水处理工艺参数 - MLSS(污泥浓度)、MLVSS 深度解说

作者:管理员       发布时间:2025-02-27 13:28:01 联系电话: 浏览次数:67

污泥浓度这块能唠的太多了,可以聊到主角死了配角还没死的程度,咱之前码了太多字,有点像“七大姑八大姨“,昨天断更是为了发出来的内容高效简洁,通俗易懂,所以删了一部分太深入太啰嗦的的文字。

在污水处理的复杂流程中,MLSS 和 MLVSS 很重要,深刻影响着污水处理的效率与质量。今天咱们对它们分几大块展开MLSS 检测方法、与其他指标的关系、影响因素、过高及过低的危害、控制范围、异常变化规律、异常排查步骤、综合调控逻辑详细探讨。

MLSS 是什么 MLVSS又是什么

MLSS 混合液悬浮固体,平时咱们一般叫它污泥浓度,是指活性污泥系统中混合液(污水与活性污泥的混合物)所含的悬浮固体总量,单位是mg/L。

它包含了污泥中的微生物、微生物氧化残留物、吸附在污泥上难以被微生物降解的有机物和无机物等。这一指标直接反映系统中微生物的富集程度 。

而 MLVSS 是 MLSS 中可高温灼烧挥发的有机分,代表活性污泥中微生物(活的或死的)及有机物的含量,简单点说就是 MLSS 里面工作的那部分。不明白也没事,看了检测方式马上就知晓。

MLSS 检测方法

为了通俗易懂,咱尽量不出现代号,直接用中文说明。

注:烘干是 105℃、灼烧是 550±50℃

步骤:(滤纸+瓷埚)烘干到重量不变取混合液样品50ml过滤抽吸(滤纸+瓷埚+样品)烘干到重量不变计算

计算:烘干(纸+锅+样)重量 -烘干(纸+锅)重量 / 样品体积*1000000

说明:(纸+锅+样)-(纸+锅)=烘干2小时后样品重量,单位是g。(样品体积)就是一开始抽吸的那50ml混合液。1000000=为了单位换算,具体不多解释了,反正你就这样算。

能不能理解?不能跳过。。。

那 MLVSS 就更简单了,上一步 MLSS 检测计算完接着往下走。

步骤:烘干(滤纸+瓷埚+样品)放入马弗炉灼烧约 1 小时得到(滤纸+瓷埚+灼烧后的样品)重量计算

计算:烘干(纸+锅+样)重量 -(纸+锅+灼烧后的样品)重量 / 样品体积*1000000

说明:整个公式可以看出,把有机物烧掉,是不是烧不掉的就是剩余无机物,样品总重再减去无机物的重量就得出来有机物的重量。

注:这里可以把样品简单的理解为(水+有机物+无机物)MLSS就是去水,MLVSS就是去有机物,然后倒推得到有机物。

那通过这个检测方式是不是就可以理解 MLVSS 就是反映有机物浓度的指标。如何想要更详细的标准检测方法过程可查看《城镇污泥标准检验方法》CJ/T221—2023。这里咱就不过多详述,其主要目的还是为了让小伙伴们了解 MLVSS 的由来。

MLSS 与其他指标的关系

MLSS与SV30:正常情况下,MLSS 升高,SV30 也会相应增加。若 MLSS 正常,而 SV30 异常升高,可能是污泥膨胀问题。

MLSS与SVI:SVI(污泥容积指数)是指曝气池出口处混合液经 30 分钟沉淀后,每克干污泥所占的沉淀污泥体积。具体 SVI 咱下一章会详细描述,SVI=SV30/MLSS×10000。SVI 能反映活性污泥的沉降性能和凝聚性能,MLSS 与 SVI 共同作用,可判断污泥的性质。

MLSS与MLVSS:刚说过了,MLVSS 是 MLSS 中有机物的部分,MLVSS 与 MLSS的比值可反映污泥的活性,一般范围为0.6~0.8,咱一般控制在0.75左右,过低表明污泥无机化严重或微生物活性降低、内源呼吸加剧、污泥老化,比值上升,则表明活性微生物量相对增加,处理能力可能增强 。

MLSS与F/M:F/M(污泥负荷),计算公式为 F/M = 进水量 × 进水 COD 浓度 /(MLSS × 曝气池容积)。

AAO标准设计参考范围:0.05~0.1 kgBOD₅/(kgMLSS·d)。老前辈的经验是 0.08 - 0.12kg BOD₅/(kg MLSS・d),但是咱们每个厂每种工艺都不一样,最好是拿到设计之初的设计值再按实际情况来进项调整。

MLSS与SRT:SRT(污泥龄)是指活性污泥在整个处理系统中的停留时间。SRT 延长,污泥在系统内停留时间增加,微生物有更多时间生长繁殖,MLSS 会升高,缩短 SRT,排泥量增加,MLSS 降低。

