多引起，可能发生污泥膨胀现象。发生此类现象可测定污泥浓度ＭＬＳＳ并计算污泥指数ＳＶＩ，当ＳＶＩ＞２００ｍＬ／ｇＭＬＳＳ、生物相镜检中发现有大量丝状菌（球衣菌）存在（且数量大于或等于菌胶团）时，即确认发生了污泥膨胀现象。按经验，当发生此类现象时应当分三步解决：

一是罗列产生污泥膨胀的原因，如天气原因（黄梅天或夏天）、溶解氧偏低、溶解氧充沛但营养不足负荷过低等。

二是根据实际情况对原因进行筛查。

三是根据分析具体原因和当时当地允许的可行措施来抑制污泥膨胀，一般可采用以下方法进行治本：一是加强曝气，使水中溶解氧＞２ｍｇ／Ｌ；

二是适当投加氮化合物（大粪、尿素等），如磷含量不足应投加磷类化合物（过磷酸钙）；

三是调整ｐＨ至６～９。

四是投加生化工艺自生的厌氧污泥，调整运行方案（ＤＯ可控制略高）。如上述四种措施均无明显效果，只能彻底更换污泥，重新启动生化系统。但部分情况下，受限于运行条件无法对系统进行治本修复，只能采用一些治标的方法予以缓解，具体可包括：

一是投加活性污泥重量剂（如泥沙、硅藻土等）强迫污泥沉降；

二是投加高分子混凝剂或混凝剂（如ＰＡＣ、ＰＡＭ、ＦｅＣｌ３等）强化污泥沉降；

三是氯处理，在回流污泥中投加漂白粉或液氯杀死丝状菌，但应特别注意采用此方法前应进行必要的小试，以免在杀死丝状菌的同时杀死其他系统内的良性菌群。

3.2.3污泥沉降比高，泥水界面基本清晰，上清液轻度浑浊此类现象一般由于废水的溶解性有机物较高，同时又缺乏足够的氮源和磷源，导致污泥的负荷较高、营养比失调。微生物虽然将大量有机物吸入体内，但由于缺乏营养物质，无法在体内进行正常的分解代谢，此时微生物会向体外分泌过量的多聚糖类物质，此类物质往往含大量亲水性的羟基，使污泥结合水的能力大大加强，沉降性能变差。发生此类现象应及时向废水中有针对性地补充营养物质。3.2.4污泥沉降比正常，有明显界面，但上清液很浑浊此类现象一般为污泥缺乏营养或污泥轻度中毒而产生部分解絮，出现此类现象时应延长沉降时间，观察上清液中细小絮体是否进一步沉降。此外，污泥负荷过高也可能出现这类现象。同时也应

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