水友小王問(wèn)：我在學(xué)習污水的生物處理過(guò)程中，遇到幾個(gè)概念一直搞不清楚——有機負荷、去除負荷、污泥負荷、容積負荷之間到底是啥關(guān)系？
水友老張解答道：一般來(lái)說(shuō)，有機負荷有兩種表示方式：污泥負荷和容積負荷，而在這兩個(gè)概念中，你Z需要掌握的就是污泥負荷。
畢竟，眾多研究都表明了一個(gè)事實(shí)，即污泥負荷影響著(zhù)污泥的凝聚、沉降性能以及系統對污染物的去除效率，用污泥負荷來(lái)表示有機負荷比容積負荷更為貼近微生物的生長(cháng)規律。
那么，既然污泥負荷這么重要，我們就很有必要好好了解它的計算方式，與其他控制指標的關(guān)系、以及它對污染物去除率的影響。
一、污泥負荷的計算及一般控制區間
1、什么是污泥負荷、承受負荷和去除負荷？如何計算？
污泥負荷是指單位質(zhì)量的污泥微生物在一定時(shí)間內所得基質(zhì)的量，單位為kgCOD( BOD) /( kgMLSS·d) 。
污泥負荷在微生物代謝方面的含義就是F/M比值，它代表了微生物量與食物量之間的一種平衡關(guān)系，直接影響活性污泥的增長(cháng)速率、有機污染物的去除效果效率、氧的利用率以及污泥的沉降性能。
污泥負荷（F以BOD5表示，M以MLSS表示）的計算公式如下：
F/M==(BOD5×Q)/曝氣池中活性污泥總量
其中，曝氣池中活性污泥總量=曝氣池有效容積×MLSS。
（由于一些污水廠(chǎng)沒(méi)有條件測定BOD5，所以污泥負荷計算也可用CODcr來(lái)取代BOD5。因為就某一處理裝置而言，其污水的BOD/COD一般情況下是相對穩定的。）
此處需要特別說(shuō)明的是，上面我們所介紹的污泥負荷只是大致反映了曝氣池中單位質(zhì)量的活性污泥每天所能接納的BOD5量，而不能反映所能去除的BOD5量。
因此，在實(shí)際的運行管理中應采用污泥的BOD5去除負荷。
二者的計算不同在于：前者的F用曝氣池每天進(jìn)水BOD5的總量表示，是污泥的承受負荷；而后者的F用曝氣池每天去除的BOD5的總量表示，是污泥的去除負荷。
在日常運行管理中，后者往往更具指導意義，能反映出處理裝置的實(shí)際處理能力。
2、F/M的一般控制區間
數據來(lái)源/《活性污泥法工藝控制》：F/M參考控制值
值得一提的是，上圖提到的這些控制區間數據，僅可用于參考，并不能作為定理或者切實(shí)準確的標準。
畢竟，隨著(zhù)環(huán)保政策越來(lái)越嚴格，國家對出水標準也提出了更高的要求，這就迫使我們把生化處系統的F/M必須控制得更低，否則很難做到達標排放。
當然，維持較低F/M時(shí)，也會(huì )出現很多不良表現......
在低負荷情況下的不良表現——
?曝氣池和二沉池容易產(chǎn)生浮渣；
?放流水容易夾帶顆粒物；
?有水力貨荷沖擊時(shí)，容易導致活性污泥流出二沉池。
在高負荷時(shí)的不良表現——
?污泥沉降性差，上清液渾濁，液面白色泡沫多；
?有機物去除率低，氦氮去除率低，抗沖擊負荷差；
?溶解氧消耗大，非活性污泥類(lèi)原生動(dòng)物占優(yōu)勢。
二、污泥負荷與其他控制指標的關(guān)系
1、F/M與SV30之間的關(guān)系
活性污泥控制在不同的F/M階段，其表現的沉降特性是不一樣的。
1）當F/M過(guò)低時(shí)，SV30表現為：
液面容易看到浮渣層；活性污泥色澤較深；沉降過(guò)程較迅速；上清液帶有細小顆粒；沉降的活性污泥壓縮性好。
2）當F/M過(guò)高時(shí)，SV30表現為：
污泥界面不夠清晰；活性污泥色澤呈單粽黃色；絮凝沉降速度相對緩慢；上清液渾濁；沉降的活性污泥階段壓縮性差。
值得一提的是，通過(guò)沉降比的表現也可以從側面了解活性污泥的污泥負荷概況，避免出現單單純靠計算帶來(lái)的誤判。
2、F/M與MLSS之間的關(guān)系
從上文污泥負荷的計算公式看，F/M與MLSS的關(guān)系十分密切。
一般來(lái)說(shuō)，我們分析F/M的目的就是為了能夠更系統地了解到進(jìn)水有機物濃度對應當下的活性污泥濃度是否合適，以此來(lái)指導調整活性污泥的濃度值，Z終得出活性污泥濃度與進(jìn)水有機物濃度的Z佳比例。
在實(shí)際工作中，大家可能都會(huì )遇到一個(gè)問(wèn)題，那就是過(guò)大的排泥速率會(huì )導致活性污泥濃度快速下降，等到活性污泥濃度每日分析結果出來(lái)的時(shí)候，再去改變操作，往往為時(shí)已晚，難以迅速恢復。
同樣的，過(guò)小的排泥速率會(huì )導致排泥效果不明顯，如果排泥量低于活性污泥的增長(cháng)量，我們還會(huì )發(fā)現污泥濃度隨著(zhù)排泥的進(jìn)行反而還會(huì )上升。