MLSS与DO:DO(溶解氧)是影响微生物代谢的关键因素。当 MLSS 较高时,微生物数量多,对氧的需求量增大,若 DO 供应不足,微生物代谢受到抑制,处理效果变差,而 DO 过高,会增加能耗,且可能导致微生物过氧化,使污泥结构松散。

MLSS与pH:大多数微生物适宜的 pH 范围在 6.5 - 8.5。pH 值过低,可能导致微生物细胞壁和细胞膜受损,活性降低或死亡,MLSS 下降,pH 值过高同样会抑制微生物生长。

MLSS  影响因素

污泥回流比:污泥回流比增大,会使曝气池中活性污泥量增加,MLSS 升高,反之,曝气池中污泥量减少,MLSS 降低。回流比增大可提高MLSS,但过高可能引发二沉池扰动。

排泥量:排泥量增加,系统内活性污泥总量减少,MLSS 降低,减少排泥量,MLSS 会升高。

进水水质:进水中有机物、悬浮物含量增加,为微生物提供更多营养,也就是当 F/M 值较高时,会使微生物繁殖加快,分解有机物能力强,MLSS 升高,但当 MLSS 过高,微生物生长环境恶化,反而会影响 COD 的去除效果。若进水中含有抑制微生物生长的物质,会导致微生物活性降低,MLSS 下降。COD/BOD 升高需提高MLSS以维F/M比。

温度:微生物生长一般在 15 - 35℃。温度升高,微生物代谢加快,生长繁殖速度提升,MLSS 可能增加,温度过低,微生物活性降低,繁殖速度减慢,MLSS 下降。冬天可通过提高污泥浓度来弥补微生物活性的下降。

MLSS 过高及过低的危害

MLSS过高的危害

污泥老化与活性下降

原理:MLSS过高导致F/M(污泥负荷)降低,微生物因“饥饿”进入内源呼吸阶段,消耗自身储存物质,活性降低。

表现:污泥颜色变深,如黑褐色,SVI下降,出水COD、氨氮升高。

DO 需求激增与缺氧区形成

原理:高MLSS需更高曝气强度维持DO,否则好氧池局部缺氧,硝化反应受阻。

表现:DO不足时,好氧段氨氮去除率下降,二沉池出现反硝化气泡导致污泥上浮。

污泥沉降性恶化与二沉池问题

原理:高MLSS导致污泥密实化,二沉池污泥可能压实、回流困难,表面负荷超限引发跑泥。

表现:二沉池出水悬浮物升高,污泥回流泵堵塞频率增加。

能耗与运行成本上升

原理:高MLSS需强化曝气、增加污泥回流,电耗及设备磨损加剧。

MLSS过低的危害

处理能力不足与出水超标

原理:MLSS过低导致 F/M(污泥负荷)比过高,微生物超负荷,有机物降解不彻底。

表现:出水COD升高,总磷去除率下降、聚磷菌数量不足。

污泥膨胀风险增加

原理:低MLSS伴随高F/M,可能引发丝状菌快速繁殖,导致污泥膨胀。

表现:SV30 >80% 且泛白,二沉池污泥层界面模糊。

脱氮除磷效率下降

原理:硝化菌生长慢,低MLSS导致其流失,氨氮转化率降低。聚磷菌需一定污泥龄,低MLSS时SRT过于短,超过了除磷最低SRT范围,聚磷菌竞争不过普通异养菌。

系统抗冲击负荷能力弱

原理:低MLSS导致生物量缓冲能力不足,进水水质、水量波动易引发系统崩溃。

MLSS控制范围

一般污泥浓度的控制范围在2000-6500mg/L ,不同污水处理工艺的 MLSS 控制范围有所不同。普通活性污泥法一般将 MLSS 控制在2000-4000mg/L、AAO工艺2000-6500mg/L、MBR膜生物反应器等高效处理工艺中MLSS可高达7000-10000mg/L 。之前在《AAO好氧池控制思路》里,污泥控制范围也是宽泛的说明2000-6500mg/L,因为咱毕竟不在大家生产的现场,也不清楚具体的运行情况,无法说出准确的参数,如说具体参数可能容易误导大家,具体情况除了理论值就是结合经验值。

那为什么控制范围这么宽泛,因为每个污水厂的实际情况不一样,小伙伴们也很难生搬硬套,需结合自己长年进水水质、能耗及浓度的合适范围进行调整,在这里就不得不说进水浓度及污泥浓度曲线图的重要作用。它们的存在是为了让你预判,让你知道这段时间污泥浓度应该控制在多少。

