活性污泥系统的运行分析

      在运行管理中，经常要进行运行调度，对一定水质水量的污水，确定投运几条曝气池、几座二沉池、几台鼓风机，以及多大的回流能力，每天要排放多少污泥。运行调度方案可按以下程序编制：

      确定水量和水质 即准确测定污水流量Q，入流污水的BOD5及有机污染物的大体组成。确定混合液污泥浓度MLVSS MLVSS值取决于曝气系统的供氧能力，以及二沉池的泥水分离能力。从降解污染物质的角度来看，MLVSS应进量高一些，但当MLVSS太高时，要求混合液的DO值也就越高，前已述及，在同样的供氧能力时，维持较高的DO值需要较多的空气量，而一些处理厂的曝气系统难以达到要求。

      确定有机负荷F/M 应结合本厂的运行实践，借助一些实验手段，选择最佳的F/M值。一般来说，污水温度较高时，F/M可高一些。反之，温度较低时，F/M应低一些。对出水水质要求较高时，F/M应低一些，反之，可高一些。传统活性污泥工艺的F/M一般在0.2-0.5kgBOD5/(kgMLVSS˙d)范围内。

      核算曝气时间Ta 曝气时间，即污水在曝气池内的名义停留时间，不能太短，否则，难以保证处理效果。对于一定水质水量的污水，当控制F/M在某一定值时，采用较高的。MLVSS运行，往往会出现Ta太短的现象。如Ta太短，即污水没有充足的曝气时间，污水中的污染物质没有充足的时间被活性污泥吸附降解，即使F/M很低，MLVSS很高，也不会得到很好的处理效果。因此，运行中应核算Ta值，使其大于允许的最小值。当然，Ta一般情况下也没有必要太大。传统活性污泥工艺一般控制Ta在6~9h之间，最低不能小于5h。Ta用下式计算：

Ta=Va˙n/Q

式中：

n——投运曝气池的数量。

当Ta太小时，可以降低MLVSS值，增加投运池数。

      在运行管理中，回流比作为应付突发情况的一种暂时手段是很有用的。例如当发现二沉池泥水界面突然升至很高时，可迅速增大回流比，将水界面降下来，保证不造成污泥流失。然后再分析原因，寻找其他措施，待问题解决之后，再将回流比调回原值。回流比虽可长期保持恒定，但必须每天检查其是否合理，如不合理，可随时作调整。

确定鼓风机投运台数 可用下式计算：

n=fo˙Q˙BODi/300Ea˙Qa

式中：

Qa--单台鼓风机的日供风量;

fo--耗氧系数，kgO2/kgBOD;

Ea--空气扩散器充氧效率，%。

      另外，当MLVSS 太高时，要求二沉池又叫强的泥水分离能力，一些处理厂的二沉池表面积相对较小，难以提供充足的泥水分离能力。因此，应根据处理厂的实际情况，确定一个最大MLVSS 值，一般在1500-3000mg/L之间。

确定曝气池的投运数量 可用下式计算:

n=QBODi/F/MMLVSSVa

式中：

n —— 曝气池数量，个;

Q ―― 污水处理量，m³/d;

BODi――污水原BOD浓度，g/L;

F/M ――污泥负荷，kgBOD/(kgVSS˙d);

MLVSS――混合液挥发固体浓度;

Va――每条曝气池的有效容积。

从式中可以看出，有机负荷F/M值越低，投运曝气池的数量就越多。同样，MLVSS越低，需要投运曝气池数也越多。

确定二沉池的水力表面负荷qh qh越小，泥水分离效果越好，一般控制qh不大于1.5m3/(m2˙h)。

       确定回流比R 回流比R是运行过程中的一个调节参数，前已述及，R应在运行过程中根据需要加以调节，但R的最大值受二沉池泥水分离能力的限制，另外，R太大，会增大二沉池的底流流速，干扰沉降。在运行调度中，应确定一个最大回流比R，以此作为调度的基础。传统的活性污泥工艺的最大回流比可按100%考虑。(10)核算二沉池的固体表面负荷qs 每座二沉池的qs可用下式计算：

qs=(1+R)˙Q˙MLSS/Ac˙n

式中：

n--二沉池投运数量。

      回流的作用是补充曝气流出的活性污泥。当入流水质水量变化时，自然也希望能随时调整回流比。但污水在活性污泥系统中一般要停留8h以上，以回流比进行某种调节之后，其效果可能要几小时之后才能反映出来。因此，通过回流比调节，无法控制污水水质水量的随时变化。一般情况下，每月之内可保持恒定的回流比。在运行中，当固体表面负荷超过最大允许值时，将会使二沉池泥水分离困难，也难以得到较好的浓缩效果。传统活性污泥工艺一般控制qs不大于100kg/(m2˙d)，否则应降低回流比R，或降低MLSS，也可以增加投运的二沉池数量。

确定二沉池投运数量 可用下式计算：

n=Q/qh˙Ac

式中：

Ac--单座二沉池的表面积。

核算二沉池出水堰板溢流负荷qw 可用下式计算：

qw=Q/Lw˙n

式中：

n —— 二沉池投运数量;

Lw —— 每座二沉池出水堰板的总长度。

      当传统活性污泥工艺的二沉池采用三角堰板出时，一般控制qw不大于10m3/(m˙h)。否则，应增加二沉池投运数量。。对于辅流式二沉池来说，在控制qh满足要求的前提下，二沉池直径较大时，qw一般都远小于10m3/(m˙h)。

活性污泥系统的控制周期问题

      对曝气系统进行实时控制是必要的，因为DO太高，将使能耗增加，DO太低将抑制微生物的活性，降低处理效果。通过实时控制，可使活性污泥时刻处于好氧状态，并且不使DO成为限制性因素。处理厂对活性污泥系统很难做到时时刻刻进行调控。那么每隔多长时间就应对工艺进行调整一次呢?也就是说，工艺控制周期应该是多长?

      我们首先讨论曝气系统的调节。对曝气系统可以进行所谓的实时控制，使曝气池混合液的DO值时时刻刻维持在所要求的数值。很多处理厂一般都设有DO自动控制系统，一旦DO偏离设定值，通过调节曝气量，可在几分钟或十几分钟之内使DO恢复到设定值。也就是说，当泥龄5d时，要经过10～15d之后才能观察到调节排泥量所带来的控制效果。因此，也无法通过排泥量操作来控制入流水质水量的日变化，当排泥量调节见效时，发生变化的那股污水早已流出系统。但排泥量的多少，应利用F/M或SRT值每天进行核算。

      综上所述，曝气系统应实时控制;回流比可在较长的时间内维持恒定，但应每天检查核算;排泥量亦可在j较长的时段内维持恒定，但应每天核算。当进入污水流量发生变化或水质突变时，应随时采取控制对策，或重新进行运行调度。

      排泥操作对活性污泥系统的功能及处理效果影响很大，但这种影响很慢。例如，通过调节排泥量控制活性污泥中丝状微生物的过度繁殖，其效果一般要经过2～3倍泥龄之后才能看出来。