因此，如何控制合理的排泥，將F/M控制在合理范圍對我們工作來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。而這就需要我們平時(shí)多多積累排泥的經(jīng)驗數據，特別是在不同活性污泥濃度情況下，對應排泥量的曲線(xiàn)還是非常有必要作的。
3、F/M與DO之間的關(guān)系
F/M與DO的關(guān)系，類(lèi)似于我們上面提到的F/M與MLSS之前的關(guān)系，這里就不過(guò)多解釋了。
概括起來(lái)講，就是在較低F/M情況下，同樣降解一定量的有機物，所消耗的溶解氧相對來(lái)說(shuō)要更高。
這是因為當F/M過(guò)低時(shí)，相應的活性污泥濃度處在一個(gè)過(guò)剩的范圍內，這部分過(guò)剩的活性污泥越多，消耗額外的溶解氧自然也就越來(lái)越多了。
當搞清楚這層關(guān)系后，我們在水處理過(guò)程中就可以通過(guò)F/M來(lái)達到節能降耗的目的了——在保持處理效果的前提下，盡量提高F/M，以避免不必要的曝氣消耗。
三、污泥負荷對污染物去除率的影響
1、F/M對COD去除效率的影響
以A2/O為例，活性污泥對COD的去除率隨F/M的增加呈先升高后下降的變化。
?當進(jìn)水F/M介于0.15～0.28kgCOD/(kgMLSS·d)時(shí)，系統對COD的去除效果Z好。
?當進(jìn)水F/M<0.15kgCOD/(kgMLSS·d)時(shí)， F/M越高COD降解速率越快。
?當進(jìn)水F/M>0.28kgCOD/(kgMLSS·d)時(shí)，COD降解速率顯著(zhù)下降。這主要是因為在高F/M條件下，水力停留時(shí)間較短，微生物對有機物的吸附和氧化不充分，從而導致COD去除率減小。
值得一提的是，在低溫條件下，當活性污泥A2/O系統的進(jìn)水F/M分別為0.22、0.31和0.39kgCOD/(kgMLSS·d)時(shí)，系統對COD的去除率隨著(zhù)負荷的增大而減小，平均去除率由87.2%下降至80.7％。
這是由于在低溫條件下，微生物的生理活性受到抑制，導致其對有機物的降解能力有限，所以在此條件下降低F/M可以提高系統對COD的去除能力。
2、F/M對氨氮去除效率的影響
在活性污泥A2/O工藝中，NH3-N的去除率與F/M呈負相關(guān)關(guān)系，低F/M有利于系統對NH3-N去除。
?低F/M運行時(shí)，水力停留時(shí)間較長(cháng)，有利于NH3-N和NO2--N被充分氧化；當系統的F/M介于0.14～0.28kgCOD/(kgMLSS·d)時(shí)，NH3-N的去除率Z高，平均去除率達96.1％。
?而高F/M下，水力停留時(shí)間較短，NH3-N無(wú)法被充分硝化形成NO3--N。
同時(shí)，有研究研究表明，亞硝酸鹽氧化菌（NOB）的Z佳生長(cháng)溫度為25～30℃，氨氧化菌（AOB）的Z佳生長(cháng)溫度為28℃，溫度不僅影響著(zhù)NOB的生長(cháng)速率，還影響硝化反應的進(jìn)程。
當溫度低于10℃時(shí)，NOB的活性受到明顯抑制，當溫度降至5℃以下時(shí)，硝化反應基本停止。
當溫度為7.5～11.5℃時(shí)，隨著(zhù)活性污泥A2/O系統進(jìn)水F/M的提高，NH3-N去除率隨之降低。
在進(jìn)水NH3-N平均濃度為30.9mg/L條件下，當F/M由0.22kgCOD/(kgMLSS·d)提高到0.39kgCOD/(kgMLSS·d)時(shí)，出水NH3-N濃度由12.3mg/L增加到13.9mg/L，平均去除率也由60.2％降低到53.1％。
3、F/M對磷去除效率的影響
聚磷菌屬于低溫耐冷菌，低溫對活性污泥A2/O系統除磷效率的影響并不是十分顯著(zhù)。
有研究數據表明，在低溫條件下，當系統的進(jìn)水F/M分別為0.22、0.31、0.39kgCOD/(kgMLSS·d)時(shí)，進(jìn)水TP平均濃度分別為5.73、5.41和5.2mg/L，出水TP平均濃度分別為1.21、0.89和0.67mg/L，系統對TP的平均去除率分別為78.9%、83.8％和87.4％。不難看出，TP的去除率并沒(méi)有顯著(zhù)的變化。
聲明：本文轉自環(huán)保水圈，作者COD君，本文版權歸原作者所有，不代表本網(wǎng)站觀(guān)點(diǎn)，僅供學(xué)習交流之用，不做商業(yè)用途。如文中的內容、圖片、音頻、視頻等存在第三方的在先知識產(chǎn)權，請及時(shí)聯(lián)系我們刪除。
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