不同工艺MLSS控制差异是有原因的,如膜截的留作用替代二沉池,不受污泥沉降性限制,MBR的SRT可达30以上,微生物种群更丰富,尤其硝化菌,适合处理高氨氮废水,而氧化沟水力停留时间通常为15~40小时,通过延长接触时间弥补MLSS较低的不足,并且低污泥负荷设计,降低了对高MLSS的需求。

MLSS 异常变化规律

短期波动

特征:MLSS在24小时内变化幅度超过±20%,常伴随出水指标(COD、氨氮)同步波动。

突然升高原因:

可能是进水水质突变,大量有机物或悬浮物进入。

污泥回流系统操作异常,回流比突然增大。

也可能是排泥系统出现问题,排泥量减少。

突然降低原因:

受到有毒有害物质冲击,微生物大量死亡。

排泥量过大,超过了微生物的生长速度。

污泥回流系统故障,污泥回流停止。

逐渐趋势

特征:MLSS呈现单向持续升高或下降趋势,如每周递增5%~10%,伴随污泥活性,如MLVSS/MLSS比值,或沉降性 SVI 逐步恶化。

逐渐升高原因:

长期的进水负荷增加,微生物不断繁殖;

处理系统中出现了利于微生物生长的条件,如温度、pH 值适宜等。

排泥不足,惰性物质积累,MLSS持续升高但处理效率下降。

逐渐降低原因:

进水有机物含量持续减少,微生物缺乏营养,如进水COD被雨水稀释,F/M比降低,应及时排泥,否则MLSS因无法摄取足够的影响老化解体。

温度过低、微生物代谢速率下降,需提高MLSS补偿处理能力。

pH 值不适宜等环境因素抑制了微生物生长。

排泥过量,硝化菌流失,MLSS难以维持,常见于高氨氮废水。

碳氮比失调,C/N<4时,反硝化碳源不足,MLSS因微生物增殖受限而下降。

二沉池污泥流失,如跑泥,或污泥膨胀导致污泥流失。

长期偏移

特征:MLSS半年以上持续偏离设计值,如长期高于6500 mg/L或低于2000 mg/L,系统处理效率显著下降,伴随设备老化或工艺瓶颈。

常见原因:

容积负荷不合理,反应池容积过小,MLSS被迫维持高位以补偿处理能力。

二沉池能力不足,表面负荷超标,MLSS无法提升。

丝状菌长期膨胀持续数月,MLSS因污泥流失无法维持。

无机化积累,沉砂池失效导致砂粒持续进入生化池,MLSS中无机物占比高。

曝气头堵塞,氧传递效率下降,MLSS因DO不足被迫降低。

回流泵磨损,实际回流比低于设计值,MLSS增长受限。

MLSS虚高

特征:MLSS > 5000 mg/L但COD/BOD去除率<60%

原因:沉砂池故障,无机物占比高(MLVSS/MLSS <0.5),惰性有机物(如纤维素)积累,需加大排泥量。

MLSS异常排查步骤

1、初步观察与数据收集

检测MLSS值:确认是否超出工艺控制范围。

观察污泥性状:颜色检查,正常为黄褐色,发黑(缺氧)、灰白(老化)、鲜黄(丝状菌增殖)。SV30是否正常,是不是20%~40%,污泥是否分层或上浮。

记录关联参数:DO、pH、回流比、进水COD。

2、关联指标分析

计算F/M比:如AAO标准设计参考范围:0.05~0.1 kgBOD5/(kgMLSS·d)。

F/M过高:MLSS可能不足,需减少排泥或补充污泥。

F/M过低:MLSS可能过高,需加大排泥。

计算SVI:正常范围 80~150 mL/g,SVI异常提示污泥膨胀或老化。

MLVSS/MLSS比值:正常比值:0.6~0.8,比值<0.5表明无机物或惰性物质积累。

3、工艺参数核查

排泥系统:排泥泵是否正常,排泥频率是否匹配污泥龄。

曝气系统:曝气头是否堵塞,DO能否稳定在2~4 mg/L。

回流比:是否因回流泵故障导致MLSS无法维持。

进水负荷:是否有工业废水冲击,COD/BOD是否骤升或骤降。

4、实验室检测

镜检:观察丝状菌丰度、原生动物活性,如钟虫、轮虫。

综合调控逻辑

强化预处理:沉砂池、格栅定期维护,减少无机物和惰性物质进入生化系统。

准确控制SRT:根据出水水质,如氨氮、总磷,调整排泥频率,硝化工艺需长 SRT,除磷工艺需短 SRT。

多参数联动:结合、DO、SVI、pH等指标、SV30观测一起综合判断,避免单一参数调控引发系统波动。

MLSS异常的本质是微生物量、有机物负荷、氧传递及污泥性状的失衡。解决时需,快速诊断、短期应急、中期调整、预防优先。